Pogled na jedrsko elektrarno Tarapur z dvema težkovodnima reaktorjema pod pritiskom, ki vsak proizvedeta 540 MW, viden, Maharashtra, 26. februar 2014

Intervju z B.C. Pathak o indijskih jedrskih načrtih in strategiji
17. decembra 2023 je največji indijski 700-MWe tlačni težkovodni reaktor (PHWR) – četrta enota v Kakraparju v Gujaratu – dosegel kritičnost. Šest mesecev prej je druga 700-MWe enota v istem objektu začela proizvajati komercialno električno energijo. Leta 2024 naj bi v Rawatbhati v Radžastanu predali še eno enoto z enako zmogljivostjo. Za vsemi temi reaktorji stoji Nuclear Power Corporation of India Limited (NPCIL). Njegov predsednik in generalni direktor B.C. Pathak je za The Hindu NPCIL povedal, da zato načrtuje "vsako leto zagnati jedrski reaktor".
G. Pathak je ugledni znanstvenik Oddelka za atomsko energijo in ima več kot 30 let izkušenj pri izvajanju projektov jedrske energije NPCIL, vključno z 220-MWe, 540-MWe, 700-MWe in 1,000-MWe reaktorji PHWR in reaktorji pod tlakom tehnologije vodnega reaktorja (PWR). Svojo trenutno odgovornost v NPCIL je prevzel februarja 2022. 13. decembra 2023 je za The Hindu govoril o indijskih načrtih in strategiji jedrske energije. Sledijo odlomki iz intervjuja.
Na konferenci z naslovom »Jedrska energija za prehod na čisto energijo« (decembra), ki jo je organiziralo Indijsko jedrsko društvo v sodelovanju z NPCIL, ste razlikovali med proizvodnjo električne energije in energijo. Rekli ste, da velik del energije trenutno prihaja iz fosilnih goriv. Lahko to razširiš?
Na svetovni ravni je energetska sestava v povprečju sestavljena iz približno 20 % električne energije in 80 % energije iz premoga, bencina, dizla, plina, lignita in drugih komponent. Prizadevajo si za razogljičenje elektroenergetskega sektorja s postavitvijo sončnih elektrarn, vetrne energije, obnovljivih virov energije in jedrskih elektrarn. 80 % energetskega sektorja sestavlja gorivo, ki se neposredno uporablja kot molekule ali redukcijsko sredstvo. Tudi ta sektor je treba razogljičiti.
Po vsem svetu si prizadevajo, da bi to gorivo nadomestili z gorivom, ki ne izpušča ogljikovega dioksida. Zato je poudarek na proizvodnji zelenega vodika. Zeleni vodik bo do neke mere pomagal [pri dekarbonizaciji].
V prihodnosti bo lahko jedrska energija igrala pomembno vlogo pri proizvodnji vodika, saj je jedrska energija čista energija. Vodik, proizveden iz čistih virov energije, se na splošno imenuje zeleni vodik. Zato ima jedrska energija dvojno vlogo – v smislu proizvodnje električne energije in kot obetaven potencialni čisti vir energije.
Toda na tem je treba opraviti veliko dela po vsem svetu. Nekaj ​​časa bo trajalo. To sem poskušal pojasniti z razlikovanjem med elektriko in energijo. Elektrika je pravzaprav samo podmnožica energije.
Na podnebnih pogovorih COP28, ki so potekali v Dubaju, so se številne države strinjale, da bodo do leta 2050 potrojile proizvodnjo jedrske energije, da bi dosegle ničelne neto emisije. Se je Indija strinjala, da bo do leta 2050 potrojila svojo nameščeno zmogljivost jedrske energije?
Indija že ima načrt za postopno povečanje svoje sedanje nameščene jedrske zmogljivosti s 7,480 MW na 22,480 MW do leta 2031–2032.
Enota Kakrapar-700 s 3 MWe v Gudžaratu je največja domača PHWR, ki jo je zgradil NPCIL. Zakaj je trajalo več kot 18 mesecev, da so ga priključili na omrežje, potem ko je dosegel kritičnost? Več mesecev je proizvajal šibko moč, ne komercialne moči.
Julija 2020 smo reaktor naredili kritičnega in ga januarja 2021 priključili na omrežje v razmaku šestih mesecev. Po tem je bilo treba opraviti nekaj poskusov zagona. Morali smo poskrbeti za izzive zagona in te težave smo zdaj obravnavali. V skladu s tem je bil razglašen za komercialnega [30. junija 2023] in je začel proizvajati svojo komercialno moč 700 MWe [30. avgusta 2023].
Ker je to prvi reaktor [za povečan obseg] od reaktorjev s 540 MWe v Tarapurju, se bodo zagotovo pojavili izzivi pri zagonu in te težave smo obravnavali. Ta zasnova ima veliko naprednih varnostnih funkcij, primerljivih z najboljšimi na svetu. Zagon je nekakšna validacija konstrukcijskih parametrov in se zaključi po fazah po pridobitvi postopnih soglasij regulatornega organa, tj. Regulatornega odbora za atomsko energijo.
