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沸水反應爐

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濱岡核電廠沸水反應爐於1975年興建時的空照圖(國土交通省國土航空攝影)

沸水反應爐英語boiling water reactor, BWR)是一種用來發電的輕水反應爐。沸水反應爐是第二常見的核能發電反應爐型式,在五十年代中期由愛達荷國家實驗室Idaho National Laboratory)與通用電氣公司共同研發成功。現在主要製造廠商是專門設計與建造這類反應爐的GE日立核能GE Hitachi Nuclear Energy)。

概述[編輯]

沸水反應爐工作原理示意圖:
1. 反應爐壓力槽
2. 核燃料棒
3. 控制棒
4. 循環泵
5. 控制棒電動機
6. 蒸汽
7. 飼水
8. 高壓渦輪機
9. 低壓渦輪機
10. 發電機
11. 激磁機
12. 冷凝器
13. 冷卻劑
14. 預熱器
15. 給水泵
16. 冷水泵
17. 混凝土圍阻體
18. 連接至電網

沸水反應爐以去離子水作為冷卻劑coolant)和中子減速劑。反應爐爐心進行的核分裂會產生熱能,使得已冷卻的水沸騰,變為高壓蒸汽,從而驅動渦輪機,然後通過發電機轉換為電能。離開渦輪機的蒸汽,經過冷凝器凝結為液態水(給水)後,迴流至反應爐爐心,完成一個循環。在爐心裏,已冷卻的水保持在75個大氣壓,這會促使它在285℃左右沸騰

稍加比較,在壓水反應爐爐心內,由於維持高壓強(大約158 個大氣壓),不會出現大量的沸騰。但沸水反應爐構造簡單,且大大降低了反應爐的工作壓力和爐心溫度,因此顯著提高了反應爐的安全性,降低了造價。但由於沸水堆的循環系統直接連接了爐心和渦輪機,因此可能造成渦輪機受到放射性污染,給設計和維修帶來麻煩。

BWR構成要素[編輯]

沸水式反應爐的沿革[編輯]

量產第一系列(BWR/1–BWR/6)[編輯]

  • 第一代 BWR: BWR/1 搭配 Mark I 圍阻體
  • 第二代 BWR: BWR/2, BWR/3, 與部份 BWR/4,搭配 Mark I 圍阻體,其他 BWR/4, BWR/5,搭配 Mark II 圍阻體
  • 第三代 BWR: BWR/6 搭配 Mark II 圍阻體

先進沸水反應爐 (ABWR)[編輯]

進步型沸水式反應爐'(ABWR),是一款符合第三代反應器規範的 沸水反應爐。目前由奇異日立核能(GEH)和東芝合作生產。

簡化沸水反應爐 (SBWR)[編輯]

經濟簡化沸水反應爐 (ESBWR)[編輯]

經濟簡化沸水反應爐 (Economic Simplified Boiling Water Reactor, ESBWR) 是第3+代的核能反應爐設計,始於90年代後期,GE工程師提出把簡化沸水反應爐特點的被動安全設計,與先進沸水反應爐設計結合,另加大功率到1600MWe (4500 MWth)的方案。這個設計已送交美國核能管理委員會審核,並已到最後設計複審階段。

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

  • 多田順一郎 『わかりやすい放射線物理學』オーム社 1997.12.20 ISBN4-274-13123-8
  • 安斎育郎 『放射線と放射能』ナツメ社 2007.2.14 ISBN978-4-8163-4255-4

外部連結[編輯]