《電力》〈原子力〉[H27:問4]原子炉の加圧水型と沸騰水型の比較に関する空欄穴埋問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）

次の文章は，原子力発電の設備概要に関する記述である。

原子力発電で多く採用されている原子炉の型式は軽水炉であり，主に加圧水型と沸騰水型に分けられるが，いずれも冷却材と\(\fbox {　（ア）　}\)に軽水を使用している。

加圧水型は，原子炉内で加熱された冷却材の沸騰を\(\fbox {　（イ）　}\)により防ぐとともに，一次冷却材ポンプで原子炉，\(\fbox {　（ウ）　}\)に冷却材を循環させる。\(\fbox {　（ウ）　}\)で熱交換を行い，タービンに送る二次系の蒸気を発生させる。

沸騰水型は，原子炉内で冷却材を加熱し，発生した蒸気を直接タービンに送るため，系統が単純になる。

それぞれに特有な設備には，加圧水型では\(\fbox {　（イ）　}\)，\(\fbox {　（ウ）　}\)，一次冷却材ポンプがあり，沸騰水型では\(\fbox {　（エ）　}\)がある。

上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)，(ウ)及び(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
\[
\begin{array}{ccccc}
& （ア） & （イ） & （ウ） & （エ） \\
\hline
(1) & 減速材 & 加圧器 & 蒸気発生器 & 再循環ポンプ \\
\hline
(2) & 減速材 & 蒸気発生器 & 加圧器 & 　再循環ポンプ　 \\
\hline
(3) & 減速材 & 加圧器 & 　蒸気発生器　 & 給水ポンプ \\
\hline
(4) & 遮へい材 & 蒸気発生器 & 加圧器 & 再循環ポンプ \\
\hline
(5) & 　遮へい材　 & 　蒸気発生器　 & 加圧器 & 給水ポンプ \\
\hline
\end{array}
\]

【ワンポイント解説】

原子力発電の問題は毎年一問程度出題されますが，最も多いのが本問のような原子炉に関する問題です。加圧水型(PWR)と沸騰水型(BWR)に分けられ，同じ原子力発電でも設計が全く違うので，違いをよく理解しておきましょう。

1.原子炉の型式
①沸騰水型(BWR)
蒸気発生器を持たないので，放射性物質がタービンに直接持ち込まれるのが大きな特徴で，他には以下の特徴があります。
・炉心圧力が低く蒸気発生器や加圧器がないので，構造が加圧水型(PWR)と比較して簡単
・再循環ポンプを持ち，ポンプでの流量によって出力を調整する。
・制御棒でも出力を調整するが，汽水分離器があるので，下から上に向かって挿入される。
・何らかの原因で出力が上昇すると気泡が発生し，反応が抑制されるため，自動で出力が抑制される。

②加圧水型(PWR)
蒸気発生器で蒸気を発生させるので，通常運転時放射性物質がタービンに持ち込まれないという特徴があり，他にも以下のような特徴があります。
・タービン系統に放射性物質が持ち込まれないので，タービンや復水器のメンテナンス時に放射能対策が不要。
・加圧器を持ち，原子炉内の圧力が高い。軽水の沸点が上がるので，沸騰しない。
・ホウ素濃度で出力調整を行う。
・制御棒の抜き差しでも出力調整するが，上から下に向かって挿入されるため，安全性に有利である。
・蒸気発生器等の過程を経る分，若干熱効率は劣る。