Qu'est-ce qu'une centrale nucléaire: son fonctionnement et ses applications

Essayez Notre Instrument Pour Éliminer Les Problèmes





L'énergie thermique dans le nucléaire centrale électrique peut être généré par une réaction nucléaire ou une fission nucléaire. Les éléments lourds de la fission nucléaire sont l'Uranium / Thorium est réalisé dans un dispositif spécial appelé réacteur nucléaire. Une énorme quantité d'énergie peut être générée à cause de la fission nucléaire. Les autres parties de la centrale nucléaire et des centrales thermiques conventionnelles sont les mêmes. La fission de 1 kg d'uranium génère une énergie thermique égale à l'énergie produite par 4500 tonnes de charbon de haute qualité. Cela réduit considérablement le coût du transport du carburant, c'est donc un avantage majeur de ces usines. Dans le monde entier, il existe d'énormes gisements de combustibles, par conséquent, ces usines peuvent fournir de l'énergie électrique en continu pendant des centaines d'années. Centrales nucléaires produire 10% de l'électricité de toute l'électricité du monde

Qu'est-ce qu'une centrale nucléaire?

Définition: La centrale électrique qui sert à réchauffer l'eau pour générer vapeur , alors cette vapeur peut être utilisée pour faire tourner d'énormes turbines pour produire de l'électricité. Ces usines utilisent la chaleur pour réchauffer l'eau générée par la fission nucléaire. Ainsi, les atomes de la fission nucléaire se diviseront en différents atomes plus petits pour générer de l'énergie. Le schéma de la centrale nucléaire est illustré ci-dessous.




Principe de fonctionnement de la centrale nucléaire

Dans la centrale électrique, la fission a lieu dans le réacteur et le milieu du réacteur est connu comme le cœur qui comprend du combustible à l'uranium, et cela peut être formé en pastilles de céramique . Chaque granule génère 150 gallons d'énergie pétrolière. L'énergie totale générée par les pastilles est empilée dans des barres de combustible métalliques. Un tas de ces crayons est appelé assemblage combustible et un cœur de réacteur comprend plusieurs assemblages combustibles.

Lors de la fission nucléaire, la chaleur peut être générée à l'intérieur du cœur du réacteur. Cette chaleur peut être utilisée pour chauffer l'eau en vapeur afin que les aubes de turbine puissent être activées. Une fois les aubes de turbine activées, elles entraînent le générateurs faire de l'électricité. Dans une centrale électrique, une tour de refroidissement est disponible pour refroidir la vapeur dans l'eau, sinon ils utilisent l'eau de différentes ressources. Enfin, l'eau refroidie peut être réutilisée pour générer de la vapeur.



Schéma fonctionnel de la centrale nucléaire

Schéma fonctionnel de la centrale nucléaire

Composants de la centrale nucléaire

Dans le schéma de principe de la centrale nucléaire ci-dessus, il y a différents composants qui comprennent les suivants.

Réacteur nucléaire

Dans une centrale électrique, un réacteur nucléaire est un composant essentiel comme une source de chaleur qui comprend le combustible et sa réaction de la chaîne nucléaire, y compris les déchets du nucléaire. Le combustible nucléaire utilisé dans le réacteur nucléaire est l'uranium et ses réactions sont la chaleur générée dans un réacteur. Ensuite, cette chaleur peut être transférée au réfrigérant du réacteur pour générer de la chaleur vers toutes les pièces de la centrale.


Il existe différents types de réacteurs nucléaires qui sont utilisés dans la fabrication de plutonium, de navires, de satellites et d'aéronefs à des fins de recherche et à des fins médicales. La centrale électrique comprend non seulement le réacteur et comprend également des turbines, des générateurs, des tours de refroidissement, une variété de systèmes de sécurité.

Génération de vapeur

Dans toutes les centrales, la production de vapeur est générale cependant, le mode de production va changer. La plupart des usines utilisent des réacteurs à eau en utilisant deux boucles d'eau en rotation pour générer de la vapeur. La boucle primaire transporte de l'eau très chaude pour chauffer un échangeur une fois que de l'eau à basse pression est mise en circulation, puis elle chauffe l'eau pour générer la vapeur à transmettre à la section turbine.

