Centralele nucleare au multe caracteristici comune cu instalațiile tradiționale de energie electrică; principala diferență este că produc energie cu materiale radioactive în loc de combustibili convenționali. Aceeași rețea electrică comercială transportă energie electrică din centrale nucleare și cu combustibili fosili, precum și din surse regenerabile. O serie de linii de distribuție a energiei electrice transportă energia electrică de la surse la utilizatorii finali, inclusiv case, clienți comerciali, guvern și industrie.
Reacție nucleară și căldură
Un reactor nuclear produce cantități mari de căldură din decăderea radioactivă controlată a unor elemente precum uraniu și plutoniu. Nucleii acestor elemente grele sunt instabile; emit radiații sub formă de neutroni, particule alfa și beta și raze gamma, devenind mai stabile în acest proces. Pe măsură ce produc radiații, devin, de asemenea, foarte fierbinți. Într-un reactor nuclear, căldura este utilizată ca înlocuitor pentru arderea cărbunelui sau a gazului natural. Atât combustibilii fosili, cât și centralele nucleare folosesc căldura pentru a fierbe apa și a produce abur.
Abur și Generator
Țevile transportă abur de înaltă presiune din reactorul nuclear către o turbină alimentată cu abur. Aburul propulsează lamele turbinei, determinând arborele turbinei să se rotească rapid, rotind un generator care produce electricitate. Aburul se condensează în apă, care este reciclată înapoi în reactor pentru a deveni din nou abur. O centrală nucleară tipică are mai multe turbine și generatoare care lucrează în tandem.
Transformator Step-Up și linii de înaltă tensiune
Un dispozitiv numit transformator folosește principiile inducției electromagnetice pentru a conecta două circuite de curent alternativ (AC) împreună. În plus, un transformator poate crește sau reduce tensiunea AC la intrarea sa; utilitățile folosesc linii de înaltă tensiune pentru a transporta electricitatea pe distanțe mari în mod eficient, astfel încât utilizează transformatoare step-up în apropierea centralei pentru a crește puterea unui generator. Tensiunea de ieșire a transformatorului este setată să corespundă capacității liniilor electrice locale de înaltă tensiune, care pot varia de la 230.000 la 765.000 volți.
Transformatoare și distribuție pas cu pas
Companiile de energie electrică transmit electricitate la tensiune ridicată pentru a reduce pierderile de energie, dar tensiunea ridicată nu este utilă sau sigură pentru majoritatea clienților. Liniile de înaltă tensiune sunt conectate la stații care au transformatoare care reduc tensiunea pentru utilizatorii comerciali și industriali. Odată ce liniile electrice ating nivelul cartierelor, tensiunile sunt reduse în continuare pentru uz casnic. În SUA, utilitățile oferă servicii de 120, 208 și 240 volți pentru case și întreprinderi mici.