Explicado: Qual é o significado de Kakrapar-3?
KAPP-3, que atingiu a criticidade na manhã de quarta-feira, é a primeira unidade de 700 MWe da Índia e a maior variante desenvolvida de forma autóctone do Reator de Água Pesada Pressurizada.
KAPP-3 é a primeira unidade de 700 MWe (megawatt elétrico) do país e a maior variante desenvolvida de forma autóctone do reator pressurizado de água pesada (PHWR). (Foto do arquivo) A terceira unidade do Kakrapar Atomic Power Project (KAPP-3) em Gujarat alcançou sua 'primeira criticidade' - um termo que significa o início de uma reação de fissão nuclear controlada, mas sustentada - às 9h36 de quarta-feira. O PM Narendra Modi parabenizou os cientistas nucleares da Índia por essa conquista, descrevendo o desenvolvimento do reator nativo como um exemplo brilhante de Make in India e um pioneiro para muitas dessas conquistas futuras.
Por que essa conquista é significativa?
Este é um evento marcante no programa nuclear civil doméstico da Índia, visto que KAPP-3 é a primeira unidade de 700 MWe (megawatt elétrico) do país e a maior variante desenvolvida localmente do Reator de Água Pesada Pressurizada (PHWR).
Os PHWRs, que usam urânio natural como combustível e água pesada como moderador, são o esteio da frota de reatores nucleares da Índia. Até agora, o maior tamanho de reator de projeto nativo era o 540 MWe PHWR, dois dos quais foram implantados em Tarapur, Maharashtra.
A operacionalização do primeiro reator 700MWe da Índia marca um aumento significativo em tecnologia, tanto em termos de otimização de seu design PHWR - a nova unidade 700MWe aborda a questão das margens térmicas excedentes - e uma melhoria nas economias de escala, sem mudanças significativas ao projeto do reator de 540 MWe. ('Margem térmica' refere-se à extensão em que a temperatura operacional do reator está abaixo de sua temperatura operacional máxima.)
Quatro unidades do reator 700MWe estão sendo construídas atualmente em Kakrapar (KAPP-3 e 4) e Rawatbhata (RAPS-7 e 8). Os reatores 700MWe serão a espinha dorsal de uma nova frota de 12 reatores, aos quais o governo concedeu aprovação administrativa e sanção financeira em 2017, e que serão montados na modalidade frota.
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Fonte: NPCIL Enquanto a Índia trabalha para aumentar sua capacidade de energia nuclear existente de 6.780 MWe para 22.480 MWe até 2031, a capacidade de 700MWe constituiria o maior componente do plano de expansão. Atualmente, a capacidade de energia nuclear constitui menos de 2% da capacidade total instalada de 3,68.690 MW (final de janeiro de 2020).
Fonte: NPCIL Enquanto o setor nuclear civil se prepara para a próxima fronteira - construindo um Reator de Água Pressurizada (PWR) de 900 MWe de design nativo - a experiência de executar o projeto do reator 700MWe maior será útil, especialmente no que diz respeito à capacidade aprimorada de fazer grandes vasos de pressão. Isso ocorre ao lado de usinas de enriquecimento de isótopos que estão sendo desenvolvidas para fornecer parte do combustível de urânio enriquecido necessário para alimentar esses reatores de nova geração na próxima década ou mais, disseram funcionários do Departamento de Energia Atômica.
Quando o trabalho começou neste projeto de 700 MWe?
A primeira concretagem ocorreu em novembro de 2010, e a previsão inicial era que a unidade fosse comissionada em 2015.
A estatal Nuclear Power Corporation of India Ltd (NPCIL) concedeu o contrato de construção do reator para ambos KAPP-3 e 4 à Larsen & Toubro por um valor de contrato original de Rs 844 crore. O custo original de duas unidades de 700 MWe foi fixado em Rs 11.500 crore, e a tarifa por unidade foi originalmente calculada em Rs 2,80 por unidade (kWh) a preços de 2010 (um custo de cerca de Rs 8 crore por MWe). Espera-se que esse cálculo de custos tenha sofrido alguma escalada.
O investimento de capital para esses projetos está sendo financiado com uma relação dívida / patrimônio de 70:30, com a parte do patrimônio sendo financiada com recursos internos e por meio de apoio orçamentário.
