原子力20【電験3種 電力】PWRで「正しいもの」を選ぶ!残り4つは全部BWRの記述 平成22年度 A問題4 完全解説

電験3種 電力科目 原子力 平成22年度 A問題4 今回は正しいものを選ぶ!残り4つはBWRの話

今回は平成22年度 電力科目 A問題4を解説します。わが国の商業発電用の加圧水型原子炉(PWR)の記述として正しいものを選ぶ問題です。

この問題の仕掛けはシンプルで、正解の(3)以外はぜんぶBWR(沸騰水型)の記述。「炉内で蒸発」「再循環ポンプ」「放射線を受けた蒸気がタービンへ」と来たらBWR——PWRとBWRの仕分けがそのまま点になります。

目次

正しいのは(3):一次冷却水を蒸気発生器へ送る

本問は「正しいものを選ぶ」型——残る4つはすべて沸騰水型の記述です。

記述内容どちらの方式か
(1)炉心内で水を蒸発させて蒸気を発生★沸騰水型
(2)再循環ポンプで蒸気泡の発生量を変える★沸騰水型
★(3)★高温・高圧の水を炉心から蒸気発生器へ★加圧水型(正解)
(4)炉心と蒸気発生器で発生した蒸気を混合★どちらでもない(あり得ない)
(5)放射線を受けた蒸気がタービンを通過★沸騰水型

(1)(2)(5)は沸騰水型の特徴——加圧水型では炉内を沸騰させません

(4)は加圧水型でも沸騰水型でもあり得ない記述——加圧水型の炉心では蒸気が発生しないからです。

加圧水型では、一次冷却水は高温・高圧の「水」のまま——それを蒸気発生器へ送って、二次系の水を蒸気に変えるのです。

平成22年度 電力科目 A問題4:問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 電力科目 原子力 平成22年度 A問題4 問題文
平成22年度 電力科目 A問題4 問題文

出典:一般財団法人 電気技術者試験センター「平成22年度 第三種電気主任技術者試験」電力科目 A問題4

電験3種 電力科目 【原子力】 平成22年度 A問題4

 わが国における商業発電用の加圧水型原子炉(PWR)の記述として、正しいのは次のうちどれか。

炉心内で水を蒸発させて、蒸気を発生する。
再循環ポンプで炉心内の冷却水流量を変えることにより、蒸気泡の発生量を変えて出力を調整できる。
高温・高圧の水を、炉心から蒸気発生器に送る。
炉心と蒸気発生器で発生した蒸気を混合して、タービンに送る。
炉心を通って放射線を受けた蒸気が、タービンを通過する。

答え正しい記述は (3)です。

加圧水型の水の流れ

系統流れ状態
★一次系★炉心 → 蒸気発生器 → 一次冷却材ポンプ → 炉心★高温・高圧の水(沸騰しない)
★二次系★蒸気発生器 → タービン → 復水器 → 給水ポンプ★蒸気と水(沸騰する)

一次系は閉じた輪——炉心と蒸気発生器の間をぐるぐる回ります

二次系も閉じた輪——火力発電所とまったく同じ形です。

2つの輪が蒸気発生器で接している——けれども水は混ざりません

だから(4)の「蒸気を混合」はあり得ない——そもそも一次系に蒸気はありません

「正しいものを選ぶ」型の解き方

4つが誤りで1つが正しい——ふつうの正誤問題とは逆です。

選択肢の構成解き方
誤っているものを選ぶ4つ正しく、1つ誤りおかしいものを探す
★正しいものを選ぶ★4つ誤りで、1つ正しい★確実に正しいものを1つ見つける

本問では、加圧水型の特徴を1つでも確実に覚えていれば解けます——「蒸気発生器がある」という一点です。

逆に沸騰水型の特徴(炉内で沸騰・再循環ポンプ・タービンに放射能)を知っていれば、消去法でも絞れます

設問の向きを読み飛ばすと真逆を選んでしまいます——問題文の最後を必ず確認しましょう。

⚠️ よくある間違い
「誤っているもの」と読み違える——本問は「正しいのは次のうちどれか」です。
(1)を選んでしまう——「炉心内で水を蒸発させて蒸気を発生」は沸騰水型加圧水型は加圧器で沸騰を防ぎます
(2)を選んでしまう——再循環ポンプは沸騰水型の設備加圧水型にはありません
(5)を選んでしまう——加圧水型では二次系が分離されているので、タービンに放射性物質は来ません
(4)は両方式ともあり得ない——もっともらしく見えますが、一次系に蒸気はないのです。

⏱️ 本番での進め方
①★本問は「正しいもの」を選ぶ。設問の向きを確認。
②★(3)以外はすべて沸騰水型の記述((4)を除く)。
③加圧水型は炉内を沸騰させず、一次冷却水は水のまま。
④(4)は両方式ともあり得ない。一次系に蒸気はない。