Générateur et turbine

Une fois que la vapeur est générée, elle se déplace avec des pressions élevées pour accélérer la turbine. La rotation des turbines peut être utilisée pour faire tourner un générateur électrique pour produire de l'électricité qui est transmise au réseau électrique.

Tours de refroidissement

Dans une centrale nucléaire, la partie la plus essentielle est une tour de refroidissement qui est utilisée pour réduire la chaleur de l'eau. Veuillez vous référer à ce lien pour en savoir plus sur qu'est-ce qu'une tour de refroidissement - composants, construction et applications

Fonctionnement de la centrale nucléaire

Les éléments comme l'uranium ou le thorium sont poursuivis par réaction de fission nucléaire d'un réacteur nucléaire. En raison de cette fission, une énorme quantité d'énergie thermique peut être générée et elle est transmise au réacteur de refroidissement. Ici, le liquide de refroidissement n'est rien d'autre que de l'eau, du métal liquide sinon du gaz. L'eau est chauffée pour s'écouler dans un échangeur de chaleur afin qu'elle se transforme en vapeur à haute température. Ensuite, la vapeur qui est produite est autorisée à faire un turbine à vapeur Cours. Encore une fois, la vapeur peut être transformée en liquide de refroidissement et recyclée pour être utilisée pour l'échangeur de chaleur. Ainsi, la turbine et l'alternateur sont connectés pour produire de l'électricité. En utilisant un transformateur, l'électricité produite peut être augmentée pour être utilisée dans les communications longue distance.

L'efficacité de la centrale nucléaire

L'efficacité de la centrale nucléaire peut être décidée de la même manière que celle des autres moteurs thermiques, car techniquement la centrale est un gros moteur thermique. La somme de l'énergie électrique générée pour chaque unité de puissance thermique fournira à la centrale son efficacité thermique et en raison de la deuxième loi de la thermodynamique, il y a une limite plus élevée à l'efficacité de ces centrales électriques.

Les centrales nucléaires normales atteignent des rendements d'environ 33 à 37%, ce qui équivaut aux centrales à combustible fossile. Les conceptions haute température et plus actuelles telles que les réacteurs de génération IV pourraient acquérir une efficacité supérieure à 45%.

Types de centrales nucléaires

Il existe deux types de centrales nucléaires telles que le réacteur à eau sous pression et le réacteur à eau bouillante.

Réacteur à eau sous pression

Dans ce type de réacteur, de l'eau ordinaire est utilisée comme liquide de refroidissement. Celui-ci est maintenu à une force extrêmement élevée afin qu'il ne fasse pas bouillir. Un échangeur de chaleur dans ce réacteur transfère l'eau chauffée où l'eau du cercle de refroidissement secondaire est transformée en vapeur. Par conséquent, cette boucle est totalement exempte de matière radioactive. Dans ce réacteur, l'eau de refroidissement joue le rôle de modérateur. En raison de ces avantages, ces réacteurs sont utilisés le plus fréquemment.

Réacteur à eau bouillante

Dans ce type de réacteur, une seule boucle de refroidissement est disponible uniquement. L'eau est autorisée à chauffer à l'intérieur du réacteur. La vapeur est produite à partir du réacteur lorsqu'elle sort du réacteur et la vapeur s'écoulera dans toute la turbine à vapeur. Le principal inconvénient de ce réacteur est que l'eau de refroidissement s'approche des barres de combustible et de la turbine. Ainsi, des matières radioactives pourraient être localisées au-dessus de la turbine.

Sélection du site pour la centrale nucléaire

La sélection du site pour PowerPoint nucléaire peut se faire en tenant compte de l'exigence technique. L'aménagement et le fonctionnement d'une centrale nucléaire dépendent principalement des caractéristiques du site.
Lors de la conception de l'usine, les risques du site doivent être pris en compte. La conception de l'usine doit gérer des événements naturels et des actions anthropiques considérables, sans nuire à la sécurité opérationnelle de l'usine.

