Jít na vyhledávání

Hlavní cirkulační čerpadlo

Jak to funguje

Hlavní cirkulační čerpadlo je velmi důležité zařízení primárního okruhu. Stará se o to, aby měl reaktor vždy dostatek vody na chlazení a aby bylo teplo z jaderných reakcí bezpečně dopraveno z reaktoru do parního generátoru. Již jeho název napovídá, že se jedná o hlavní – největší a nejdůležitější čerpadlo v jaderné elektrárně, i když jich tam je několik stovek. Cirkulační znamená, že žene dokola stále tu samou vodu. Kdybychom vypustili v čerpadle do primárního okruhu pomyslnou bójku, prolétla by reaktorem a parogenerátorem a v čerpadle by se opět objevila asi za 15 sekund.

Přečerpání celého objemu primárního okruhu trvá cirkulačním čerpadlům asi čtvrtinu minuty

Přečerpání celého objemu primárního okruhu trvá cirkulačním čerpadlům asi čtvrtinu minuty

Zkusíme se zamyslet nad tím, co je to vlastně čerpadlo. Poučka říká, že je to mechanický stroj na dopravu kapalin. Jak pracuje odstředivé čerpadlo (nejpoužívanější typ čerpadel), si ukážeme na jednoduchém dětském kolotoči.

Na vodu v čerpadle, stejně jako na dítě na kolotoči, působí odstředivá (působící od středu k okraji) síla (Zdroj: © Daniele Pietrobelli / stock.adobe.com)

Na vodu v čerpadle, stejně jako na dítě na kolotoči, působí odstředivá (působící od středu k okraji) síla

Když naskočíme do pořádně rozjetého kolotoče a nebudeme se pořádně držet, ramena kolotoče nás roztočí a vymrští ven. V momentu opuštění kolotoče budeme mít slušnou rychlost (bude stejná jako obvodová rychlost kolotoče), a jestli se nám při letu připlete do cesty nějaká překážka, naše rychlost se rázem přemění na bolestivou tlakovou energii. No a odstředivé čerpadlo funguje stejně, jako ten kolotoč. Voda padá do středu oběžného kola a paprskovitými lopatkami je roztočena. Čím větší je její rychlost, tím větší je odstředivá síla, která vodu táhne od středu k vnějšímu okraji kola. Nakonec voda opustí oběžné kolo a chytře tvarovaným prostorem ve formě šnečí ulity je nasměrována do výstupního potrubí. V podstatě je čerpadlo pravým opakem vodní turbíny.

Lopatky oběžného kola vodu roztočí a odstředivá síla ji vytlačí do výstupního hrdla

Lopatky oběžného kola vodu roztočí a odstředivá síla ji vytlačí do výstupního hrdla

Oběžné kolo pracujícího hlavního cirkulačního čerpadla se točí rychlostí 1 000 otáček za minutu. To není žádná závratná rychlost, stejně rychle se doma otáčí například buben automatické pračky při ždímání. Pro srovnání – CD v přehrávači se otáčí jen poloviční rychlostí. Kdyby se nám ale stejnými otáčkami točila kola při nedělní cyklovyjížďce, letěli bychom po cestě rychlostí asi 120 km/h.

Tlak pod 7 mm pístem, na kterém stojí člověk, je přibližně stejný jako tlak vody v primárním okruhu

Tlak pod 7 mm pístem, na kterém stojí člověk, je přibližně stejný jako tlak vody v primárním okruhu

Při výrobě cirkulačního čerpadla je kladen velký důraz na kvalitu všech součástí. Vždyť čerpadlo musí spolehlivě pracovat nepřetržitě téměř celý rok, a to při docela náročných podmínkách. Uvnitř je teplota jako v maximálně rozžhavené domácí plynové troubě a horká voda protéká čerpadlem pod tlakem přes 15 MPa. Podobný tlak dosahuje voda v profesionální tlakové myčce nebo olej ve štípačce na dřevo. Kdybyste chtěli takový tlak vytvořit jen pomocí vlastní váhy (asi 60 kg), museli byste si stoupnout na píst o průměru pouhých 7 mm.

Hřídel čerpadla s oběžným kolem pohání elektromotor. Velký výkon čerpadla si samozřejmě žádá i poměrně silný hnací motor. Zdá se to až neuvěřitelné, že podobný výkon, jaký má motor jednoho ze čtyř hlavních cirkulačních čerpadel (5 MW), má moderní elektrická lokomotiva. V době počátků jaderné energetiky by k napájení motoru tohoto čerpadla byl potřebný celý výkon první jaderné elektrárny v Obninsku. A kdybychom chtěli napájet hlavní cirkulační čerpadlo jen pomocí solární elektrárny, potřebovali bychom rozmístit přibližně 27 000 panelů na plochu asi 10 hektarů. Pochopitelně by na ně muselo neustále svítit slunce.

Vrátit se nahoru
detail