Jaderná elektrárna Temelín leží přibližně 24 km od Českých Budějovic a 5 km od Týna nad Vltavou. Elektřinu vyrábí ve dvou výrobních blocích s tlakovodními reaktory VVER 1000 typu V 320. V areálu je vše připraveno na případnou výstavbu dalších dvou bloků. 21. prosince 2000 vyrobil první blok první elektřinu. Elektrárna dnes pracuje na výkonu 2 × 1 078 MW_e.

Princip výroby elektřiny v jaderné elektrárně je obdobou výroby elektřiny v uhelných elektrárnách. Rozdíl je pouze v tom, že k získávání tepla se využívá řízená jaderná řetězová štěpná reakce. V aktivní zóně tlakovodního reaktoru vzniká při štěpení jader uranu ²³⁵U teplo. Tepelnou energii odvádí chladivo, demineralizovaná voda pod velmi vysokým tlakem, který nedovolí vodě vřít. Z reaktoru proudí ohřátá voda do čtyř tepelných výměníků – parogenerátorů – kde svou tepelnou energii předává vodě cirkulující v odděleném sekundárním okruhu. Tlak vody v tomto okruhu je nižší než v okruhu primárním, voda v parogenerátoru se vaří a přeměňuje se na sytou páru. Pára z parogenerátoru proudí do turbíny, kterou roztáčí mechanickým působením na její lopatky. V generátoru se pak přemění pohybová energie na energii elektrickou. Pára, která odevzdala svou energii, se vede do kondenzátorů, kde se sráží na vodu. Chlazení kondenzátorů, v nichž se páře odnímá kondenzační teplo, zajišťuje třetí chladicí okruh, jehož nejviditelnější částí jsou chladicí věže. Voda z kondenzátorů se vede zpět do parogenerátorů, kde se znovu změní v páru a proudí do turbíny. Tím se cyklus vody a páry v sekundárním okruhu uzavírá. Produkci tepla v reaktoru je možné řídit řídicími tyčemi a změnou koncentrace boru v chladivu.

Bloková dozorna – velín

Mozkem jaderné elektrárny je bloková dozorna, odkud se ovládá celý provoz. Je opatřena moderním digitálním systémem kontroly a řízení, na jehož správnou funkci dohlíží obslužný personál: vedoucí bloku, vedoucí blokové dozorny, operátor primární části a operátor sekundární části. Fyzickou kontrolu provádějí pracovníci obsluhy, kteří spolupracují s personálem blokové dozorny při kontrolních činnostech a zkouškách. Na provoz celé elektrárny dohlíží směnový inženýr.

Primární okruh

Srdcem primárního okruhu je jaderný reaktor. Na něj jsou napojené cirkulační smyčky, kterými proudí chladicí voda odvádějící teplo vzniklé při štěpení jader uranu v aktivní zóně reaktoru. Důležitou součástí primárního okruhu je kompenzátor objemu, jehož úkolem je regulovat tlak chladiva v primárním okruhu. V Temelíně je tlak v primárním okruhu 15,7 MPa (což je tlak vody v hloubce asi 1,5 km pod hladinou). Za tohoto tlaku voda v primárním okruhu nemůže při provozní teplotě 320 °C začít vřít. Primární okruh je vyrobený z oceli a je celý uzavřen v železobetonové ochranné obálce – kontejnmentu. Elektrárna Temelín je vybavena tlakovodními reaktory o tepelném výkonu 3 000 MW. Na tepelný výkon 1 W musí v aktivní zóně proběhnout každou sekundu asi 30 miliard štěpení jader uranu ²³⁵U.

Nejdůležitější částí reaktoru je aktivní zóna. Stejně jako ostatní vnitřní části reaktoru je aktivní zóna uložena ve válcové tlakové nádobě. Ta je cca 11 m vysoká, má vnější průměr asi 4,5 m a tloušťka stěny její válcové části je 193 mm. Je navržena na tlak 17,6 MPa při teplotě 350 °C a je vyrobena z vysoce kvalitní nízkolegované chrom-nikl-molybden-vanadové oceli odolné proti radiaci. Ostatní vnitřní části reaktoru vytvářejí nosnou část aktivní zóny, usměrňují proudění chladicí vody aktivní zónou, slouží pro vyvedení vnitroreaktorového měření, regulaci výkonu reaktoru a mají ještě mnoho dalších funkcí. Za provozu je reaktor pevně utěsněn víkem, nad nímž jsou elektromagnetické pohony pro pohyb řídicích tyčí; jejich zasouváním či vytahováním se řídí výkon reaktoru.

Sekundární okruh

Sekundární okruh je druhý chladicí uzavřený okruh s demineralizovanou vodou. V parogenerátorech se voda sekundárního okruhu vaří a vznikající pára roztáčí turbínu. Každá ze dvou temelínských turbín je určena k pohonu jednoho generátoru (alternátoru). Po průchodu turbínou se pára vede do kondenzátorů, kde se sráží na vodu, tzv. kondenzát. Vytváří hluboký podtlak, který je důležitý pro maximální účinnost celého tepelného cyklu. Pára tu má teplotu méně než čtyřicet stupňů. Po několika nezbytných úpravách (přečištění, ohřátí) se kondenzát stává tzv. napájecí vodou, která proudí zpět do parogenerátorů.

