O que é uma usina nuclear: funcionamento e suas aplicações

O que é uma usina nuclear: funcionamento e suas aplicações

A energia térmica no nuclear usina elétrica pode ser gerado por uma reação nuclear ou fissão nuclear. Os elementos pesados ​​da fissão nuclear são o urânio / tório, realizado dentro de um dispositivo especial denominado reator nuclear. Uma grande quantidade de energia pode ser gerada por causa da fissão nuclear. As demais partes do nuclear, assim como as térmicas convencionais, são as mesmas. A fissão de 1 Kg de Urânio gera energia térmica que é igual à energia gerada por 4.500 toneladas de carvão de alta qualidade. Isso diminui significativamente o custo de transporte de combustível, por isso é um grande benefício dessas plantas. Em todo o mundo, existem enormes depósitos de combustíveis, portanto, essas plantas podem fornecer energia elétrica continuamente por centenas de anos. Central nuclear gerar 10% da eletricidade de toda a eletricidade do mundo



O que é uma usina nuclear?

Definição: A usina que é usada para aquecer a água para gerar vapor , então esse vapor pode ser usado para girar enormes turbinas para gerar eletricidade. Essas plantas usam o calor para aquecer a água gerada pela fissão nuclear. Assim, os átomos na fissão nuclear se dividirão em diferentes átomos menores para gerar energia. O diagrama da usina nuclear é mostrado abaixo.


Princípio de funcionamento da usina nuclear

Na usina, a fissão ocorre no reator e o meio do reator é conhecido como o núcleo que inclui combustível de urânio, e este pode ser formado em pelotas de cerâmica . Cada pelota gera 150 galões de energia de petróleo. A energia total gerada a partir das pelotas é empilhada em barras de combustível de metal. Um monte dessas hastes é conhecido como conjunto de combustível e um núcleo do reator inclui vários conjuntos de combustível.





Durante a fissão nuclear, o calor pode ser gerado dentro do núcleo do reator. Este calor pode ser usado para aquecer a água em vapor para que as lâminas da turbina possam ser ativadas. Uma vez que as lâminas da turbina são ativadas, elas conduzem o geradores para fazer eletricidade. Em uma usina de energia, uma torre de resfriamento está disponível para resfriar o vapor na água, caso contrário, eles usam a água de diferentes recursos. Por fim, a água resfriada pode ser reutilizada para gerar vapor.

Diagrama de bloco de usina nuclear

Diagrama de bloco de usina nuclear



Componentes da Usina Nuclear

No diagrama de blocos da usina nuclear acima, existem diferentes componentes que incluem o seguinte.

Reator nuclear

Em uma usina de energia, um reator nuclear é um componente essencial como uma fonte de calor que inclui o combustível e sua reação da cadeia nuclear, incluindo os produtos residuais do nuclear. O combustível nuclear usado no reator nuclear é o urânio e suas reações são o calor gerado em um reator. Então, esse calor pode ser transferido para o refrigerante do reator para gerar calor para todas as partes da usina.


Existem diferentes tipos de reatores nucleares que são usados ​​na fabricação de plutônio, navios, satélites e aeronaves para pesquisas, bem como para fins médicos. A usina inclui não apenas o reator, mas também turbinas, geradores, torres de resfriamento e uma variedade de sistemas de segurança.

Steam Generation

Em todas as usinas, a produção de vapor é geral, porém, a forma de geração vai mudar. A maioria das usinas usa reatores de água usando duas voltas de água rotativa para gerar vapor. O circuito primário carrega água muito quente para aquecer uma troca, uma vez que a água em baixa pressão é circulada, então ele aquece a água para gerar o vapor que será transmitido para a seção da turbina.

Gerador e Turbina

Uma vez que o vapor é gerado, ele viaja com altas pressões para acelerar a turbina. A rotação das turbinas pode ser usada para girar um gerador elétrico para gerar eletricidade que é transmitida à rede elétrica.

Torres de refrigeração

Em uma usina nuclear, a parte mais essencial é uma torre de resfriamento que é usada para reduzir o calor da água. Por favor, consulte este link para saber mais sobre o que é uma torre de resfriamento - componentes, construção e aplicações

Funcionamento da Usina Nuclear

Os elementos como Urânio ou Tório são processados ​​como reação de fissão nuclear de um reator nuclear. Por causa dessa fissão, uma grande quantidade de energia térmica pode ser gerada e é transmitida ao reator de refrigeração. Aqui, o refrigerante nada mais é do que água, metal líquido, caso contrário, gás. A água é aquecida para fluir em um trocador de calor para que se transforme em vapor de alta temperatura. Em seguida, o vapor que é produzido é permitido fazer um turbina a vapor corre. Mais uma vez, o vapor pode ser transformado de volta no refrigerante e reciclado para ser usado no trocador de calor. Assim, a turbina e o alternador são conectados para produzir eletricidade. Usando um transformador, a eletricidade produzida pode ser aumentada para uso em comunicação de longa distância.

A eficiência da usina nuclear

A eficiência da usina nuclear pode ser decidida igualmente para outros motores térmicos porque tecnicamente a usina é um grande motor térmico. A soma da energia elétrica gerada para cada unidade de energia térmica fornecerá a eficiência térmica da usina e, por causa da segunda lei da termodinâmica, há um limite mais alto para o quão eficientes essas usinas podem ser.

