Informacje ogólne o PWR

Popularność reaktorów PWR

Na świecie dziala 435 reaktorów energetycznych. 272 z nich, czyli aż 62%, to reaktory wodne ciśnieniowe (PWR - Pressurized Water Reactor). Są dwie zasadnicze przyczyny tej popularności: bezpieczeństwo i zaszłości historyczne.

Bezpieczeństwo

Obieg pierwotny i wtórny oraz chłodzenie reaktora PWR
W reaktorze PWR woda chłodząca reaktor pozostaje w szczelnym obiegu pierwotnym w całości zamkniętym w obudowie bezpieczeństwa

  • Obieg pierwotny - woda omywająca pręty paliwowe odprowadza ciepło do wytwornicy pary (wymiennika ciepła) i schłodzona wraca do reaktora.
  • Obieg wtórny - para z wytwornicy pary ogrzewanej przez obieg pierwotny porusza turbiny umieszczone poza obudową bezpieczeństwa.
  • Chłodzenie - zimna woda z otoczenia - rzeki, morza itp. lub chłodni kominowej schładza obieg wtórny.

Obieg pierwotny jest całkowicie odseparowany od otoczenia i zamknięty z reaktorem w obudowie ochronnej, zwanej containmentem.  Z obiegu pierwotnego do wtórnego nie przepływa żadna substancja, tylko ciepło.

Otwarty obieg chłodzenia, mający kontakt ze środowiskiem, jest szczelnie odseparowany od obiegu wtórnego. Zimną wodę w tym obiegu oddzielają od reaktora dwie bariery: pierwsza między obiegami pierwotnym i wtórnym, druga między obiegiem wtórnym i chłodzącym.

Obudowa bezpieczeństwa jest potężną konstrukcją z betonu zbrojonego, najmocniejszym i  najszczelniejszym budynkiem w każdej elektrowni jądrowej. Zamknięcie w niej całego, chłodzącego reaktor obiegu pierwotnego, zabezpiecza przed wydostaniem się do środowiska skażeń promieniotwórczych nawet w przypadku uszkodzenia rdzenia reaktora.

Oczywiście wszystko ma swoją cenę; zastosowanie dwóch obiegów, pierwotnego i wtórnego powoduje dodatkowe straty ciepła, których nie ma w jednoobiegowych reaktorach BWR (Boiling Water Reactor), gdzie woda chłodząca reaktor, po zamianie w parę, porusza turbiny.

Zaszłości historyczne, czyli rozwój na koszt wojska

(z książki: Z. Celiński, A Strupczewski, Podstawy energetyki jądrowej, WNT - Warszawa 1984)

Ciśnieniowe reaktory wodne (PWR) były pierwotnie budowane i stosowane w obiektach wojskowych, przede wszystkim do napędu łodzi podwodnych. Reaktor PWR napędzał pierwszą amerykańską łódz podwodną Nautilus.

Pierwszy energetyczny reaktor PWR uruchomiono w roku 1957 w elektrowni Shippingport w USA. Od tego czasu liczba reaktorów energetycznych PWR szybko rosła i obecnie (15 maja 2012) pracują na świecie 272 reaktory tego typu.

Przyczyną tej dominacji, oprócz zalet technicznych, jest wysoki stopień rozwoju, osiągnięty na koszt programów wojskowych. Rozwój innych, nawet obiecujących, konstrukcji napotykał i napotyka na trudności finansowe i niechęć przemysłu energetycznego, który woli sprawdzone rozwiązania.

Obieg pierwotny i wtórny oraz chłodzenie reaktora PWR