Kenmerken van de drukwaterreactor
De naam van de drukwaterreactor houdt verband met de eigenschap, dat de reactor, net als de CV-ketel thuis, alleen water verwarmt. Dat water heeft alleen een temperatuur van 360 Celsius en staat onder een druk van 160 atmosfeer.
De reactor bestaat uit een reactorkern, die in een stalen drukvat is geplaatst. Een typische afmeting voor zo’n cilindervorming vat is een diameter van 4½ – 5½ meter, een hoogte van 12 - 15 meter en een wanddikte van 25 – 30 centimeter.
De reactorkern bestaat uit enkele honderden splijtstofelementen, die een vierkante doorsnede hebben en die naast elkaar in een rooster staan, dat zich onderin het reactorvat bevindt. Elk splijtstofelement heeft een paar honderd parallelle buizen, waarin de splijtstof in de vorm van pilletjes lichtverrijkt uraniumoxide zit opgesloten. Langs die splijtstofstaven loopt het koelmiddel, gewoon water. Dat koelwater komt met een temperatuur van ongeveer 300 Celsius boven aan de zijkant het reactorvat binnen. Het loopt langs de vatwand naar beneden en door de reactorkern weer omhoog, waarbij het opwarmt tot 360 Celsius. Het opgewarmde water verlaat het vat door een andere leiding bovenaan aan de zijkant.
De regeling van het vermogen gebeurt op twee manieren. De eerste, de traag reagerende manier, is door de concentratie neutronenabsorberend materiaal in de vorm van boorzuur, dat in het koelwater is opgelost, te variëren. De tweede, de snelle methode, is door lange vingerdikke neutronenabsorberende staven op of neer te bewegen in de reactorkern. Deze staven steken aan de bovenzijde in de kern, lopen door het deksel van het reactorvat en zijn aangesloten op een aandrijfmechanisme, dat zich in de reactorkamer boven het vat bevindt. De reactor bezit enige tientallen regelelementen. Dat zijn splijtstofelementen met regelstaven.
Er zijn, afhankelijk van het reactorontwerp, twee, drie of vier aan– en afvoerleidingen, die op het reactorvat zijn aangesloten voor het koelwater. In elke afvoerleiding zit schuin boven het reactorvat een stoomgenerator en in elke aanvoerleiding een pomp. In een van de leidingen zit bovendien een drukgenerator, die het hele systeem op een constante druk houdt, zodat er in de reactorkern geen koken optreedt. Al die componenten vormen tezamen met de reactor het primair systeem, dat enigszins radioactief besmet kan zijn.
De stoomgenerator vormt de grens tussen het primair en het secundair systeem. De beide systemen zijn gescheiden door de wanden van de pijpen in de stoomgenerator. De stoom aan de secundaire kant, die een druk heeft van ongeveer 70 atmosfeer, is niet radioactief. Die stoom drijft een turbine, een schoepenrad, aan en die op zijn beurt de generator, een grote dynamo. Op deze wijze is de warmte omgezet in elektriciteit.
Om het drukverschil voor en achter de turbine te vergroten gaat de afgewerkte stoom vervolgens door een condensor, waarin hij condenseert. Een pomp stuwt het gevormde water vervolgens terug naar de stoomgenerator.
Het primair systeem is geplaatst in een dubbelwandig reactorgebouw. De gewapend betonnen buitenwand is zo ontworpen, dat hij de reactor beschermt tegen neerstortende vliegtuigen, gaswolkexplosies en dergelijke. De stalen of eveneens gewapend betonnen binnenwand zo, dat hij de eventuele hoge druk weerstaat, die na een ongeluk kan ontstaan. Als die druk desondanks te hoog oploopt, dan zijn grote filters aanwezig, die bij drukontlasten de radioactieve stoffen uit de te lozen gassen halen, zodat deze gassen geen radioactieve besmetting veroorzaken van de leefomgeving.
Een moderne drukwaterreactor heeft een vermogen van meer dan 1000 MWe en levert 8 miljard kWh aan elektriciteit per jaar. Die hoeveelheid komt overeen met het jaarlijks stroomgebruik van 2½ miljoen huishoudens. De kernreactor moet elk jaar een kwart tot een derde deel van zijn splijtstofelementen wisselen, omdat die elementen na drie tot vier jaar zijn uitgeput. In de periode van splijtstofwisselen vindt ook het onderhoud aan de reactor plaats.