💡 覚え方
「加圧水型の炉心に蒸気はない」——これだけで(1)(4)(5)が消えます再循環ポンプも沸騰水型の設備——残るのが(3)になります。

PWR と BWR の設備の違いは平成27年度 A問題4原子力:原子力発電の設備概要)、出力調整は平成20年度 A問題4原子力:PWRとBWRの出力調整)にあります。

沸騰水型の記述を見分ける

本問の誤りの選択肢は、いずれも沸騰水型の特徴です。

沸騰水型の特徴本問での記述
★炉内で沸騰させる★(1) 炉心内で水を蒸発させて蒸気を発生
★再循環ポンプで出力調整★(2) 蒸気泡の発生量を変えて出力を調整
★蒸気が直接タービンへ★(5) 放射線を受けた蒸気がタービンを通過

3つとも「炉内で沸騰させる」ことから生じる特徴——根は同じです。

沸騰させるから蒸気ができ、その泡の量で出力が変わり、その蒸気がそのままタービンへ行く——一本の流れになっています。

加圧水型はこの流れをすべて否定します——沸騰させないので泡もなく、蒸気も炉から出ません

(4) がどちらでもない理由

「炉心と蒸気発生器で発生した蒸気を混合して」——2つの前提が矛盾しています

方式炉心の蒸気蒸気発生器
★加圧水型★ない★ある
★沸騰水型★ある★ない

炉心の蒸気と蒸気発生器の両方があるのは、どちらの方式でもありません——だから(4)は成り立たないのです。

もっともらしく見えますが、設備の組み合わせがあり得ない——2つの方式を混ぜた記述だと言えます。

加圧水型の3つの特有設備

「炉内を沸騰させない」ために必要な設備です

設備役割本問での関係
★加圧器★一次冷却材を15.4 MPa に保ち沸騰を防ぐ★(1)を否定する
★蒸気発生器★一次系の熱を二次系に渡す★(3)が正しい根拠
★一次冷却材ポンプ★一次系の水を循環させる★(2)の再循環ポンプとは別物

15.4 MPa では水の沸点は約345 ℃——炉心を出る水は約325 ℃ ですから沸騰しません。

だから(1)の「炉心内で水を蒸発させて」は成り立たないのです。

一次冷却材ポンプと再循環ポンプ

★一次冷却材ポンプ★再循環ポンプ
方式★加圧水型★沸騰水型
役割★一次系を循環させる(流量は一定)★流量を変えて出力を調整する

どちらも水を回すポンプですが、目的が違います——加圧水型では出力調整に使いません

加圧水型の出力調整はほう素濃度——だから(2)は沸騰水型の記述だと分かります。

要点をもう一度

正しいのは(3)「高温・高圧の水を炉心から蒸気発生器に送る」——加圧水型の一次系そのものです。

(1)(2)(5)は沸騰水型の記述——いずれも「炉内で沸騰させる」ことから生じる特徴になります。

(4)は両方式ともあり得ない——炉心の蒸気と蒸気発生器が同時に存在する炉はありません

設問の向きを確かめる

本問は「正しいのは次のうちどれか」——4つが誤りで、1つだけが正しい形です。

過去問を解き慣れているほど「誤っているもの」と思い込みやすい——問題文の最後を必ず読むことです。

「正しいものを選ぶ」型は、1つでも確信できれば決まります——加圧水型に蒸気発生器があると知っていれば、それで足りるのです。

2つの方式を一枚で覚える

項目★加圧水型(PWR)★沸騰水型(BWR)
炉内の沸騰★させない★させる
系統★一次系と二次系★1つ
特有の設備★加圧器・蒸気発生器★再循環ポンプ
出力調整★ほう素濃度★再循環流量
タービン側の放射能★ない★ある

「沸騰させるかどうか」から、すべての違いが生まれています

本問の5つの選択肢は、この表のどこかに対応しています——表を覚えれば即答できることになります。

まとめ

(1)炉内で蒸発BWRの説明→誤り
(2)再循環ポンプBWR特有の出力調整→誤り
(3)一次水を蒸気発生器へPWRの構成→正しい
(4)蒸気の混合架空の構成(H25問4でも誤り)→誤り
(5)放射性の蒸気がタービンへBWRの話→誤り。答えは(3)

▼あわせて解きたい関連問題
・BWRに蒸気発生器はない(原子力17・同じ引っかけ):【電力】平成25年度 A問題4

・この年度の問題を通しで解く:電験3種 平成22年度 問題一覧(全4科目)

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!

この記事を書いた人

コメント

コメントする

目次