Vysvětleno: Jaký je význam Kakrapar-3?

KAPP-3, který dosáhl kritického stavu ve středu ráno, je prvním blokem 700 MWe v Indii a největší domácí variantou tlakového těžkovodního reaktoru.

KAPP-3 je první 700 MWe (megawatt elektrický) blok v zemi a největší domácí varianta tlakového těžkovodního reaktoru (PHWR). (Soubor fotografie)

Třetí jednotka projektu Kakrapar Atomic Power Project (KAPP-3) v Gudžarátu dosáhl své „první kritičnosti“ — termín, který znamená zahájení řízené, ale trvalé reakce jaderného štěpení — ve středu v 9:36. Premiér Narendra Modi poblahopřál indickým jaderným vědcům k tomuto úspěchu a popsal vývoj původního reaktoru jako zářný příklad Make in India a průkopníka mnoha takových budoucích úspěchů.

Proč je tento úspěch významný?

Jedná se o přelomovou událost v indickém domácím civilním jaderném programu vzhledem k tomu, že KAPP-3 je první 700 MWe (megawattová elektrická) jednotka v zemi a největší doma vyvinutá varianta tlakového těžkovodního reaktoru (PHWR).

PHWR, které používají přírodní uran jako palivo a těžkou vodu jako moderátor, jsou hlavní oporou indické flotily jaderných reaktorů. Až dosud byl největší reaktor vlastní konstrukce PHWR o výkonu 540 MWe, z nichž dva byly nasazeny v Tarapuru v Maháráštře.

Uvedení prvního indického reaktoru o výkonu 700 MWe do provozu znamená významný technologický pokrok, a to jak z hlediska optimalizace návrhu PHWR – nový blok 700 MWe řeší problém nadměrných tepelných rezerv – tak i zlepšení úspor z rozsahu bez významných změn. k návrhu reaktoru o výkonu 540 MWe. („Tepelná rezerva“ označuje rozsah, v jakém je provozní teplota reaktoru pod jeho maximální provozní teplotou.)

V současnosti se staví čtyři bloky reaktoru o výkonu 700 MWe v Kakraparu (KAPP-3 a 4) a Rawatbhatě (RAPS-7 a 8). Reaktory o výkonu 700 MWe budou páteří nové flotily 12 reaktorů, kterým vláda udělila administrativní souhlas a finanční sankci v roce 2017 a které mají být nastaveny v režimu flotily.

Zdroj: NPCIL

Vzhledem k tomu, že Indie pracuje na zvýšení své stávající kapacity jaderné energie z 6 780 MWe na 22 480 MWe do roku 2031, bude kapacita 700 MWe tvořit největší složku plánu expanze. V současné době představuje kapacita jaderné energie méně než 2 % z celkového instalovaného výkonu 3 68 690 MW (konec ledna 2020).

Zdroj: NPCIL

S tím, jak se civilní jaderný sektor připravuje na další hranici – stavbu 900 MWe tlakovodního reaktoru (PWR) domácího designu – se bude hodit zkušenost s realizací většího reaktoru o výkonu 700 MWe, zejména s ohledem na zlepšenou schopnost výroby velkých tlakové nádoby. To je vedle závodů na obohacování izotopů, které se vyvíjejí, aby dodávaly část požadovaného obohaceného uranového paliva pro napájení těchto reaktorů nové generace v průběhu příštího zhruba desetiletí, uvedli představitelé ministerstva pro atomovou energii.

Kdy začaly práce na tomto projektu o výkonu 700 MWe?

K prvnímu betonování došlo v listopadu 2010 a původně se očekávalo, že tato jednotka bude uvedena do provozu v roce 2015.

Státní společnost Nuclear Power Corporation of India Ltd (NPCIL) zadala kontrakt na stavbu reaktoru pro KAPP-3 i 4 společnosti Larsen & Toubro v původní hodnotě kontraktu 844 milionů Rs. Původní cena dvou jednotek o výkonu 700 MWe byla stanovena na 11 500 milionů rupií a tarif za jednotku byl původně vypočítán na 2,80 rupií za jednotku (kWh) v cenách roku 2010 (náklady zhruba 8 milionů rupií za MWe). Očekává se, že tyto náklady zaznamenaly určitou eskalaci.

Kapitálové investice do těchto projektů jsou financovány poměrem dluhu k vlastnímu kapitálu 70:30, přičemž kapitálová část je financována z vnitřních zdrojů a prostřednictvím rozpočtové podpory.