Turbína a generátor

Turbína je soustrojí složené ze čtyř za sebou uspořádaných těles – jednoho dílu vysokotlakého a tří dílů nízkotlakých. Tzv. sytá pára o teplotě přibližně 280 °C a tlaku 6,3 MPa, která vzniká v parogenerátorech, se vede nejprve do vysokotlakého dílu turbíny, kde ztratí asi 40 % své energie. Zbytek energie se využije při expanzi ve třech nízkotlakých dílech turbíny. Konstrukce rotorů je přizpůsobena účelu turbíny – maximálně využít energii expandující páry. Čím více tlak páry klesá, tím větší jsou lopatky rotoru. Např. lopatky čtvrtého stupně nízkotlakého dílu měří na délku více než metr. Parní turbína a generátor jsou uloženy na společné hřídeli a tvoří tzv. turbogenerátor. Celé turbosoustrojí se točí rychlostí 3 000 otáček za minutu. V alternátoru se prostřednictvím elektromagnetické indukce přeměňuje rotační energie turbíny na elektrickou energii. Rotor turboalternátoru je opatřen budicím vinutím, které vytváří magnetické pole. Elektrický proud pak vzniká ve vinutích statoru. Elektrická energie získaná v generátoru se po zvýšení napětí z 24 kV na 400 kV předává do elektrizační soustavy v rozvodně Kočín, umístěné 2 km jižně od elektrárny.

Kondenzátor

Hlavní částí kondenzátoru je složitý uspořádaný systém 32 tisíc titanových chladicích trubek. Důvodem pro tak velký počet je, stejně jako u parogenerátoru, snaha získat co největší plochu, na které by mohla pára přicházející z turbíny kondenzovat. Pára kondenzuje na povrchu trubek, uvnitř kterých protéká chladicí voda.

Chladicí okruh

Chladicí voda se v titanových trubkách kondenzátorů ohřívá na teplotu kolem 30 °C a ve čtyřech chladicích věžích se její teplo díky proudění vzduchu předává do atmosféry. Chladicí voda z kondenzátorů se potrubím vede do věže do výšky asi 30 m, poté se speciálními tryskami rozprašuje na chladicí výplň z PVC bloků instalovaných uvnitř věže. Zatímco voda zvolna protéká výplní, odspodu přirozeným komínovým tahem proudící venkovní studený vzduch ji ochlazuje. Přitom se část vody odpařuje (přibližně 0,3 m³/s z jedné věže). Ochlazená voda z výplní padá do sběrného bazénu pod věží. Odtud se čerpá zpět do kondenzátorů. Do vzduchu stoupá jen čistá vodní pára. Část chladicí vody se ve věžích odpaří, proto je třeba vodu do tohoto okruhu neustále doplňovat. Jako zdroj vody slouží nádrž vodního díla Hněvkovice o obsahu 22,2 mil. m³ vody.

Bezpečnost

Klíčovým slovem, které provází všechna stadia života jaderné elektrárny od výběru lokality přes projekt a stavbu až po provoz, je bezpečnost. Opírá se především o promyšlenou konstrukci. Všechny stavby, systémy a komponenty se projektují, konstruují a provozují tak, aby odolaly jak všem přírodním jevům předpokládaným v dané lokalitě, tak jevům vyvolaným lidskou činností. Možné přírodní jevy v dané lokalitě jsou blesk, vichřice, záplavy, zemětřesení, extrémní teploty a extrémní srážky; k jevům vyvolaným lidskou činností můžeme počítat pád letadla na objekty elektrárny, tlakové vlny explozí, terorizmus apod. Základní koncepce zajištění jaderné bezpečnosti vychází z principu několikanásobné bariéry proti úniku radioaktivních látek, včetně hermetické obálky, a zálohování principem 3 × 100 % pro bezpečnostní systémy. Znamená to, že bezpečnostní a havarijní systémy, které napravují následky vzniklých poruch, případně znemožňují další rozšíření poruch, jsou v elektrárně trojnásobné, i když by ke zvládnutí úkolu postačil systém jediný. Navíc se používají různé zdroje napájení, různé principy činnosti, různá kritéria pro uvedení zařízení do činnosti a zařízení se umisťují do navzájem oddělených prostorů, aby se odstranilo nebezpečí, že by ze stejného důvodu mohlo selhat několik zařízení najednou. Důležitým prvkem je také přirozená bezpečnost tlakovodního reaktoru, daná samoregulačními vlastnostmi založenými na obecně platných fyzikálních zákonech; ty v případě potřeby štěpnou reakci zastaví bez zásahu člověka. Mezi aktivní zónou reaktoru a životním prostředím stojí několik barier. Stejně jako peníze v bance jsou uzavřeny na několik zámků za několika dveřmi, stojí mezi radioaktivními látkami v reaktoru a životním prostředím 3 základní bariéry:

1. speciální ochranná vrstva palivových proutků ze slitiny zirkonia,
2. ocelové stěny primárního okruhu,
3. kontejnment – železobetonová ochranná obálka s hermetickou ocelovou výstelkou, ve které je umístěn primární okruh.