Der Dampferzeuger (= Wärmetauscher) ist beim Druckwasserreaktor eine Einrichtung zwischen Reaktor und Dampfturbine.

Dampferzeuger kommen nur bei Druckwasserreaktoren zum Einsatz. Beim Siedewasserreaktor entsteht der Dampf innerhalb des Reaktordruckgefässes und wird von dort direkt zur Dampfturbine geleitet.

Da beim Druckwasserreaktor der herrschende hohe Druck das Sieden des Wassers und damit die Bildung von Dampf verhindert, wird die Wärme in einem so genannten Primärkreislauf zum Dampferzeuger geleitet. Dort wirken die Rohre des Primärkreislaufes wie Tauchsieder. In einem zweiten Kreislauf (Sekundärkreislauf) wird der Dampf anschliessend zur Dampfturbine geführt. 

Während im Primärkreislauf ein Druck von 154-160 bar und eine Temperatur von 300°C herrschen, ist die Temperatur im Sekundärkreislauf bei einem Druck von 70 bar noch etwa 280°C. Die gegenüber dem Siedewasserreaktor höhere Reaktortemperatur ergibt einen höheren Gesamtwirkungsgrad. Ausserdem befindet sich beim Druckwasserreaktor die Dampfturbine ausserhalb des radioaktiven Bereichs.

Durch die Trennung des Kühlkreislaufs in einen Primär- und einen Sekundärkreislauf wird verhindert, dass Radioaktivität das Containment verlässt. Das erhöht die Sicherheit und vereinfacht die Wartung. Zugleich stellt aber der Dampferzeuger ein kostspieliges und sehr empfindliches Glied in der Kette dar: In ihm wird durch eine relativ dünne Trennwand radioaktives Primär-Wasser von hohem Druck von nicht radioaktivem sekundärem Wasser oder Dampf von niedrigerem Druck getrennt. Die Gefahr unbemerkter Lecks ist gross.

Die Wärmeenergie aus dem Reaktor wird mittels Dampf in einer Dampfturbine in mechanische Energie verwandelt.

In einer Dampfturbine wirkt der über Düsen gesteuerte Dampf direkt auf die Schaufeln an der Turbinenwelle und setzt diese in Umdrehung. Die Schaufeln sind lamellenartig in optimal gekrümmter Stellung auf hintereinander angeordneten Schaufelrädern montiert. . In der Regel geschieht das in zwei Schritten: Hochdruckturbinen haben kleine, kurze Schaufeln. Nach dem Austritt aus dem Hochdruckteil kommt der Dampf via Zwischenüberhitzer in den Niederdruckteil, wo die Schaufeln länger und breiter sind.

Der Wirkungsgrad einer Dampfturbine hängt von der Dampftemperatur ab und liegt zwischen 30 und 40 Prozent. Massgebend ist die Temperaturdifferenz, die zwischen dem Eintritt des Dampfes in die Turbine und der Austrittstemperatur liegt. Kühltürme haben die Aufgabe, die Temperatur des Dampfes nach Verlassen der Turbine möglichst tief zu halten.

Bei Kohlekraftwerken kann heute die Dampftemperatur bis 600 Grad Celsius betragen, was einen Wirkungsgrad von 45% ergibt. Atomreaktoren ermöglichen die Erzeugung von Dampf um die 300 Grad Celsius, daher der niedrigere Wirkungsgrad von maximal 35%. Höhere Temperaturen würden in den Leichtwasserreaktoren die Kernspaltungsprozesse bremsen. 

Direkt an die Welle der Dampfturbine angekoppelt ist der Generator, der mechanische in elektrische Energie verwandelt.

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Dampferzeuger

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