Express Vysvětlenoje nyní zapnutoTelegram. Klikněte zde, abyste se připojili k našemu kanálu (@ieexplained) a zůstaňte informováni o nejnovějších

Co znamená dosažení kritičnosti?

Reaktory jsou srdcem atomové elektrárny, kde probíhá řízená jaderná štěpná reakce, při níž vzniká teplo, které se využívá k výrobě páry, která pak roztáčí turbínu k výrobě elektřiny. Štěpení je proces, při kterém se jádro atomu rozdělí na dvě nebo více menších jader a obvykle na částice vedlejšího produktu. Když se jádro rozdělí, kinetická energie štěpných úlomků se přenese na další atomy v palivu jako tepelná energie, která se nakonec využije k výrobě páry pro pohon turbín. Při každém štěpení, pokud alespoň jeden z emitovaných neutronů v průměru způsobí další štěpení, proběhne samoudržující řetězová reakce. Jaderný reaktor dosáhne kritičnosti, když každá štěpná událost uvolní dostatečný počet neutronů k udržení probíhající série reakcí.

Gratulujeme našim jaderným vědcům k dosažení kritičnosti atomové elektrárny Kakrapar-3! Tento původně navržený reaktor KAPP-3 o výkonu 700 MWe je zářným příkladem společnosti Make in India. A průkopník mnoha takových budoucích úspěchů!

— Narendra Modi (@narendramodi) 22. července 2020

Jaké jsou milníky ve vývoji indické technologie PHWR?

Technologie PHWR byla zahájena v Indii koncem 60. let 20. století výstavbou prvního reaktoru o výkonu 220 MWe, atomové elektrárny Rádžasthán, RAPS-1 s podobnou konstrukcí jako reaktor Douglas Point v Kanadě, v rámci společného indicko-kanadského jaderného ko- úkon. Kanada dodala veškeré hlavní vybavení pro tento první blok, zatímco Indie si ponechala odpovědnost za konstrukci, instalaci a uvedení do provozu.

U druhé jednotky (RAPS-2) byl obsah dovozu značně snížen a u hlavních zařízení byla provedena indigenizace. Po stažení kanadské podpory v roce 1974 po Pokhran-1 dokončili indičtí jaderní inženýři stavbu a elektrárna byla uvedena do provozu, přičemž většina komponent byla vyrobena v Indii.

Od třetí jednotky PHWR (Madras Atomic Power Station, MAPS-1) dále začala evoluce a indigenizace konstrukce. První dva bloky PHWR s vlastním vyvinutým standardizovaným designem 220 MWe byly postaveny v atomové elektrárně Narora.

Tento standardizovaný a optimalizovaný návrh měl několik nových bezpečnostních systémů, které byly začleněny do pěti dalších dvoublokových atomových elektráren s kapacitou dvou bloků 220 MWe umístěných v Kakrapar, Kaiga a Rawatbhata.

Pro realizaci úspor z rozsahu byl následně vyvinut návrh PHWR o výkonu 540 MWe a v Tarapuru byly postaveny dva takové bloky. Další optimalizace byly provedeny při modernizaci výkonu na 700 MWe, přičemž KAPP-3 byl prvním blokem tohoto druhu.

Nenechte si ujít Explained | Vlny veder, záplavy, sucha: projekce pro Indii v příštích desetiletích

Znamená blok 700 MWe upgrade z hlediska bezpečnostních prvků?

Technologie PHWR má několik základních bezpečnostních prvků. Největší výhodou konstrukce PHWR je použití tenkostěnných tlakových trubek namísto velkých tlakových nádob, které se používají u reaktorů typu tlakových nádob. To má za následek rozdělení tlakových hranic na velký počet tlakových trubek malého průměru, čímž se snižuje závažnost následků náhodného protržení tlakové hranice.

Konstrukce PHWR o výkonu 700 MWe má navíc zvýšenou bezpečnost díky speciálnímu „systému pasivního odstraňování tepla z rozpadu“, který dokáže odstraňovat rozpadové teplo (uvolňované v důsledku radioaktivního rozpadu) z aktivní zóny reaktoru, aniž by vyžadoval zásah obsluhy. Jde o podobnou technologii přijatou pro elektrárny generace III+, aby se vyloučila možnost havárie typu Fukušima, která se stala v Japonsku v roce 2011.

Jednotka PHWR o výkonu 700 MWe, stejně jako jednotka nasazená v KAPP, je vybavena kontejnmentem s ocelovým obložením pro snížení případných úniků a systémem sprchování kontejnmentu pro snížení tlaku kontejnmentu v případě havárie se ztrátou chladiva.

Sdílej Se Svými Přáteli: