Kenmerken van de kokendwaterreactor
De naam van de kokendwaterreactor houdt verband met de eigenschap, dat de reactor water laat koken, net als het dompelaartje in een glas water. Dat water heeft alleen een temperatuur van 290 Celsius en staat onder een druk van 75 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 6½ – 7½ meter, een hoogte van 18 - 22 meter en een wanddikte van 16 – 20 centimeter.
De reactorkern bestaat uit enkele honderden splijtstofelementen, die aan de zijkanten omhult zijn met een mantel en die naast elkaar in een rooster staan, dat zich onderin het reactorvat bevindt. Elk splijtstofelement heeft ongeveer tweehonderd parallelle buizen, waarin de splijtstof in de vorm van pilletjes lichtverrijkt uraniumoxide zit opgesloten. Door de splijtstofelementen en langs die splijtstofstaven loopt het koelmiddel, gewoon water. Dat koelwater komt boven de reactorkern met een temperatuur van ongeveer 230 Celsius aan de zijkant het reactorvat binnen en vermengt zich met het water, dat afkomstig is van de stoomafscheiders bovenin het reactorvat. Het loopt langs de vatwand naar beneden en voortgestuwd door een recirculatiepomp door de splijtstofelementen van de reactorkern weer omhoog. Daarbij gaat het koken en warmt het op tot 290 Celsius. Het stoom/watermengsel gaat door de stoomafscheider en de stoom verlaat het vat door leidingen bovenaan aan de zijkant. Het watervolume in de kern is ongeveer tweemaal het stoomvolume.
De regeling van het vermogen gebeurt op twee manieren. De eerste is door de recirculatiepomp harder te laten draaien. Het watervolume in de reactorkern neemt toe ten opzichte van het stoomvolume. Daardoor ook het aantal neutronen en als gevolg daarvan het aantal splijtingen per seconde en dus het reactorvermogen. De tweede methode is door de regelstaven op of neer te bewegen in de reactorkern. Elke regelstaaf bestaat uit vier lange, smalle, dunne platen met neutronenabsorberend materiaal, die aan elkaar vast zitten en die in dwarsdoorsnede een kruis vormen. Deze regelstaven zitten tussen de omhulde splijtstofelementen en steken aan de onderzijdezijde in de kern. Ze lopen door de bodem van het reactorvat, omdat bovenin het reactorvat de stoomafscheiders in de weg zouden zitten. De regelstaven zijn aangesloten op een aandrijfmechanisme, dat zich in de reactorkamer onder het vat bevindt. De reactor bezit enige tientallen regelstaven.
Er zijn, afhankelijk van het reactorontwerp enkele aanvoerleidingen voor het koelwater en enkele afvoerleidingen voor de stoom. 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 het reactorvat. De stoom is licht radioactief en daardoor zijn de turbine en de condensor radioactief besmet.
De reactor en alle veiligheidssystemen zijn 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. Na een ongeval sluiten de water– en stoomleidingen, waar ze door het reactorgebouw heen gaan, zodat er geen directe verbinding is tussen reactor en buitenwereld.
Een moderne kokendwaterreactor 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 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.
