¿Por qué las plantas de energía nuclear solo tienen <7 Gigavatios de salida?

Answer 1

Los que conozco están limitados a aproximadamente 1.3 gigavatios eléctricos. Un reactor que produjera tanta electricidad funcionaría a aproximadamente 4 gigavatios de potencia de fisión.

Una planta de este tamaño genera suficiente electricidad para alimentar una ciudad de 650,000. Esta es una razón por la que no desea plantas demasiado grandes: si se desconectan por razones planificadas o no planificadas, desea que sean lo suficientemente pequeñas o que su red sea lo suficientemente grande como para que pueda suministrar fuentes de energía alternativas sin interrumpir la fuente de alimentación.

A medida que las plantas crecen, muchos de los costos no aumentan proporcionalmente; por ejemplo, el costo de licenciar una planta grande no es muy diferente al de licenciar una planta más pequeña.

En algún momento, el equipo se vuelve demasiado grande para construir, mucho más grande que lo que se ha hecho antes. Los ingenieros se sentirán incómodos, considerarán el riesgo demasiado grande o demasiado difícil de calcular, si van demasiado grandes demasiado rápido.

También hay componentes que se hacen cada vez más difíciles a medida que crecen. Los recipientes a presión son algo así como 12 pies de diámetro y diez pulgadas de espesor y, para PWR, deben soportar 2250 libras por pulgada cuadrada. Nuevamente hay límites para la experiencia y el equipo para construir equipos tan grandes o más grandes.

Answer 2

La turbina de vapor es el factor limitante aquí. La turbina de vapor más grande del mundo puede manejar 4.5 GW de entrada, produciendo 1.75 GW de electricidad. Tiene aproximadamente el tamaño de un jumbo, y tiene que ser lo suficientemente fuerte como para girar a 1500 RPM sin desmoronarse.

Para darle una idea de las dificultades involucradas, las turbinas en plantas nucleares son tan grandes que deben seguir girando para soportar su propio peso. Si se detiene en una posición durante demasiado tiempo, el eje principal comienza a deformarse y todo se tambaleará cuando se inicie.

Estas palas de turbina tienen 2 metros (6 pies) de largo. El calor y las vibraciones hacen que se estiren y flexionen durante la operación. Deben ser flexibles para evitar grietas, pero lo suficientemente rígidas para evitar golpear cualquier otra cosa. Una pala rota puede destruir toda la turbina.

Answer 3

Es sobre todo una cuestión de calor. En una planta de energía nuclear, podría usar múltiples turbinas para aumentar la producción de energía, PERO: tiene todos sus huevos en una canasta; debes deshacerte de los gigavatios de exceso de calor; tiene problemas logísticos con los trabajadores; la distribución de varios gigavatios de potencia podría ser un problema; una sola Calamidad podría poner en riesgo a todos los generadores ubicados (Fukishima), (Chernoble), (Isla Three Mile); reacción pública interferencia política; Ambientalistas.

Me acabo de mudar de mi casa a 10 millas de la planta de Energía Nuclear en Watts Bar, en el río Tennessee. Actualmente solo tiene uno de los dos reactores en uso, pero se están realizando esfuerzos para activar la segunda unidad después de 20 años de retraso. ¡El sobrecalentamiento del río Tennessee siempre ha sido una consideración! ¡A los operadores de la planta no les gusta reducir la potencia porque el río se calentó demasiado!