電験3種「電力」のポイント その11 原子炉の種類

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電験3種「電力」のお勉強11回目のテーマは「原子炉の種類」です。

 

軽水炉とは

軽水炉とは、冷却材・減速材として軽水(普通の水)を使用する原子炉です。

軽水炉の燃料は、ウラン235の濃度を約3%に高めた低濃縮ウランです。

 

沸騰水型原子炉

沸騰水型原子炉(BWR)では、原子炉で熱せられた水が蒸気となり、そのまま蒸気タービンに送られます。

沸騰水型原子炉では、放射性物質を含む蒸気がタービンに送られるので、タービン建屋を遮蔽するなど、放射線の管理が必要となります。

 

原子炉の出力制御

沸騰水型原子炉では、制御棒の操作と冷却水の流量の調整によって出力を制御します。

加圧水型原子炉では、制御棒の操作と、一次冷却水中のホウ酸濃度の調整によって出力を制御します。

沸騰水型原子炉では、原子炉の出力が上昇すると、炉内で沸騰による気泡が増加するので、高速中性子が減速されにくくなって出力が低下します。これをボイド効果といい、原子炉が自然に出力を安定させる性質(自己制御性)を示す現象のひとつになります。

出力が低下してきたときは、再循環ポンプを調整して水の流量を増やすことで気泡が減少し、出力が上昇します。

沸騰水型原子炉では、原子炉の起動、停止時のような急速な出力の制御を行う場合は制御棒を操作し、緩やかな制御は冷却水の流量調整によって行います。

加圧水型原子炉では、制御棒の操作と一次冷却水中のホウ酸濃度の調整によって出力を制御します。ホウ酸は中性子を吸収するので、ホウ酸の濃度を少しずつ下げていくことによって出力を一致に保ちます。

 

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