Explicado: ¿Cuál es el significado de Kakrapar-3?
KAPP-3, que alcanzó un grado crítico el miércoles por la mañana, es la primera unidad de 700 MWe de la India y la variante más grande desarrollada en el país del reactor de agua pesada presurizada.
KAPP-3 es la primera unidad de 700 MWe (megavatios eléctricos) del país y la variante más grande desarrollada en el país del reactor de agua pesada presurizada (PHWR). (Foto de archivo) La tercera unidad del Proyecto de Energía Atómica Kakrapar (KAPP-3) en Gujarat alcanzó su 'primera criticidad' - término que significa el inicio de una reacción de fisión nuclear controlada pero sostenida - a las 9.36 am del miércoles. El primer ministro Narendra Modi felicitó a los científicos nucleares de la India por este logro, y describió el desarrollo del reactor autóctono como un ejemplo brillante de Make en India y un pionero de muchos de estos logros futuros.
¿Por qué es significativo este logro?
Este es un evento histórico en el programa nuclear civil nacional de la India dado que KAPP-3 es la primera unidad de 700 MWe (megavatios eléctricos) del país y la variante más grande desarrollada en el país del reactor de agua pesada presurizada (PHWR).
Los PHWR, que utilizan uranio natural como combustible y agua pesada como moderador, son el pilar de la flota de reactores nucleares de la India. Hasta ahora, el tamaño de reactor más grande de diseño autóctono era el PHWR de 540 MWe, dos de los cuales se han desplegado en Tarapur, Maharashtra.
La puesta en funcionamiento del primer reactor de 700 MWe de la India marca un aumento significativo en la tecnología, tanto en términos de optimización de su diseño de PHWR (la nueva unidad de 700 MWe aborda el problema del exceso de márgenes térmicos) como una mejora en las economías de escala, sin cambios significativos. al diseño del reactor de 540 MWe. ('Margen térmico' se refiere a la medida en que la temperatura de funcionamiento del reactor está por debajo de su temperatura máxima de funcionamiento).
Actualmente se están construyendo cuatro unidades del reactor de 700MWe en Kakrapar (KAPP-3 y 4) y Rawatbhata (RAPS-7 y 8). Los reactores de 700MWe serán la columna vertebral de una nueva flota de 12 reactores a los que el gobierno otorgó aprobación administrativa y sanción financiera en 2017, y que se instalarán en modo flota.
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Fuente: NPCIL Mientras India trabaja para aumentar su capacidad de energía nuclear existente de 6.780 MWe a 22.480 MWe para 2031, la capacidad de 700MWe constituiría el componente más grande del plan de expansión. Actualmente, la capacidad de energía nuclear constituye menos del 2% de la capacidad instalada total de 3,68,690 MW (finales de enero de 2020).
Fuente: NPCIL A medida que el sector nuclear civil se prepara para la próxima frontera, la construcción de un reactor de agua presurizada (PWR) de 900 MWe de diseño local, la experiencia de ejecutar el diseño del reactor más grande de 700 MWe será útil, especialmente con respecto a la capacidad mejorada de hacer grandes recipientes a presión. Esto se suma a las plantas de enriquecimiento de isótopos que se están desarrollando para suministrar parte del combustible de uranio enriquecido necesario para alimentar estos reactores de nueva generación durante la próxima década, dijeron funcionarios del Departamento de Energía Atómica.
¿Cuándo empezaron a trabajar en este proyecto de 700 MWe?
El primer vertido de hormigón se realizó en noviembre de 2010, y originalmente se esperaba que esta unidad se pusiera en servicio en 2015.
La estatal Nuclear Power Corporation of India Ltd (NPCIL) había adjudicado el contrato de construcción del reactor para KAPP-3 y 4 a Larsen & Toubro por un valor de contrato original de 844 millones de rupias. El costo original de dos unidades de 700 MWe se fijó en 11.500 rupias crore, y la tarifa por unidad se calculó originalmente en 2,80 rupias por unidad (kWh) a precios de 2010 (un costo de aproximadamente 8 rupias crore por MWe). Se espera que este cálculo de costos haya experimentado cierta escalada.
La inversión de capital para estos proyectos se financia con una relación deuda-capital de 70:30, y la parte del capital se financia con recursos internos y mediante apoyo presupuestario.
