BWR

原子力発電所では、ウランなどの核燃料が核分裂反応を起こすことで莫大なエネルギーを生み出し、発電を行っています。原子炉運転中は、この核分裂反応によって非常に高い熱が発生します。発電のために原子炉の運転を停止した後でも、核燃料は放射線を出しながら崩壊を続けるため、発熱は完全には止まりません。これはちょうど、熱いストーブを消しても、しばらくの間は熱を持っているのと同じような状態です。この、原子炉停止後に燃料から発生し続ける熱を「崩壊熱」と呼びます。 崩壊熱に加えて、原子炉の運転停止後には、原子炉内の機器や配管などからも熱が発生します。これは、運転中に高温になった機器などが、徐々に冷めていく過程で周囲に熱を放出するためです。このような、機器などから発生する熱を「顕熱」と呼びます。 崩壊熱と顕熱によって、原子炉停止後も原子炉内には熱が蓄積され続けるため、適切に熱を除去しないと原子炉内の温度が上昇し、燃料の損傷や炉心の溶融といった深刻な事故につながる可能性があります。そこで重要な役割を担うのが、「残留熱除去系」と呼ばれるシステムです。残留熱除去系は、原子炉停止後に発生する崩壊熱や顕熱を安全に除去し、原子炉を冷却状態に保つための重要な安全設備です。原子炉の安全を確保するため、残留熱除去系は複数系統が設置されており、多重化によって信頼性を高めています。

原子力発電所は、原子炉で発生した熱を利用して電気を作る施設です。この熱エネルギーを電気に変換する過程で、重要な役割を担うのが熱交換器です。 原子炉内で核分裂反応によって発生した熱は、まず冷却材に移されます。この高温になった冷却材は、直接タービンを回すことはできません。そこで、熱交換器を用いて冷却材の熱を水に移し、水を沸騰させて蒸気を発生させるのです。 熱交換器には、主に二つの種類があります。一つは、冷却材と水を別の管に流して熱交換を行うものです。もう一つは、冷却材と水を直接接触させて熱交換を行うものです。どちらの場合も、熱は高温側から低温側へ移動し、冷却材から水へと熱が伝わることで蒸気発生の役割を果たします。 このように、熱交換器は原子力発電において、熱エネルギーを効率的に利用するために無くてはならない設備といえるでしょう。