Strona głównaPytania → Woda w reaktorach

Woda w reaktorach

Pytanie

Pyta Monika

Dlaczego woda chłodząca w obiegu pierwotnym reaktora PWR jest taka gorąca (280 stopni C)? Dlaczego nie stosuje się wody o temperaturze np. 10 stopni C? Z tego co wiem potrzebne jest wysokie ciśnienie, aby zapewnić wysoką efektywność turbiny, ale patrząc na wykres fazowy wody widzę, że zimna woda także może występować pod wysokim ciśnieniem (20 MPa). Czy więc chodzi o to, żeby woda była w stanie stosunkowo bliskim przejściu fazowemu, zgodnie z wykresem fazowym (ciecz-para)?

Odpowiedź

Odpowiada Krzysztof Miernik

Trzeba pamiętać, że reaktorze wodnym woda jednocześnie odbiera ciepło od paliwa oraz jest moderatorem neutronów. Jeżeli przejdzie w stan gazowy, to reakcja łańcuchowa ulegnie samorzutnemu wygaszeniu, bo para wodna jest znacznie gorszym moderatorem. To oznacza, że po pierwsze woda będzie gorąca, a po drugie musimy ją utrzymać w stanie ciekłym. W reaktorze wodnym ciśnieniowym dzięki utrzymywaniu ciśnienia w obiegu pierwotnym około 150 atmosfer woda jest ciągle w fazie ciekłej pomimo 280 stopni Celsjusza. Natomiast turbina jest napędzana parą wodną wytwarzaną w obiegu wtórnym, w wytwornicy pary (wymienniku ciepła). Jest to zupełnie inny obieg wody, która nigdy bezpośrednio nie styka się z reaktorem. Powyżej punktu krytycznego wody nie da się już skroplić, stąd reaktor pracuje blisko tego punktu. Dzięki utrzymywaniu najwyższej możliwej temperatury wody dostajemy bardzo dużą gęstość mocy reaktora, co było głównym celem projektu. Pomimo iż większość współczesnych elektrowni jądrowych opartych jest o ten typ reaktora, to pierwotnie został on opracowany jako napęd okrętów atomowych, gdzie istotne były możliwe małe rozmiary.