Overslaan en naar de inhoud gaan

Werking van een kerncentrale

Een kerncentrale is een elektriciteitscentrale die gebruik maakt van kernenergie.

Een kerncentrale van het type drukwaterreactor (PWR), zoals in Tihange of in Doel, maakt gebruik van de warmte die gegenereerd wordt door de splijting van atomen om het drukwater op te warmen en tot slot een turbine te doen draaien en een alternator aan te drijven die elektriciteit produceert.

Elektriciteitsproductieproces

Dit type centrale heeft drie volledig van elkaar gescheiden waterkringen.

1. De primaire kring onttrekt de warmte
In de reactor komt er door de splijting van uranium- of plutoniumkernen heel wat energie in de vorm van warmte vrij. Door deze warmte stijgt de temperatuur van het water in de primaire kring die rond de reactorkern circuleert tot 320°C. Het water wordt onder druk gehouden om te vermijden dat het begint te koken. Deze gesloten kring wordt de primaire kring genoemd.

2. De secundaire kring produceert stoom
De primaire kring wisselt de warmte uit met een tweede gesloten kring, genaamd de secundaire kring; dit gebeurt in een stoomgenerator. In deze generator warmt het warme water van de primaire kring het water van de secundaire kring op en dit wordt dan stoom.
De druk van deze stoom doet een turbine draaien die op haar beurt een alternator aandrijft. Dankzij de door de turbine opgewekte energie produceert de alternator elektriciteit.
De transformator verhoogt de spanning van de stroom die door de alternator geproduceerd wordt zodat deze makkelijker door de hoogspanningsleidingen getransporteerd kan worden (400 000 volt).

3. De koelkring condenseert de stoom en voert de warmte af
Bij het verlaten van de turbine wordt de stoom van de secundaire kring afgekoeld en terug omgezet in water dankzij de condensor waarin koud water dat van de zee of een waterloop afkomstig is, circuleert. Deze derde kring wordt de koelkring genoemd. Nabij een waterloop kan het water van deze derde kring worden afgekoeld door contact met de lucht die circuleert in een koeltoren. Een klein gedeelte verdampt via de toren, dit is de stoompluim.

Bron: https://www.asn.fr/ - "Rechten voorbehouden"

Belangrijkste componenten van een kerncentrale
  • Brandstof: 4% verrijkt uranium in de vorm van splijtstoftabletten geassembleerd in splijtstofstiften.
     
  • Reactorgebouw: met dubbel containment, hier bevindt zich:
    • Het reactorvat: in zeer dik staal, hierin zitten de splijtstofstiften en wordt de warmte geproduceerd;
    • Het drukregelvat: hierin wordt het water van de primaire kring vloeibaar gehouden;
    • De stoomgeneratoren (drie of vier, afhankelijk van het vermogen van de centrale);
    • De primaire pompen (om het koelmiddel te doen circuleren);
    • De primaire waterkring: zorgt voor de warmteoverdracht tussen de reactorkern en de stoomgeneratoren;
    • Een deel van de secundaire waterkring.
       
  • Splijtstofgebouw: ligt naast het reactorgebouw en dient voor de opslag van splijtstofelementen vooraleer ze in de kern worden geladen (nieuwe splijtstof), of na ontlading uit de kern (verbruikte splijtstof). Gezien het feit dat verbruikte splijtstof nog warmte afgeeft na de ontlading (door de hoge radioactiviteit), wordt deze ondergedompeld in koelbekkens. Het water in de bekkens dient als stralingsschild en om de restwarmte af te voeren.  
     
  • Controlezaal: alle activiteiten van de centrale worden er 24/24 uur gecontroleerd: opstart, stillegging, modulatie van het vermogen van de reactor (verhogen of verlagen van het vermogen).
     
  • Machinezaal: hier staat de stoomturbine, de alternator, de  condensor, de turbopompen voor de bevoorrading en de perifere lokalen,…
     
  • Pompstation: dit is nodig om het nodige water te kunnen voorzien.
     
  • Water: een kerncentrale gebruikt water voor de noodzakelijke koeling bij het elektriciteitsproductieproces. De centrales die nabij de zee of grote rivieren gelegen zijn, werken met een open circuit. Wanneer de rivier onvoldoende debiet heeft, of wanneer er meerdere centrales langs eenzelfde waterloop liggen, dan worden de installaties uitgerust met koeltorens.
     
  • Een of meerdere koeltorens: deze zijn het meest zichtbare gedeelte van elektriciteitscentrales, in het bijzonder van kerncentrales. Ze koelen het opgewarmde water van de condensor af door contact met een opwaartse luchtstroom. Deze torens zijn enkel nodig bij centrales waarvan de koudebron onvoldoende in staat is om de voor de werking nodige warmte af te voeren en ze zorgen er tevens voor dat de thermische waterverontreiniging wordt teruggedrongen. Sommige kerncentrales hebben geen atmosferische koeling en worden enkel gekoeld door het rivier- of zeewater.