Zwaarwaterreactor

Door de hoge druk in een drukwaterreactor is het zware water niet in staat om te koken, hoewel de temperatuur van het water rond de 300 graden Celsius ligt. Het zeer hete zware water wordt afgevoerd naar de stoomgenerator op gewoon water, waar stoom wordt geproduceerd. Deze stoom wordt gebruikt om een turbine aan te drijven, die op haar beurt voor de energieopwekking zorgt.

In de reactor zit gewoon uranium opgesloten in splijtstofstaven. De reactor zelf is een dikwandige stalen kuip waarin zwaar water van onder naar boven stroomt. Dit zware water, dat het water is van de primaire kring, neemt de warmte die wordt uitgestraald door het splijtstofelement op. Dit water krijgt op die manier een temperatuur van +/- 320°C, maar desondanks gaat het niet koken. Dit komt doordat een drukvat het water op een druk houdt van 155 bar (vandaar de naam hogedrukreactor).

Het water uit de primaire kring wordt nu naar de stoomgenerator gebracht. Daar komt het via dunne buisjes in contact met het water van de secundaire kring en wordt warmte van het water uit de primaire kring afgegeven aan het water uit de secundaire kring. Omdat het water uit de secundaire kring op een druk van 60 bar staat (dus een lagere druk dan in de primaire kring), gaat dit water wel koken. Merk dus op dat er géén enkel contact is tussen het zwaar water van de primaire en het gewone water van de secundaire kring. De stoomgenerator is het laatste onderdeel dat zich in het reactorgebouw bevindt en dus een extra veiligheidsbarrière vormt.

De stoom die uit de stoomgenerator komt, wordt nu naar de hogedrukturbine gevoerd. Hierbij gaat het expanderen van 60 bar tot ongeveer 10 bar. De temperatuur neemt evenredig af. Door de expansie van de stoom wordt er thermische energie omgezet in mechanische. De stoom drijft dus de turbine aan, die op haar beurt de alternator aandrijft. Alvorens de stoom van de hogedrukturbine naar de lagedrukturbine gaat, wordt het terug verhit met stoom uit de stoomgenerator om de waterdruppels eruit te verwijderen en om nog eens extra energie aan de stoom toe te voegen. Aan de uitgang van de lagedrukturbine wordt uiteindelijk een druk bereikt van 0.05 bar of minder.

Voordat de stoom terug naar de stoomgenerator gaat, wordt deze eerst nog eens afgekoeld door een condensor met water uit de tertiaire kring. Bedoeling hiervan is om het rendement te verhogen (het rendement wordt groter als er een zo groot mogelijk verschil is tussen de begin- en eindtemperatuur). Het koelwater uit de tertiaire kring is meestal afgekoeld water uit een koeltoren. Daarom maakt men gebruik van een koeltoren. De vorm is een hyperboloïde omdat dat gemakkelijk op te trekken is. Het schoorsteeneffect en het feit dat warme lucht lichter is, zuigt lucht van onder naar boven aan. Deze lucht passeert kanalen waardoor het opgewarmde koelwater zijn verdampingswarmte kan afgeven aan de luchtstroom. Een deel van het koelwater verdampt door contact met de luchtstroom. Onderaan de koeltoren wordt het afgekoelde koelwater terug opgevangen en teruggevoerd naar de kring.