Elektrownie jądrowe mają wiele cech wspólnych z tradycyjnymi obiektami elektroenergetycznymi; główna różnica polega na tym, że wytwarzają energię z materiałów radioaktywnych zamiast konwencjonalnych paliw. Ta sama komercyjna sieć energetyczna dostarcza energię elektryczną z elektrowni jądrowych i paliw kopalnych, a także ze źródeł odnawialnych. Szereg linii dystrybucji energii przenosi energię elektryczną ze źródeł do użytkowników końcowych, w tym domów, klientów komercyjnych, administracji rządowej i przemysłu.
Reakcja jądrowa i ciepło
Reaktor jądrowy wytwarza duże ilości ciepła w wyniku kontrolowanego rozpadu radioaktywnego pierwiastków takich jak uran i pluton. Jądra tych ciężkich pierwiastków są niestabilne; emitują promieniowanie w postaci neutronów, cząstek alfa i beta oraz promieni gamma, przez co stają się bardziej stabilne. Ponieważ wytwarzają promieniowanie, stają się również bardzo gorące. W reaktorze jądrowym ciepło jest wykorzystywane jako substytut spalania węgla lub gazu ziemnego. Zarówno elektrownie na paliwa kopalne, jak i elektrownie jądrowe wykorzystują ciepło do gotowania wody i wytwarzania pary.
Para i Generator
Rury przenoszą parę pod wysokim ciśnieniem z reaktora jądrowego do turbiny parowej. Para napędza łopatki turbiny, powodując gwałtowne obracanie się wału turbiny, obracając generator wytwarzający energię elektryczną. Para kondensuje się w wodę, która jest zawracana z powrotem do reaktora, aby ponownie stać się parą. Typowa elektrownia jądrowa ma kilka turbin i generatorów pracujących w tandemie.
Transformator podwyższający i linie wysokiego napięcia
Urządzenie zwane transformatorem wykorzystuje zasady indukcji elektromagnetycznej, aby połączyć ze sobą dwa obwody prądu przemiennego (AC). Ponadto transformator może zwiększać lub zmniejszać napięcie prądu przemiennego na jego wejściu; przedsiębiorstwa energetyczne wykorzystują linie wysokiego napięcia do wydajnego przesyłania energii elektrycznej na duże odległości, dlatego stosują transformatory podwyższające napięcie w pobliżu elektrowni, aby zwiększyć moc generatora. Napięcie wyjściowe transformatora jest ustawione tak, aby odpowiadało wydajności lokalnych linii wysokiego napięcia, które mogą wynosić od 230 000 do 765 000 woltów.
Transformatory obniżające napięcie i dystrybucja
Firmy energetyczne przesyłają energię elektryczną pod wysokim napięciem, aby zmniejszyć straty energii, ale wysokie napięcie nie jest przydatne ani bezpieczne dla większości klientów. Linie wysokiego napięcia są podłączone do podstacji wyposażonych w transformatory obniżające napięcie, które zmniejszają napięcie dla użytkowników komercyjnych i przemysłowych. Gdy linie energetyczne osiągną poziom sąsiedztwa, napięcia są dalej obniżane do użytku domowego. W USA przedsiębiorstwa użyteczności publicznej zapewniają zasilanie 120, 208 i 240 V dla domów i małych firm.