PWR·BWR 경수로 두 형식

경수로 두 형식

PWR과 BWR은 상용 원자력발전소의 대부분을 차지하는 경수로 형식이다.

두 형식은 핵분열 열로 증기를 만드는 위치와 계통 수가 다르다.

PWR은 증기발생기에서, BWR은 원자로 안에서 직접 증기를 만든다.

PWR 2루프 계통

PWR은 1차 계통을 고압으로 눌러 냉각재가 끓지 않게 유지한다.

1차 계통의 열은 증기발생기에서 2차 계통 급수로 넘어가 증기를 만든다.

두 계통의 냉각재는 섞이지 않으므로 터빈으로 가는 증기는 오염되지 않는다.

가압기는 1차 계통의 압력을 일정하게 유지하는 장치다.

BWR 직접 사이클

BWR은 노심에서 물이 직접 끓어 생긴 증기를 바로 터빈으로 보낸다.

재순환 펌프가 원자로 하부의 물을 노심으로 보내고, 노심 상부에서는 물과 증기가 섞인 2상 흐름이 생긴다.

증기분리기와 증기건조기가 증기와 물을 나누고, 응축수는 다시 노심으로 돌아온다.

증기가 터빈까지 직접 가므로 터빈, 복수기, 급수펌프는 차폐가 필요하다.

계통 구성 비교

두 형식을 계통 구성 기준으로 비교하면 차이가 분명하다.

PWR은 루프가 2개이고 증기발생기에서 증기를 만들며, 1차 계통은 고압이다.

BWR은 루프가 하나이고 원자로 안에서 증기를 만들며, 방사화가 터빈 계통까지 미친다.

반응도 제어

두 노형 모두 목적은 반응도를 일정하게 유지하는 것이다.

PWR은 붕산 농도 조절과 제어봉을 함께 쓴다. 제어봉은 기동, 정지, 단기 부하 변동에 쓰인다.

BWR은 재순환 유량과 제어봉으로 출력을 조절한다.

핵심 정리와 직접 풀기

PWR은 1차 계통을 고압으로 두어 비등을 억제하고, 열을 증기발생기로 넘긴다.

BWR은 단일 루프에서 원자로 안의 직접 비등으로 증기를 얻는다.

이제 직접 풀어 보자.

정답은 증기발생기다. 1차 열을 받아 2차 계통 물을 증기로 만든다.