Kjøletårn, form for varmeveksler som brukes til avsette overskytende varme fra et varmekraftverk til atmosfæren.

I et varmekraftverk omdannes termisk energi til elektrisk energi i en Rankine-syklus. I denne prosessen går nærmere 2/3 av den termiske energien tapt blant annet som følge av de begrensninger som følger av termodynamikkens lover. Den tapte varmen må avsettes til omgivelsene, som enten er i en vannkilde eller i atmosfæren.

Et kjernekraftverk skiller seg ikke fra andre varmekraftverk på annen måte enn hvordan varmen produseres. Imidlertid har dagens kjernekraftverk en gjennomgående noe lavere termisk virkningsgrad (se varmekraftmaskin) enn for eksempel kullkraftverk. Dette skyldes at et ordinært varmekraftverk kan operere med en høyere driftstemperatur enn det om er forsvarlig i en konvensjonell kjernereaktor. Dessuten slippes noe av varmen fra et kullkraftverk ut gjennom avgassen. I et stort kullfyrt kraftverk går rundt 15 % av produsert varme tapt gjennom pipen, men for kjernekraftverkets vedkommende må all tapt varme avsettes i kjølevannet. Følgen av dette er at et kjernekraftverk får et større behov for kjøling enn andre varmekraftverk.

De fleste varmekraftverk bruker en såkalt direkte kjøling der kjølevann hentes inn fra omkringliggende sjø eller stor elv. Hvis kraftverket ikke har adgang til store mengder vann må man bruke kjøletårn. I et kjøletårn blir vannet dels kjølt ved å avgi varme direkte til luften, men først og fremst ved at vann fordamper og at fordampningsvarmen tas fra vannet. Se nærmere beskrivelse av kjøletårn.

Vann som fordamper går tapt og må kontinuerlig erstattes. Mengden vann som går tapt varierer noe fra kraftverk til kraftverk, bl.a. avhengig av termisk virkningsgrad og effektiviteten til kjøletårnet, men ligger ofte i området rundt 2 m3 per sekund for et 1 600 MW kraftverk. Dette representerer en betydelig mengde vann. Kjernekraftverk kan med andre ord ikke lokaliseres til områder hvor det er store restriksjoner på bruk av vann.

Et alternativ til kjøletårn er såkalt tørrkjøling. Her blir vannet kjølt ned av luft i en varmeveksler på en enkel måte som kan sammenlignes med det som skjer i en radiator i en bil. Minimalt av vannet går tapt, men teknikken krever stor bruk av vifter som legger beslag på opp i mot 1,5 % av kraftverkets ytelse.

I praksis er denne teknikken forbeholdt mindre anlegg og kan eventuelt tenkes brukt i små-skala kjernekraftverk. Knapt noen større kjernekraftverk bruker tørrkjøling i dag. En slik løsning vil være uøkonomisk og dessuten utgjøre et sikkerhetsproblem i en nødssituasjon der reaktoren må stenges og det oppstår et behov for å fjerne restvarmen.

Den foretrukne løsningen er å plassere kjernekraftverket nær sjøen. Her er vannet kaldest, som gir en større temperaturdifferanse til varmekilden og dermed en høyere termisk virkningsgrad. I Frankrike har en regnet ut at produksjonen reduseres med 0,9 prosent når kraftverket flyttes til en elv.

Med direkte kjøling blir alt vann som brukes resirkulert slik at intet vann går tapt, men vannet som ledes tilbake til vannkilden blir noen få (5-6) grader varmere. For innenlandske vannkilder, slik som elver, kan dette utgjøre et problem.

Alle kjernekraftverk som er lokalisert ved en elv er underlagt begrensninger som skal hindre at temperaturen til returvannet ikke overskrider for eksempel 30 oC. Om sommeren kan temperaturen i vannet som ledes inn nærme seg grensen for temperaturen på vannet som slippes ut. Det kan føre til at kraftverket ikke kan gå på full last. I heteperioder kan kraftverket endog risikere å bli avstengt. 

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.