Οι πυρηνικοί σταθμοί έχουν πολλά κοινά χαρακτηριστικά με τις παραδοσιακές εγκαταστάσεις ηλεκτρικής ενέργειας. η κύρια διαφορά είναι ότι παράγουν ενέργεια με ραδιενεργά υλικά αντί για συμβατικά καύσιμα. Το ίδιο εμπορικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας μεταφέρει ηλεκτρισμό από πυρηνικά και ορυκτά καύσιμα καθώς και ανανεώσιμες πηγές. Μια σειρά γραμμών διανομής ηλεκτρικής ενέργειας μεταφέρει την ηλεκτρική ενέργεια από τις πηγές στους τελικούς χρήστες, συμπεριλαμβανομένων των σπιτιών, των εμπορικών πελατών, της κυβέρνησης και της βιομηχανίας.
Πυρηνική αντίδραση και θερμότητα
Ένας πυρηνικός αντιδραστήρας παράγει μεγάλες ποσότητες θερμότητας από την ελεγχόμενη ραδιενεργή διάσπαση στοιχείων όπως το ουράνιο και το πλουτώνιο. Οι πυρήνες αυτών των βαριών στοιχείων είναι ασταθείς. Εκπέμπουν ακτινοβολία με τη μορφή νετρονίων, σωματιδίων άλφα και βήτα και ακτίνων γάμμα, καθιστώντας πιο σταθερές στη διαδικασία. Καθώς παράγουν ακτινοβολία, γίνονται επίσης πολύ ζεστά. Σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα, η θερμότητα χρησιμοποιείται ως υποκατάστατο της καύσης άνθρακα ή φυσικού αερίου. Τόσο τα ορυκτά καύσιμα όσο και οι πυρηνικοί σταθμοί χρησιμοποιούν θερμότητα για να βράσουν νερό και να κάνουν ατμό.
Ατμός και γεννήτρια
Οι σωλήνες μεταφέρουν ατμό υψηλής πίεσης από τον πυρηνικό αντιδραστήρα σε έναν ατμοστρόβιλο. Ο ατμός ωθεί τις λεπίδες του στροβίλου, προκαλώντας την γρήγορη περιστροφή του άξονα του στροβίλου, γυρίζοντας μια γεννήτρια που παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Ο ατμός συμπυκνώνεται σε νερό, το οποίο ανακυκλώνεται πίσω στον αντιδραστήρα για να γίνει πάλι ατμός. Ένας τυπικός πυρηνικός σταθμός παραγωγής ενέργειας έχει αρκετούς στροβίλους και γεννήτριες που λειτουργούν παράλληλα.
Step-Up Transformer και High-Voltage Lines
Μια συσκευή που ονομάζεται μετασχηματιστής χρησιμοποιεί αρχές ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής για τη σύνδεση δύο κυκλωμάτων εναλλασσόμενου ρεύματος (AC). Επιπλέον, ένας μετασχηματιστής μπορεί να αυξήσει ή να μειώσει την τάση του AC στην είσοδό του. Οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας χρησιμοποιούν γραμμές υψηλής τάσης για να μεταφέρουν ηλεκτρισμό σε μεγάλες αποστάσεις αποτελεσματικά, επομένως χρησιμοποιούν μετασχηματιστές βολής κοντά στον σταθμό παραγωγής ενέργειας για να αυξήσουν την παραγωγή μιας γεννήτριας. Η τάση εξόδου του μετασχηματιστή έχει ρυθμιστεί ώστε να ταιριάζει με τη χωρητικότητα των τοπικών γραμμών υψηλής τάσης, οι οποίες μπορεί να κυμαίνονται από 230.000 έως 765.000 βολτ.
Μετασχηματιστές και διανομή Step-Down
Οι εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας μεταδίδουν ηλεκτρική ενέργεια σε υψηλή τάση για να μειώσουν τις απώλειες ενέργειας, αλλά η υψηλή τάση δεν είναι χρήσιμη ή ασφαλής για τους περισσότερους πελάτες. Οι γραμμές υψηλής τάσης συνδέονται με υποσταθμούς που έχουν μετασχηματιστές κατεβάσματος που μειώνουν την τάση για εμπορικούς και βιομηχανικούς χρήστες. Μόλις οι γραμμές τροφοδοσίας φτάσουν στο επίπεδο των γειτονιών, οι τάσεις μειώνονται περαιτέρω για οικιακή χρήση. Στις ΗΠΑ, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας παρέχουν υπηρεσίες 120-, 208- και 240-volt για σπίτια και μικρές επιχειρήσεις.
