沸水反應堆(英語:boiling water reactor, BWR)是一種用來發電的輕水反應堆。沸水反應堆是第二常見的核能發電反應堆型式,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堆的GE日立核能(GE Hitachi Nuclear Energy)。
概述
沸水反應堆以去離子水作為冷卻劑(coolant)和中子減速劑。反應堆爐心進行的核裂變會產生熱能,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,回流至反應堆爐心,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,在壓水反應堆爐心內,由於維持高壓力(大約158個大氣壓),不會出現大量的沸騰。不過沸水反應堆構造簡單,且大大降低了反應堆的工作壓力和爐心溫度,因此顯著提高了反應堆的安全性,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
- 燃料 : 低濃縮鈾
- 冷卻材・減速材 : 輕水
沸水式反應堆的沿革
- 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 III 圍阻體
經濟簡化沸水反應堆 (Economic Simplified Boiling Water Reactor, ESBWR) 是第3+代的核能反應堆設計,始於90年代後期,GE工程師提出把簡化沸水反應堆特點的被動安全設計,與先進沸水反應堆設計結合,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
參考文獻
- 多田順一郎 『わかりやすい輻射物理學』オーム社 1997.12.20 ISBN 4-274-13123-8
- 安斎育郎 『輻射と放射能』ナツメ社 2007.2.14 ISBN 978-4-8163-4255-4
外部連結
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