Tuumaelektrijaam

Allikas: Vikipeedia
Mine navigeerimisribale Mine otsikasti

Tuumaelektrijaam ehk tuumajõujaam (ka aatomielektrijaam) on selline elektrijaam, kus elektrienergiat saadakse tuumareaktoris aatomituuma lõhustumise tulemusel vabaneva soojusenergia arvel.

Soojusenergia allikaks on tuumareaktor. Kõige laialdasemalt on kasutusel kahekontuurilised ehk kahe soojuskandjatorustikuga elektrijaamad. Esimeses suletud kontuuris ringlev soojuskandja (vesi, raskevesi, gaas, vedelmetall) annab reaktoris saadud soojuse aurugeneraatoris üle teise kontuuri eraldatud veeringlussüsteemi soojuskandjale veeauru tekitamiseks). Aurukatlas saadud kõrge temperatuuri (kuni 580° C) ja survega (kuni kümneid MPa) aur suunatakse edasi auruturbiini võlli pöörlema panevatele labadele. Turbiiniga ühisele võllile sidurdatud elektrigeneraator, mis moodustavad koos turbogeneraatoragregaadi, antakse elektrienergiat elektrivõrku. Töötanud aur suunatakse turbiinist tööstustarbijatele või kondensaatorisse, kust see jahutatakse ja pumbatakse tagasi teise kontuuri veeringlusse.

Grafenrheinfeldi tuumaelektrijaam (Saksamaal). Betoonkupli all paikneb tuumareaktor, sellest mõlemal pool on vee jahutustornid

Survevesireaktoriga aatomielektrijaam[muuda | muuda lähteteksti]

Survevesireaktor (ehk surveveereaktor) on tuumajaamades kõige laialdasemalt kasutatava tuumareaktori tüüp. Reaktori jahutusvesi ringleb siin suletud (esimeses kontuuris) ja aurugeneraatorist väljuv aur (teises kontuuris) ei ole mingil määral radioaktiivne. Ka on tagatud stabiilne talitlus reaktori võimsuse juhuslikul suurenemisel tänu negatiivsele temperatuurilisele tagasisidele.

Esimeses kontuuris võib vee rõhk olla 16 MPa (u 150 ja reaktorist väljuva vee temperatuur 325 °C. Aurugeneraator annab teise kontuuri auru parameetritega keskmiselt 6 MPa ja 275 °C.[1]

Survevesireaktoriga kahekontuurilise tuumaelektrijaama tööpõhimõtte skeem
Varjestavas betoonehitises (Containment Structure) paikneva reaktori (Reactor Vessel) südamikus – rikastatud uraanist kütusevarraste ja pidurdus- ehk juhtvarraste (Control Rods) tsoonis − eralduv soojus kandub esimese ringluskontuuri soojuskandjale ja sealt soojusvahetisse, mida nimetatakse aurugeneraatoriks (Steam Generator). Teises ringluskontuuris vesi aurustub ning kõrge rõhu ja temperatuuriga aur paneb pöörlema turbiini (Turbine), samuti sellega samal võllil oleva rootori elektrigeneraatoris (Generator); selle staatorimähistest läheb elektrivool elektriliini kaudu tarbijatele. Turbiinist väljuv aur läheb kondensaatorisse (Condenser), kus seda jahutatakse ja pumbatakse veena teise kontuuri tagasi. Kondensaatori jahutusvesi ringleb läbi jahutustorni või veehoidla. Paisupaak (Pressurizer) ühtlustab reaktori töötamisel tekkivaid vee rõhu võnkumisi

Tuumareaktori võimsus ja tuumajaama kasutegur[muuda | muuda lähteteksti]

Tuumareaktori võimsust väljendab otseselt reaktorist auruga väljaviidav soojusvõimsus. Et aga võimsust kasutatakse auruturbiini abil elektrigeneraatori käitamiseks, iseloomustatakse energiatehnikas reaktorit elektrigeneraatori nimivõimsusega. Seda võimsust nimetatakse reaktori elektriliseks võimsuseks. Seejuures kasutatakse sageli tähist MWe või GWe (näiteks reaktori võimsus 500 MWe); soojusvõimsuse korral vastavalt MWt või GWt. Elektrotehnikas kasutatavate tähiste standardi[2] kohaselt ei või siiski ühiku tähist mingil viisil muuta ega sellele märke või indekseid lisada.

Reaktori elektriline võimsus on soojusvõimsusest keskmiselt 3−4 korda väiksem. Näiteks survevesireaktorite soojusvõimsusest 6 GW suudab tuumajaam elektrienergiaks muundada kuni 1,6 GW. Ülejäänud soojus väljub keskkonda jahutustornis (suures korstnas) või jahutusbasseinis.

Tuumaelektrijaamade kasutamise eelised[muuda | muuda lähteteksti]

  • Tuumaelektrijaamad ei eralda kasvuhoonegaase ega pruugi saastada õhku.
  • Normaalse töö korral tekib vähe tahkeid jäätmeid ja kütust kulub samuti vähe.
  • Maailmas on suured tuumakütuse potentsiaalsed varud, kuid praegusaegse tehnoloogiaga kasutatavate varude hulk on piiratud ja ammendub eri hinnangutel 70–200 aastaga.

Tuumaelektrijaamade kasutamise ohud[muuda | muuda lähteteksti]

Eestile lähimad tuumaelektrijaamad[muuda | muuda lähteteksti]

Tuumareaktorite arv ja elektrienergia tootmine riigiti[muuda | muuda lähteteksti]

2018. aasta alguse seisuga oli maailma tuumaelektrijaamades 450 tegutsevat reaktorit[6], mis kokku tootsid 17% maailma elektrienergiast. Kõige rohkem on tuumareaktoreid USAs (99), järgnevad Prantsusmaa (58), Jaapan (42) ja Venemaa (37).[7]

Tänapäeval töötavate tuumaelektrijaamade võimsus ulatub 1,5 gigavatini.

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. "Endel Risthein. Sissejuhatus_energiatehnikasse" (PDF). Originaali (PDF) arhiivikoopia seisuga 29. aprill 2016. Vaadatud 29. märtsil 2018.
  2. Eesti standard EVS-EN 60027-1:2006+A2:2007 Elektrotehnikas kasutatavad tähised. Osa 1, Üldtähised (Lisa E)
  3. Sander Loite, Kaur Maran 2022. tuumaenergiast läheb 2/3 merevee soojendamiseks. Novaator.
  4. Tuumaenergiast läheb 2/3 merevee soojendamiseks. Novaator.
  5. Sander Loite, Kaur Maran 2022. tuumaenergiast läheb 2/3 merevee soojendamiseks. Novaator.
  6. Latest news related to pris and the status of nuclear power plants IAEA PRIS kodulehel
  7. Number of reactors in Operation Worldwide IAEA PRIS kodulehel

Välislingid[muuda | muuda lähteteksti]