原発で必要な水の量を教えて下さい。

質問

原子力発電では、水蒸気でタービンを回して発電し、海水を使って熱水を冷却すると理解しています。
軽水炉はPWRとBWRの２タイプありますが、夫々で発電に必要な冷却水（1次、2次、3次）の量を教えて下さい。

＜質問の背景＞
２０１０年１１月１０日、NHKクローズアップ現代でトリウムについて報道されましたが、現在、中国では溶融塩炉開発がスタートするという話あり。中国（特に内陸部）では水不足ですが、溶融塩炉は水を使わず、黒鉛とトリウムとリチウムとフッ素があれば良いそうです。そこで、軽水炉では一体どの位水が必要なのか素朴な疑問が出てきました。
発電所の規模は、今後主力となる130万ｋｗ級として、24時間定格でフル稼働した場合の1日当り使用する冷却水のトン数を1次、2次、3次別に教えて下さい。最後の冷却水は海水と思いますが、温度差があるので直ぐには再利用できないと考えますので、これも1日当り必要な量を教えて下さい。1次、2次冷却水は100%再利用しているて補給が不要なのか教えて下さい。
補給が不要な場合でも、循環させている1次、2次冷却水の量を教えて下さい。もし、水の無い場所に原発を作ろうとしたら、どれだけ水が必要となるのか知りたいのです。

回答No.2

fisker

内部で循環する冷却水は補給したり放出したりしないので関係ありませんね。外部との熱交換があるのはご想像の通り海水です。国内の発電所であれば電力会社がデータを公開していますので季節ごとの取水/放水量くらいは調べればすぐに分かるでしょう。温度差ですが、熱水を放出しているわけではなく、周囲の海水温度との差は5℃程度です。発電所の敷地（港）の外では温度差はほとんどなくなっています。効率を稼ぐためになるべく水温の低い深層水を取水するなど工夫しています。
尚、海水による冷却も海外の内陸部などで見られる冷却塔での冷却も原子力発電に特有の物ではなく、火力など蒸気でタービンを回す発電方式全てに共通です。
ちなみに、軽水炉では冷却水としてだけでなく、減速材として水（軽水）を使っています。核分裂で発生した高速の中性子をそのまま次の分裂に使える高速炉という炉型もありますが（もんじゅなど）、一般の発電炉では核分裂を連鎖的に継続させる（臨界）には中性子を減速してやる必要があります。中性子を減速する減速材としては軽水の他に黒鉛や重水も使われます。冷却も水以外にガスや液体金属（ナトリウム）でもできます。ただし、いずれにしても最終的に蒸気タービンで発電する限り蒸気を凝縮するには海水なり河川水なり冷却塔なりで冷却する必要があります。
原子力に限らず、現在の所大容量の発電には大量の水が不可欠です。水の量は熱量を取排水の温度差で割れば出てきますが、温度差は条件によって大きく変動しますのでトン数にはあまり意味がありません。

回答No.1

noname#252164

基本的に原子炉の出力は熱であって電気ではありません。
軽水炉の場合でも原子炉の中に入った水は追加したり捨てたりはしませんから、ランニングのコストとしては水は必要ではありません。（部品の一部ではあるけど、出し入れしたら放射性廃棄物になるから出し入れは極力しなくなっているはずです）

熱から電力を回収するためにタービンを使いますが、タービンの熱効率は６０％くらいしかないので、後の４０％は復水器を通して冷却水中に排出されるわけです。

水量がいくら必要かですが、排水の温度をどこまで高くしていいかということで決まると思います。
排水の温度が高くなればなるほど環境への負荷は高くなりますし、タービンの熱効率も下がります。

あと日本ではないですが、内陸国の原発では「空冷」ってのもあります。
http://himazinvideo.com/archives/24
冷却塔って目立つ設備ですけど、日本の原発ではないですね。