Parogenerátor

Parogenerátor je jako čajník s vařící vodou ohřívanou teplem z reaktoru

Funkce parogenerátoru

Parogenerátor v jaderné elektrárně pracuje podobně jako elektrická čajová konvice, jenom s tím rozdílem, že teplo potřebné k uvedení vody do varu nevzniká průchodem elektrického proudu, ale horké vody primárního okruhu (tam je reaktor), protékající množstvím kovových trubiček, tlustých jako palec a zahnutých do tvaru velkého písmene U.

Připojení k reaktoru

Středem parogenerátoru prochází dvě svislé tlustostěnné děrované roury, které jsou potrubím připojeny k primárnímu okruhu. Do každé z děr ve stěně je napojena jedna trubička – začátkem ke vstupní rouře a koncem k té druhé, výstupní. Když reaktor pracuje, potrubím z něj přitéká ohřátá voda do vstupní roury, tam se rovnoměrně rozdělí do všech otvorů, proteče trubičkami a přes výstupní rouru odchází z parogenerátoru.

Vstupní rouře se také říká horká, protože je v ní voda dosahující 320 °C. To je teplota jen o několik stupňů nižší, než je teplota tání olova. Aby se voda při takové teplotě nevařila, musí v primárním okruhu cirkulovat pod obrovským tlakem, který je asi 150krát vyšší, než je tlak atmosférický. Při pokusu vytvořit takový tlak v hrnci, bychom museli na pokličku s průměrem 15 cm postavit železniční vagón o hmotnosti 30 tun.

Voda procházející trubičkami postupně odevzdává svou energii a do studené roury přitéká asi o 30 °C chladnější. Je jasné, že výraz „studený“ se nedá chápat úplně doslovně.

Proudění horké primární vody kolektory a trubkami parogenerátoru

V hrnci je teď stejný tlak jako v trubkách parogenerátoru

Vyrábíme páru pro turbínu

Teď se podíváme na procesy, které probíhají v parogenerátoru na straně sekundárního okruhu (tam je turbína). Stěny trubiček tvoří fyzickou hranici mezi primárním a sekundárním okruhem a slouží k přenášení tepla mezi nimi. Na vnějším povrchu horkých trubiček se voda, při tlaku asi 30krát větším, než je tlak v pneumatikách auta, mění v páru, která je dále využita k pohonu turbíny. A jistě nás nepřekvapí, že k vývinu páry tady dochází opravdu v masovém měřítku. Rozložený povrch všech trubiček jednoho parogenerátoru by pokryl přibližně plochu fotbalového hřiště.

Množství páry, které parogenerátor vyrábí, dosahuje asi 400 kg každou sekundu. To je, jako by se každou sekundu odpařily tři plné vany vody. Kdybychom chtěli stejné množství páry vyrobit pomocí napařovacích žehliček, muselo by jich současně pracovat přes půl milionu.

Kdybychom rozložili teplosměnnou plochu trubek parogenerátoru na stadionu, tráva na hřišti by nebyla vidět

V úzkých kanálech labyrintových žaluziových separátorů se vyrobená pára zbavuje přebytečné vlhkosti

Turbína má ráda suchou páru

Vyrobená pára stoupá vzhůru a bere s sebou i pár malinkých kapiček. Ještě předtím než opustí parogenerátor, musí se této přebytečné vlhkosti zbavit. Proto v horní části prochází labyrintem žaluzií, kde několikrát změní směr.

Zbylé těžší kapičky vody změnu směru prostě nezvládnou a setrvačností narazí do stěny žaluzie a spadnou zpět do vodního prostoru parogenerátoru. Je to podobné, jako když rychlé auto vyletí v důsledku odstředivé síly v ostré zatáčce ze silnice a narazí do svodidel nebo do stromu. Suchá pára nakonec vystupuje z nádoby parogenerátoru deseti parními nátrubky do hlavního parního kolektoru vedoucího k turbíně.

Váhu jednoho parogenerátoru by muselo vyrovnat 600 monopostů Formule 1

Jak je to velké

VELKÝ JAKO GARÁŽ AUTOBUSU. Parogenerátor temelínské elektrárny je velká kovová válcovitá nádoba, umístěná naležato hned vedle reaktoru. A když říkám velká, myslím opravdu obrovská, vždyť by se do ní bez problémů vešel celý autobus. A hmotnost každého parogenerátoru je taky úctyhodná, je to přes 400 tun. Jen pro představu – kdybychom jej položili na jednu misku vah, na druhou bychom museli naskládat asi 250 osobních automobilů Škoda Fabia nebo (pro milovníky rychlejších kol) asi 600 monopostů Formule 1.

Délka jedné trubičky v parogenerátoru je asi 11 metrů, což je výška třípatrového domu

Tisíce trubiček uvnitř

Uvnitř parogenerátoru samozřejmě žádný autobus nenajdete, ale je tam spousta malých trubiček, tlustých asi jako palec, zahnutých do tvaru velkého písmene U. Stěna trubičky tvoří fyzickou hranici mezi primárním a sekundárním okruhem a slouží k přenášení tepla mezi nimi. Kdybychom jednu z trubiček narovnali a postavili kolmo vzhůru, byla by vysoká asi jako třípatrový dům.

Parogenerátor temelínské elektrárny nás udivuje nejen svými rozměry a hmotností, ale i počtem těchto tenkých trubiček. Je jich kolem 11 000 a všechny jsou pravidelně rozloženy v prostoru dolní části nádoby parogenerátoru. Jestli si chceš ověřit, že 11 000 je opravdu velké číslo, zkus spočítat všechny bodliny na kůži ježčí mámy a jejího mláděte. Dojdeš přibližně ke stejnému číslu.

Anebo, vyjádřeno v metrech, je to hloubka Mariánského příkopu v severním Pacifiku – nejhlubšího místa na povrchu Země. A co by se stalo, kdybychom všechny trubičky z parogenerátoru narovnali a poskládali do přímky jednu za druhou? Když první položíme v Praze, poslední bude ležet v Českých Budějovicích. Ano, tvořily by linii s neuvěřitelnou délkou přes 120 km.