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エネルギー・電力設備

原子力発電のしくみ

火力発電と原子力発電の違い

原子力発電といっても蒸気の力でタービン・発電機をまわして発電するという原理は、火力発電と同じです。火力発電は、ボイラーで石炭や石油を燃やして蒸気を作りますが、原子力発電は、原子炉でウラン燃料を核分裂させ、その時に発生する熱を利用して蒸気を作ります。

火力発電と原子力発電の違い図

原子力発電のしくみ

原子力発電のしくみ図

  • 泊発電所の原子炉の型式は「加圧水型軽水炉(PWR)」です。
  • 加圧水型原子力発電所の場合、冷却水には2つの系統があり、原子炉の中で燃料棒に直接触れる冷却水を1次冷却水、そこから熱をもらって蒸気になる冷却水を2次冷却水と呼んでいます。
  • 1次冷却水は、原子炉内でウラン燃料の核分裂により高温高圧の熱水となって蒸気発生器に導かれ、蒸気発生器の中の細管を通って再び原子炉に戻ります。細管の外側には2次冷却水が流れており、1次冷却水から熱をもらって沸騰し、蒸気になります。この蒸気がタービン・発電機をまわし発電するわけです。役目を終えた蒸気は、復水器を通って海水で冷やされ、再び水となって蒸気発生器に戻ります。このように加圧水型の原子力発電所は、1次冷却水と二次冷却水が独立しているのが大きな特徴です。
  • なお、原子炉の起動や停止、出力の増減は、制御棒の出し入れと一次冷却水の中に溶けているホウ酸の濃度を変化させることで行います。

1.原子炉容器

ウラン燃料が核分裂するときに生まれる熱を利用し、熱水をつくります。

原子炉容器図

2.燃料

燃料図

3.制御棒

ウラン燃料の核分裂する量を調節します。
また、異常が発生すると原子炉を自動的に止めます。

4.加圧器

1次冷却水を一定圧力に保ちます。

5.蒸気発生器

1次冷却水が細管を通り、細管の外側の2次冷却水を沸騰させて蒸気にします。

蒸気発生器図

6.タービン・発電機

蒸気の力でタービン・発電機を回し、発電します。

7.復水器

タービンを回したあとの蒸気を海水で冷やし、水に戻します。

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