가압수형 원자로: 두 판 사이의 차이

 

== 개요 ==

가압경수로는 원자로 압력용기 안의 핵연료의 연쇄반응이 내는 열로 동작한다. 연쇄반응에서 발생한 열은 연료 집합체와 열 교환기 사이로 순환하는 제1차 계통에 전달된다. 1차 계통의 뜨거워진 물은 증기 발생기로 불리는 열 교환기에서 2차 계통에 열을 전달하고, 그 결과로 생성된 증기가 터빈발전기를 돌린다. 핵 잠수함에서는 전기가 추진을 위한 모터에 전력을 공급하게 되는 데 비해, 핵발전소에서는 발생한 전기를 전력선에 송전하게 된다. 터빈을 통과한 2차 계통은 응축기에서 온도가 낮춰지게 되고, 증기 발생기로 다시 들어가게 된다. 2차 계통의 폐열은 터빈 배출구로 나오게 되고, 이 폐열을 활용하여 다른 일(온실, 양어장 등)을 할 수 있다.

 

 

== 가압수형 원자로 설계 ==

가압경수로는 원자로와 증기발생기가 격납건물 안에 있으며, 냉각재가 원자로를 순환하는 1차계통, 증기발전기에서 발생한 뜨거운 증기로 터빈과 발전기를 돌리는 2차계통, 터빈을 돌린 후 증기를 다시 물로 바꾸는 3차계통으로 구성되어 있다.

 

 

=== 연료 ===

 

가압 경수로에서 쓰이는 연료는 ²³⁵U가 일정 비율 농축된 [[우라늄]]을 사용한다. 농축이 끝난 [[이산화 우라늄]](U0₂) 가루를 소결(녹는점 이하의 온도로 가열했을 때, 가루가 녹으면서 서로 밀착·고결을 이용하는 현상)시켜 이산화 우라늄으로된 세라믹 펠릿을 만든다. 이렇게 원통형으로 만든 펠릿을 부식에 견디는 [[지르코늄]] 합금(지르코니)에 넣고, 열 전달을 돕기 위해서 [[헬륨]]을 [[지르코니]] 봉에 주입하게 된다. 완성된 연료봉은 연료 집합체에 묶이게 되고, 이것을 연료 다발이라고 부르는데, 이것을 원자로의 노심에 장전하게 된다. 안전하게 적용된 가압경수로의 설계는 분열된 우라늄이 초래하는 급속한 연쇄반응을 허용하지 않는다. 급속한 연쇄반응이 일어나지 않게 하는 것은 매우 중요한데, 급속한 연쇄반응이 일어나게 되면 빠르게 여분의 에너지가 생성되게 되어 원자로에 손상을 주거나, [[멜트다운]](원자로 노심 용융)사태를 불러일으키기도 한다([[체르노빌 사고]]가 일어난 것이 이것 때문일 수도 있다). 전형적인 가압경수로의 연료집합체는 200개에서 300개정도의 연료봉이, 원자로에는 150개에서 250개 정도의 연료 집합체가 들어가게 된다. 여기에 들어가는 우라늄은 80에서 100톤 정도 되는 양이다. 일반적으로 연료 집합체는 연료봉의 다발이 14X14, 17X17개로 유지한다. 가압경수로의 연료다발의 길이는 약 4미터 정도 된다.

 

=== 제어 ===