De kerncentrale van Doel heeft 4 "schijven" of productie-eenheden. Iedere eenheid heeft een reactor en de bijhorende installaties om electriciteit op te wekken en kan volkomen zelfstandig werken. De eerste twee schijven zijn eerst gebouwd en zijn identiek, Doel 3 en Doel 4 zijn later bijgekomen.

We beginnen met een algemeen beeld van een kerncentrale van het type PWR (drukwaterreactor). We hebben drie watercircuits:

• Het primair circuit neemt de warmte op van de reactor. Ondanks de hoge temperatuur mag het water niet gaan koken, daarom is dit circuit onder zeer hoge druk (150 bar of meer). Het water wordt door twee electrische pompen gecirculeerd (meer dan 7 kubieke meter per seconde).

• De electriciteit wordt opgewekt in het secundair circuit. Het water van het primair circuit brengt het water van het secundair circuit aan de kook. Dit is mogelijk, omdat de druk in het secundair circuit lager is (60 bar). Hier ook zijn zware pompen nodig om het water te laten circuleren.

• Het tertiair circuit zorgt voor de koeling van het water van de turbines. Water wordt opgenomen uit de Schelde, wordt gefilterd en gaat door een warmtewisselaar. Het warm water komt dan in één van de twee koeltorens terecht, op ongeveer een hoogte van 1/3 van de totale hoogte van de koeltoren. De bedoeling is dat het koelwater voldoende afgekoeld is zodat de temperatuur van de Schelde niet teveel zou stijgen.

Om een voldoende hoog rendement te halen moet het water een zeer hoge temperatuur hebben, maar men is beperkt wat betreft de temperatuur van het primaire circuit. Het rendement van een dergelijke kerncentrale komt niet boven de 30%. Een klassieke thermische centrale haalt een rendement van 40%.

De centrales werden eind van de jaren 1970 gebouwd, de foto toont de stoomgenerator, geplaatst in het reactorgebouw. Dat was de tijd dat ACEC en Cockerill nog iets betekenden.

Dan volgt een doorsnede voor het reactorvat. We hebben een waterstroming om de warmte af te voeren. Het water stroomt langs de brandstofelementen en neemt de warmte op.

De regelstaven stabiliseren de werking van de reactor: de staven slurpen de neutronen op, die verantwoordelijk zijn voor de kettingreacties. In geval van nood laat men alle regelstaven in de reactor zakken. De kettingsreacties vallen stil, maar er is nog steeds een natuurlijke radioactiviteit. Na een stop produceert de reactor nog 10% van zijn normale warmte door radioactief verval. Het verval zakt volgens een logaritmische curve: eerst snel, en dan trager en trager.

In het geval de regelstaven niet volledig in de reactor kunnen dringen, wordt er automatisch boorzuur in het water gespoten. Boor is een nucleair vergif, het slorpt alle neutronen op en blokkeert de kettingreacties. Dit is een noodprocedure, want het primair circuit moet dan volledig gepurgeerd worden vooraleer de reactor opnieuw opgestart kan worden.

De twee primaire pompen voorzien de kernreactor van voldoende koelwater. Iedere pomp heeft een vermogen van maximaal 3.7MW. De pompen krijgen hun voeding van een apart 6.3kV electriciteitsnet. In de centrale zijn er ook stroomgroepen die het lokaal electriciteitsnet van stroom kunnne voorzien in geval van totale blackout.

Mocht het niet voldoende zijn, de pompen kunnen indien nodig gevoed worden door stoom uit het secundair circuit. Zelfs in geval van een totale blackout (een vliegtuig dat neerstort op de transformatoren) kan de reactor gekoeld worden, en dit zolang het nodig is.

De foto's zijn afkomstig uit een folder van de kerncentrale van Doel (1985).

Een belangrijk element van het primair circuit is het drukregelvat. Water is niet comprimeerbaar en om drukverschillen te beperken moet een expansievat voorzien worden zoals bij een residentiele centrale verwarming. Het drukregelvat wordt extra verwarmd zodat het het warmste punt van de installatie is. Ondanks de zeer hoge druk kan het water hier koken zodat het regelvat zich gedeeltelijk met superhete stoom vult. De stoom vormt een buffer om de drukverschillen te beperken. De druk in het primair circuit kan geregeld worden door de temperatuur in het drukregelvat.

De stoomgenerator is een reservoir van ongeveer 20 meter hoog. Het water uit het primaire circuit heeft een temperatuur van ongeveer 320°. Het brengt het water van het secundaire circuit aan de kook. Door de lagere druk van het secundaire circuit kan het water hier wel koken. Het water uit het primaire circuit vervult de funktie van een brander in een klassieke thermische centrale.

Een reactor kan één of meerdere stoomgeneratoren hebben. Iedere stoomgenerator heeft zijn eigen secundaire circuit met turbine, warmtewisselaar en pompen.

De alternator, met op het voorplan de bekrachtigingsalternator en regeleenheid (die het koppelen van de generator aan het net mogelijk moet maken). De alternator is het langwerpig stuk, terwijl men rechts een deel van de turbine ziet.

De alternator is luchtdicht uitgevoerd en wordt gekoeld door waterstofgas. Waterstofgas is een zeer licht gas dat weinig "viskeus" is en dus de alternatof niet afremt. Alle grote alternatoren worden door middel van waterstofgas gekoeld.

De turbine zit op het secundair circuit en wordt door stoom aangedreven. Stoom condenseert dan tot water in een warmtewisselaar en kan opnieuw gebruikt worden. Het secundaire circuit is een gesloten circuit.

De alternator levert een spanning van 18kV voor Doel I en II, en 24kV voor Doel III en IV. De spanning wordt opgevoerd tot 150kV of 380kV om aan het hoogspanningsnet gekoppeld te worden.

Het lokaal electriciteitsnet is op 6.3kV en kan gevoed worden uit het middenspanningsnet, het hoogspanningsnet of via lokale noodgeneratoren.

Het tertiair circuit is een open circuit: water wordt uit de Schelde gehaald om in de warmtewisselaar gebruikt te worden. Het warme water wordt in een koeltoren gekoeld: een deel van het water wordt stoom en de rest wordt in vergaarbakken onderaan de toren vergaard. Na filtrage wordt het water opnieuw in de Schelde gedumpt.

De koeltoren dient om het water in het tertiair circuit te koelen zodat het weer in de Schelde gelost kan worden. Een deel van het water verdampt en zorgt voor het koeleffekt. Er zitten geen ventilatoren in de koeltoren, er is een natuurlijke luchtstroming (warme lucht is lichter en stijgt).

Het warme water stroomt over gestapelde roosters, zodat het water zijn warmte aan de lucht kan afgeven.

Doel I en II leveren een vermogen van 445MW, Doel III en Doel IV een vermogen van 1GW. Er is een tweede kerncentrale in Berlgië, namelijk in Tihange. De centrale heeft drie schijven, die ieder 1GW produceren. Ter vergelijking: een windmolen op zee levert ongeveer 5MW, om hetzelfde vermogen te halen als de belgische kerncentrales zouden er meer dan duizend windmolens op zee geplaatst moeten worden (we zitten in 2020 aan 1.775MW). Een gunstig geplaatste windmolen aan land levert maximaal 2MW.