Chaque site doit donner les nécessités nécessaires telles que les dissipateurs de chaleur mis au rebut et en décomposition, la disponibilité de l'alimentation électrique, d'excellentes communications et une gestion efficace des crises, etc. Pour une centrale électrique, l'estimation du site occupe généralement différentes étapes telles que la sélection, la caractérisation, la pré-opération, et opérationnel.

Centrales nucléaires en Inde

Il y a sept centrales nucléaires en Inde, dont les suivantes.

  • Centrale nucléaire de Kudankulam, située au Tamil Nadu
  • Réacteur nucléaire de Tarapur, situé dans le Maharashtra
  • Centrale atomique du Rajasthan, située au Rajasthan
  • Centrale atomique de Kaiga, située dans le Karnataka
  • Centrale nucléaire de Kalapakkam, située au Tamil Nadu
  • Réacteur nucléaire de Narora, situé dans l'Uttar Pradesh
  • Centrale atomique de Kakarapar, située dans le Gujarat

Avantages

Le avantages des centrales nucléaires inclure les éléments suivants.

  • Il utilise moins d'espace par rapport aux autres centrales électriques
  • Il est extrêmement économique et génère une énorme puissance électrique.
  • Ces usines sont situées près du centre de distribution car il n'y a pas besoin de carburant énorme.
  • Il génère une énorme quantité d'énergie dans le processus de chaque fission nucléaire
  • Il utilise moins de carburant pour générer une énergie énorme
  • Son fonctionnement est fiable
  • Par rapport aux centrales à vapeur, il est très propre et soigné
  • Le coût d'exploitation est faible
  • Il ne produit pas de gaz polluants

Désavantages

Le inconvénients des centrales nucléaires inclure les éléments suivants.

  • Le coût de l'installation primaire est extrêmement élevé par rapport aux autres centrales électriques.
  • Le combustible nucléaire est cher donc sa récupération est difficile
  • Coût en capital élevé par rapport aux autres centrales électriques
  • Des connaissances techniques sont nécessaires pour faire fonctionner cette platine. La maintenance, ainsi que le salaire, seront donc élevés.
  • Il y a un risque de pollution radioactive
  • La réponse n'est pas efficace
  • Le besoin en eau de refroidissement est double par rapport à une centrale à vapeur.

Applications

Le applications des centrales nucléaires inclure les éléments suivants.

L'énergie nucléaire est utilisée dans différentes industries du monde entier pour le dessalement de l'eau de mer, la production d'hydrogène, le refroidissement / chauffage urbain, l'élimination des ressources pétrolières tertiaires et utilisée dans des applications de traitement thermique telles que la cogénération, la conversion du charbon en liquides et l'aide à la synthèse de matières premières chimiques.

FAQ

1). Qu'est-ce qu'une centrale nucléaire?

Il s'agit d'une centrale thermique qui utilise un réacteur nucléaire comme source de chaleur. La chaleur générée peut être utilisée pour entraîner une turbine qui est reliée à un générateur pour produire de l'électricité.

2), En Inde, combien de centrales nucléaires y a-t-il?

Il y a sept centrales nucléaires disponibles en Inde

3). Quel État des États-Unis a le plus de centrales électriques?

Pennsylvanie

4). Quelle est la plus grande centrale électrique du monde?

Actuellement, la «centrale électrique de Kashiwazaki-Kariwa» au Japon est la plus grande centrale électrique du monde.

5). Quelle est la conception la plus sûre pour les réacteurs nucléaires?

Le SMR (petit réacteur modulaire) est la conception la plus sûre.

6). Quels sont les types courants de centrales nucléaires?

Ceux-ci sont disponibles en deux types, à savoir le réacteur à eau sous pression et à eau bouillante

7). Quels sont les composants utilisés dans une centrale nucléaire?

Ce sont les réacteurs nucléaires, la production de vapeur, la tour de refroidissement, la turbine, le générateur, etc.

Ainsi, il s'agit de un aperçu des centrales nucléaires . En Inde, les centrales nucléaires génèrent 6,7 GW d'énergie en fournissant 2% de l'électricité du pays. Le contrôle de ces centrales en Inde peut se faire par l'intermédiaire de NPCIL - Nuclear Power Corporation of India. Voici une question pour vous, quelle est la célèbre centrale nucléaire en Inde?