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O que significa alcançar a criticidade?
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Os reatores são o coração de uma usina atômica, onde ocorre uma reação de fissão nuclear controlada que produz calor, que é usado para gerar vapor que então gira uma turbina para criar eletricidade. A fissão é um processo no qual o núcleo de um átomo se divide em dois ou mais núcleos menores e, geralmente, algumas partículas de subproduto. Quando o núcleo se divide, a energia cinética dos fragmentos de fissão é transferida para outros átomos no combustível como energia térmica, que é eventualmente usada para produzir vapor para mover as turbinas. Para cada evento de fissão, se pelo menos um dos nêutrons emitidos causar em média outra fissão, ocorrerá uma reação em cadeia autossustentável. Um reator nuclear atinge a criticidade quando cada evento de fissão libera um número suficiente de nêutrons para sustentar uma série contínua de reações.
Parabéns aos nossos cientistas nucleares por atingirem a criticidade da Kakrapar Atomic Power Plant-3! Este reator KAPP-3 de 700 MWe projetado localmente é um exemplo brilhante de Make na Índia. E um pioneiro para muitas dessas conquistas futuras!
- Narendra Modi (@narendramodi) 22 de julho de 2020
Quais são os marcos na evolução da tecnologia PHWR da Índia?
A tecnologia PHWR começou na Índia no final dos anos 1960 com a construção do primeiro reator de 220 MWe, Rajasthan Atomic Power Station, RAPS-1 com um projeto semelhante ao do reator Douglas Point no Canadá, sob o co-nuclear Indo-canadense Operação. O Canadá forneceu todo o equipamento principal para esta primeira unidade, enquanto a Índia manteve a responsabilidade pela construção, instalação e comissionamento.
Para a segunda unidade (RAPS-2), o conteúdo de importação foi reduzido consideravelmente e a indigenização foi realizada para equipamentos principais. Após a retirada do apoio canadense em 1974 após Pokhran-1, os engenheiros nucleares indianos concluíram a construção, e a planta foi colocada em operação com a maioria dos componentes sendo feitos na Índia.
A partir da terceira unidade PHWR (Madras Atomic Power Station, MAPS-1) em diante, iniciou-se a evolução e a indigenização do projeto. As duas primeiras unidades de PHWR usando projeto de 220 MWe padronizado desenvolvido localmente foram instaladas na Estação de Energia Atômica de Narora.
Esse projeto padronizado e otimizado tinha vários novos sistemas de segurança que foram incorporados em mais cinco usinas atômicas de unidades gêmeas com capacidade para unidades gêmeas de 220 MWe localizadas em Kakrapar, Kaiga e Rawatbhata.
Para realizar economias de escala, o projeto de 540 MWe PHWR foi posteriormente desenvolvido e duas dessas unidades foram construídas em Tarapur. Outras otimizações foram realizadas quando a atualização para 700 MWe de capacidade foi realizada, sendo KAPP-3 a primeira unidade deste tipo.
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A unidade 700MWe marca uma atualização em termos de recursos de segurança?
A tecnologia PHWR possui vários recursos de segurança inerentes. A maior vantagem do projeto do PHWR é o uso de tubos de pressão de paredes finas em vez dos grandes vasos de pressão usados em reatores do tipo vaso de pressão. Isso resulta na distribuição dos limites de pressão para um grande número de tubos de pressão de pequeno diâmetro, reduzindo assim a gravidade da consequência de uma ruptura acidental do limite de pressão.
Além disso, o projeto do PHWR 700 MWe aumentou a segurança por meio de um 'Sistema de remoção de calor de decaimento passivo' dedicado, que pode remover o calor de decaimento (liberado como resultado da decadência radioativa) do núcleo do reator sem exigir nenhuma ação do operador. Isso está na linha de tecnologia semelhante adotada para usinas de Geração III + para negar a possibilidade de um acidente do tipo Fukushima que aconteceu no Japão em 2011.
A unidade 700 MWe PHWR, como a implantada no KAPP, está equipada com uma contenção forrada de aço para reduzir eventuais vazamentos e um sistema de spray de contenção para reduzir a pressão de contenção em caso de acidente com perda de refrigerante.
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