As usinas nucleares normais atingem eficiências de aproximadamente 33 a 37%, o equivalente às usinas movidas a combustíveis fósseis. Projetos de alta temperatura e mais atuais, como os reatores Geração IV, podem adquirir eficiência acima de 45%.

Tipos de usina nuclear

Existem dois tipos de usinas nucleares, como reator de água pressurizada e reator de água fervente.

Reator de água pressurizada

Nesse tipo de reator, a água comum é usada como refrigerante. Isso é mantido em força extremamente alta para que não entre em ebulição. Um trocador de calor neste reator transfere a água aquecida onde a água do círculo de refrigerante secundário se transforma em vapor. Portanto, este loop é totalmente isento de material radioativo. Nesse reator, a água refrigerante atua como moderadora. Devido a esses benefícios, esses reatores são usados ​​com mais frequência.

Reator de água fervente

Nesse tipo de reator, um único circuito de refrigeração está disponível apenas. A água pode ser aquecida dentro do reator. O vapor é produzido a partir do reator quando sai do reator e o vapor fluirá pela turbina a vapor. A principal desvantagem deste reator é que a água de refrigeração se aproxima das barras de combustível e da turbina. Assim, o material radioativo pode ser localizado sobre a turbina.

Seleção do local para usina nuclear

A seleção do site para PowerPoint nuclear pode ser feita considerando os requisitos técnicos. O arranjo e funcionamento de uma usina nuclear dependem principalmente das características do local.
Ao projetar a planta, os riscos do local devem ser considerados. O projeto da planta deve lidar com uma grande ocorrência natural e ações induzidas pelo homem, sem prejudicar a segurança operacional da planta.

Cada local deve fornecer as necessidades necessárias, como dissipadores de calor descartados e decadentes, disponibilidade de fonte de alimentação, comunicações excelentes e gerenciamento de crise eficiente, etc. Para uma usina, a estimativa do local normalmente ocupa diferentes estágios, como seleção, caracterização, pré-operacional, e operacional.

Usinas nucleares na Índia

Existem sete usinas nucleares na Índia, que incluem as seguintes.

  • Usina Nuclear de Kudankulam, localizada em Tamil Nadu
  • Tarapur Nuclear Reactor, localizado em Maharashtra
  • Rajasthan Atomic Power Plant, localizada em Rajasthan
  • Usina Atômica Kaiga, localizada em Karnataka
  • Usina Nuclear Kalapakkam, localizada em Tamil Nadu
  • Narora Nuclear Reactor, localizado em Uttar Pradesh
  • Usina Atômica Kakarapar, localizada em Gujarat

Vantagens

O vantagens das usinas nucleares inclui o seguinte.

  • Ele usa menos espaço em comparação com outras usinas
  • É extremamente econômico e gera enorme energia elétrica.
  • Essas fábricas estão localizadas perto do centro de carga porque não há grande necessidade de combustível.
  • Ele gera uma grande quantidade de energia no processo de cada fissão nuclear
  • Ele usa menos combustível para gerar enorme energia
  • Sua operação é confiável
  • Quando comparado com usinas a vapor, é muito limpo e organizado
  • O custo operacional é pequeno
  • Não produz gases poluentes

Desvantagens

O desvantagens das usinas nucleares inclui o seguinte.

  • O custo da instalação primária é extremamente alto quando comparado com outras usinas.
  • O combustível nuclear é caro, então a recuperação é difícil
  • Alto custo de capital em comparação com outras usinas de energia
  • É necessário conhecimento técnico para operar esta plataforma. Portanto, a manutenção, assim como o salário, será alta.
  • Existe uma chance de poluição radioativa
  • A resposta não é eficiente
  • O requisito de água de resfriamento é o dobro em comparação com uma usina a vapor.

Formulários

O aplicações de usinas nucleares inclui o seguinte.

A energia nuclear é usada em diferentes indústrias em todo o mundo para dessalinização da água do oceano, produção de hidrogênio, resfriamento / aquecimento urbano, remoção de recursos de petróleo terciário e usada em aplicações de processo de calor como cogeração, conversão de carvão em líquidos e ajuda no síntese de matéria-prima química.

FAQs

1). O que é uma usina nuclear?

Esta é uma central térmica que usa um reator nuclear como fonte de calor. O calor gerado pode ser usado para acionar uma turbina que está conectada a um gerador para gerar eletricidade.

2), Na Índia, quantas usinas nucleares existem?

Existem sete usinas nucleares disponíveis na Índia

3). Qual estado dos EUA tem mais usinas de energia?

Pensilvânia

4). Qual é a maior usina de energia do mundo?

Atualmente, a “usina de energia Kashiwazaki-Kariwa” no Japão é a maior usina de energia do mundo.

5). Qual é o projeto mais seguro para reatores nucleares?

O SMR (reator modular pequeno) é o projeto mais seguro.

6). Quais são os tipos comuns de usinas nucleares?

Estes estão disponíveis em dois tipos, ou seja, água pressurizada e reator de água fervente

7). Quais são os componentes usados ​​em uma usina nuclear?

São reatores nucleares, geração de vapor, torre de resfriamento, turbina, gerador, etc.

Portanto, isso é tudo sobre uma visão geral das usinas nucleares . Na Índia, as usinas nucleares geram 6,7 GW de energia, contribuindo com 2% da eletricidade do país. O controle dessas usinas na Índia pode ser feito através da NPCIL - Nuclear Power Corporation of India. Aqui está uma pergunta para você, qual é a famosa usina nuclear da Índia?