Centrals Elèctriques: Funcionament i Tipus

Funcionament de les Centrals Termoelèctriques

L'aigua dels tubs produeix vapor i al sobreescalfador la humitat és eliminada i la temperatura augmenta. En aquestes condicions s'introdueix a la turbina d'alta pressió, a la de pressió mitjana amb un reescalfament previ i a la de baixa pressió. El vapor s'expandeix en els diferents cossos de la turbina i cedeix energia al rotor de la turbina que, en girar, arrossega el rotor de l'alternador on es produeix l'energia elèctrica que, a través dels transformadors del parc de distribució i de les línies de transport, arriba als centres consumidors. A la turbina passa al condensador, es refreda i es condensa. L'aigua condensada se sotmet a diferents etapes de preescalfament i s'introdueix a la caldera a través de l'economitzador amb les condicions de pressió i temperatura més adequades per obtenir un rendiment màxim del cicle.

Les centrals termoelèctriques produeixen contaminació atmosfèrica, contaminació de l'aigua i acústica. Per evitar-ho, s'utilitzen sistemes de dessulfuració de combustibles, gasificació del carbó, combustió en llit fluid i centrals de cicle combinat.

Centrals de Cogeneració i Nuclears

Centrals de cogeneració: Produeixen energia elèctrica utilitzant un combustible i aprofiten la calor residual per a l'obtenció d'aigua calenta per a calefacció, vapor o fluids escalfats.

Centrals nuclears: Una central nuclear és una central termoelèctrica en què la font d'energia tèrmica s'obté de la fissió dels àtoms d'urani i de plutoni.

Reactor Nuclear

És el component més important de les centrals nuclears i constitueix el seu nucli. El reactor és el sistema que permet produir i controlar reaccions en cadena sostingudes de manera que fa possible l'aprofitament de l'energia tèrmica obtinguda per a l'obtenció de vapor d'aigua que acciona la turbina solidària al generador elèctric.

Parts del reactor:

• El vas del reactor: és un recipient d'acer pur que conté una font de neutrons i el combustible nuclear.
• El moderador: té la funció de reduir la velocitat dels neutrons (el reactor ràpid no disposa de moderador).
• Les barres de control: formades per materials que absorbeixen neutrons i regulen el nombre de fissions.
• El refrigerant: refrigera el reactor; el recorregut s'anomena circuit primari.

Tipus de Centrals Nuclears

Centrals amb Reactor d'Aigua a Pressió (PWR)

Utilitzen urani enriquit com a combustible i aigua com a refrigerant i moderador alhora. La calor produïda en el nucli es transfereix a través del circuit primari de refrigeració fins al circuit secundari per produir vapor.

Centrals amb Reactor d'Aigua en Ebullició (BWR)

Utilitzen urani enriquit i aigua. A diferència dels reactors PWR, només utilitzen un circuit de refrigeració, ja que el vapor s'obté dins del reactor. Com que l'aigua està a menys pressió, entra en ebullició.

Centrals amb Reactors de Neutrons Ràpids

El reactor no utilitza moderador, per tant, les fissions es fan amb neutrons ràpids. Perquè la reacció nuclear es mantingui, és necessari que la quantitat de combustible per unitat de volum sigui molt superior a la dels reactors tèrmics.

Equipament d'una Central Nuclear

Edifici de contenció, edifici de turbines, edifici de combustible, edifici de control, edifici auxiliar.

Seguretat màxima: Els sistemes de control estan duplicats i existeixen diferents barreres que impedeixen les fuites radioactives a l'exterior.

Distribució de l'Energia Elèctrica

Les línies elèctriques són el conjunt de conductors, aïlladors i accessoris destinats al transport i distribució d'energia elèctrica. Poden ser aèries o subterrànies.

Les estacions elèctriques o subestacions són instal·lacions destinades a la transformació i/o distribució d'energia elèctrica i a la connexió entre dues o més línies.

• Estacions transformadores primàries (ET I): eleven la tensió de l'energia elèctrica produïda en la central a 110, 220 o 400 kV per transferir-la a les línies de transport.
• Estacions d'interconnexió (EI): asseguren la unió entre diferents línies de transport directament si tenen la mateixa tensió o amb transformadors si són de diferent tensió.
• Estacions receptores o estacions transformadores secundàries (ET II): redueixen la tensió de les línies de distribució primària que reparteixen l'energia per diferents zones.
• Caixes transformadores o estacions transformadores terciàries (ET III): la seva funció és reduir la tensió a 230 V i 400 V per poder distribuir l'energia als centres de consum a través de les línies de distribució secundàries.
• Estacions distribuïdores: no disposen de transformadors; interconnecten les ET II.

Les centrals es connecten a les línies de transport (LT) a través de les ET I i queden interconnectades en l'estació d'interconnexió. Les línies de transport (LT) alimenten les línies de distribució primària (LDP) a través de les ET II. Les LDP subministren energia elèctrica directament als centres consumidors de gran potència o a les línies de distribució secundària (LDS) per mitjà de les ET III. Les LDS alimenten els consumidors a baixa tensió.