Reaktor zagrijava vodu, para pokreće turbine, a posebni sistemi omogućavaju da radioaktivna voda ostane odvojena od mora

Nuklearna podmornica može mjesecima ostati pod vodom bez potrebe da izranja radi dopunjavanja goriva. Tajna nije samo u nuklearnom reaktoru, već u načinu na koji je njegova toplota pretvorena u pogonsku energiju.

U osnovi, princip je sličan termoelektrani: reaktor proizvodi toplotu, toplota stvara paru, para pokreće turbinu, a turbina proizvodi pogonsku i električnu energiju.

Voda koja prolazi kroz reaktor ne odlazi u more

U tipičnom sistemu koristi se primarni vodeni krug. Voda u njemu stalno kruži kroz reaktor i preuzima toplotu nastalu nuklearnom fisijom.

Ta voda je zatvorena u sistemu i nalazi se pod visokim pritiskom, zbog čega može imati veoma visoku temperaturu bez ključanja.

Budući da prolazi kroz reaktorski dio postrojenja, voda primarnog kruga može postati radioaktivna. Zbog toga je odvojena od drugih sistema i ne služi kao voda koja se direktno ispušta u more.

Kako se onda dobija para?

Toplota iz primarnog kruga prenosi se kroz izmjenjivač toplote na drugi, potpuno odvojeni krug vode.

Ta voda se zagrijava i pretvara u paru. Para zatim pokreće turbine. One mogu pokretati pogonski sistem podmornice, ali i generatore koji proizvode električnu energiju za brojne uređaje i sisteme na plovilu.

Nakon prolaska kroz turbinu, para se hladi i kondenzuje nazad u vodu, koja se ponovo vraća u sistem.

Dakle, voda u primarnom krugu i voda koja pokreće turbinu nisu ista voda.

Gdje se uklapa morska voda?

Treći sistem koristi morsku vodu za odvođenje toplote iz kondenzatora. Nakon što para završi svoj posao u turbini, potrebno ju je ohladiti i pretvoriti ponovo u vodu.

Morska voda može preuzeti tu toplotu preko izmjenjivača, ali se pritom ne mora miješati s vodom iz reaktora ili sekundarnog kruga.

Pojednostavljeno:

reaktor → primarna voda → izmjenjivač toplote → para → turbina → kondenzator → ponovo voda

A zaseban sistem:

more → hlađenje kondenzatora → more

Zašto je ovo važno?

Upravo razdvajanje sistema omogućava da nuklearni reaktor bude zatvoren i izolovan, dok se toplota može koristiti za proizvodnju pare i pogon podmornice.

Za razliku od dizel-električne podmornice, nuklearni reaktor ne treba atmosferski kisik za proizvodnju energije. Zbog toga podmornica može ostati pod vodom veoma dugo. Ograničenje zato uglavnom nije količina goriva, već zalihe hrane, održavanje opreme i mogućnosti posade.

Nuklearni pogon tako zapravo nije „reaktor koji pokreće propeler“, nego složen lanac pretvaranja energije:

nuklearna fisija → toplota → para → turbina → pogon i električna energija.

A voda koja direktno prolazi kroz reaktor ostaje u svom zatvorenom krugu, odvojena od pare koja pokreće turbine i od morske vode koja služi za hlađenje.

Istraživanje: LuPortal