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¿Qué significa alcanzar la criticidad?
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Los reactores son el corazón de una planta de energía atómica, donde tiene lugar una reacción de fisión nuclear controlada que produce calor, que se utiliza para generar vapor que luego hace girar una turbina para generar electricidad. La fisión es un proceso en el que el núcleo de un átomo se divide en dos o más núcleos más pequeños y, por lo general, algunas partículas de subproductos. Cuando el núcleo se divide, la energía cinética de los fragmentos de fisión se transfiere a otros átomos del combustible en forma de energía térmica, que finalmente se utiliza para producir vapor para impulsar las turbinas. Para cada evento de fisión, si al menos uno de los neutrones emitidos en promedio causa otra fisión, se producirá una reacción en cadena autosostenida. Un reactor nuclear alcanza la criticidad cuando cada evento de fisión libera una cantidad suficiente de neutrones para sostener una serie de reacciones en curso.
¡Felicitaciones a nuestros científicos nucleares por lograr la criticidad de Kakrapar Atomic Power Plant-3! Este reactor KAPP-3 de 700 MWe de diseño autóctono es un brillante ejemplo de fabricación en la India. ¡Y un pionero de muchos de estos logros futuros!
- Narendra Modi (@narendramodi) 22 de julio de 2020
¿Cuáles son los hitos en la evolución de la tecnología PHWR de la India?
La tecnología PHWR comenzó en la India a fines de la década de 1960 con la construcción del primer reactor de 220 MWe, la estación de energía atómica de Rajasthan, RAPS-1 con un diseño similar al del reactor Douglas Point en Canadá, bajo la cooperación nuclear conjunta Indo-Canadiense. operación. Canadá suministró todo el equipo principal para esta primera unidad, mientras que India retuvo la responsabilidad de la construcción, instalación y puesta en servicio.
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Para la segunda unidad (RAPS-2), el contenido de importación se redujo considerablemente y se llevó a cabo la indigenización de equipos pesados. Tras la retirada del apoyo canadiense en 1974 después de Pokhran-1, los ingenieros nucleares indios completaron la construcción y la planta se puso en funcionamiento y la mayoría de los componentes se fabricaron en la India.
A partir de la tercera unidad PHWR (Madras Atomic Power Station, MAPS-1) en adelante, comenzó la evolución y la indigenización del diseño. Las dos primeras unidades de PHWR que utilizaron un diseño estandarizado de 220 MWe desarrollado de forma autóctona se instalaron en la central nuclear de Narora.
Este diseño estandarizado y optimizado tenía varios sistemas de seguridad nuevos que se habían incorporado en cinco estaciones de energía atómica más de unidades gemelas con una capacidad de unidades gemelas de 220 MWe ubicadas en Kakrapar, Kaiga y Rawatbhata.
Para realizar economías de escala, se desarrolló posteriormente el diseño de PHWR de 540 MWe y se construyeron dos de estas unidades en Tarapur. Se llevaron a cabo otras optimizaciones cuando se llevó a cabo la actualización a 700 MWe de capacidad, siendo KAPP-3 la primera unidad de este tipo.
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¿La unidad de 700MWe marca una mejora en términos de características de seguridad?
La tecnología PHWR tiene varias características de seguridad inherentes. La mayor ventaja del diseño PHWR es el uso de tubos de presión de paredes delgadas en lugar de los grandes recipientes a presión que se utilizan en los reactores de recipientes a presión. Esto da como resultado la distribución de los límites de presión a un gran número de tubos de presión de pequeño diámetro, lo que reduce la gravedad de las consecuencias de una ruptura accidental del límite de presión.
Además, el diseño PHWR de 700 MWe ha mejorado la seguridad a través de un 'Sistema de eliminación de calor de desintegración pasiva', que puede eliminar el calor de desintegración (liberado como resultado de la desintegración radiactiva) del núcleo del reactor sin requerir ninguna acción por parte del operador. Esto está en la línea de una tecnología similar adoptada para las plantas de Generación III + para negar la posibilidad de un accidente tipo Fukushima que ocurrió en Japón en 2011.
La unidad PHWR de 700 MWe, como la desplegada en KAPP, está equipada con una contención revestida de acero para reducir las fugas y un sistema de rociado de contención para reducir la presión de contención en caso de un accidente por pérdida de refrigerante.
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