Katere so nove varnostne funkcije v reaktorjih 700 MWe? Ali imajo lovilec jedra goriva?
Ti reaktorji so med najboljšimi reaktorji te kategorije 700 MWe. V njih so vključene številne varnostne funkcije. V bistvu bi moral biti reaktor sposoben nadzorovati reaktivnost. Moral bi biti zmožen hlajenja [gorivnega] jedra. Moral bi biti sposoben vsebovati [izdaje], če obstajajo.
V zvezi s tem smo vključili veliko dodatnih varnostnih elementov, kot je obloga znotraj zadrževalnega hrama, pasivni sistem za odvajanje toplote zaradi razpadanja, prezračevalni sistem s filtriranim zadrževanjem, pasivni avtokatalitični rekombinatorji itd.
Kot jeklena obloga v reaktorjih Kudankulam?
Od tal do stene … kot v Kudankulamu. Namesto posameznih kablov smo uvedli elektroprebojne sklope. Ti električni kabli imajo modularne komponente, ki so izdelane na koncu proizvajalca, pripeljane in sestavljene tukaj. To bo izboljšalo tesnost zadrževalnika.
Uvedli smo pasivni sistem za odvod toplote. V primeru izpada postaje, če ni na voljo napajanja, bo zagotovil hlajenje [gorivnega] jedra. Uvedli smo enote pasivnega katalitskega rekombinatorja vodika.
Ena od pomembnih sprememb, ki smo jih naredili pri 700-MWe PHWR, je prepletanje napajalnika. Narejen je verjetno prvič na svetu. Zagotavlja, da je v reaktorju vedno voda tudi v primeru nenormalnega stanja. Ta edinstvena funkcija je na voljo v naših reaktorjih.
Naši 700-MWe reaktorji imajo vse razpoložljive funkcije na podlagi izkušenj z obratovanjem v naši državi in ​​drugod ter izkušenj, pridobljenih iz dogodkov, ki so se zgodili v drugih delih sveta. Lahko rečem, da so 700-MWe PHWR reaktorji med najvarnejšimi reaktorji na svetu.
Omenili ste, da bo NPCIL od zdaj naprej gradil samo 700-MWe PHWR in v flotnem načinu. Kakšni so razlogi za to odločitev?
Tega nisem ravno rekel. Potrebe po električni energiji v naši državi so ogromne. Naš domači največji reaktor ima 700 MWe. Za večje povečanje zmogljivosti bomo nadaljevali s 700-MWe PHWR. Če pa bo potrebno, se lahko odločimo za 220-MWe PHWR, ki so prav tako dokazani.
Tako lahko včasih, ne zdaj, industrije zahtevajo manjše reaktorje. Pripravljeni smo na to. Toda z reaktorji s 700 MWe bomo dosegli ekonomijo obsega.
Doslej smo gradili po dva ali štiri reaktorje hkrati. Zdaj pa se trenutno gradi devet reaktorjev. Deset reaktorjev je v različnih predprojektnih aktivnostih. V različnih fazah izvedbe je torej 19 reaktorjev.
Se zdaj gradi 19 reaktorjev?
Da, kot sem že omenil, 19 reaktorjev je v različnih fazah izvedbe. NPCIL je sposoben prevzeti [za gradnjo] toliko reaktorjev. Da bi povečali naše zmogljivosti za proizvodnjo električne energije, je bolje uporabiti floto reaktorjev hkrati. Vendar smo odprti za 220-MWe in 700-MWe reaktorje. Končna potreba je čim prej povečati jedrski delež v državi.
Ali bodo ti 220-MWe reaktorji majhni modularni reaktorji (SMR)? Trend je, da gre za SMR, vendar do zdaj ni bilo narejeno nič.
Majhen reaktor z močjo 220 MWe sam po sebi ni majhen modularni reaktor. Ampak ja, lahko se odločimo za SMR na podlagi naših izkušenj pri načrtovanju energetskih reaktorjev. Danes imamo preizkušeno tehnologijo 220 MWe in jih je mogoče uvesti čim prej. Proizvodni sektor je za to zrel. Če pride zahteva za 220 MWe, se lahko vgradi.
Trenutno se gradi veliko število 700-MWe enot. Odprti pa smo tudi za 220-MWe enote.
Kdaj bo atomska elektrarna Radžastan-7 (RAPS-7) s 700 MWe postala kritična?
Zagon RAPS-7 pričakujem v naslednjem letu.
Kakšna je razpoložljivost naravnega urana v državi? Kolikor vem, ni bil odprt noben nov rudnik. Če v državi ni na voljo dovolj naravnega urana, ali boste domače 700-MWe reaktorje postavili pod zaščitne ukrepe Mednarodne agencije za atomsko energijo (IAEA), da bodo lahko dobivali uran iz tujine?
Ne predvidevamo težav pri dobavi goriva za naše jedrske reaktorje.
Kakšna je težava z reaktorjem jedrske elektrarne Madras -1 (MAPS-1) v Kalpakkamu? Dolgo je bil zaprt.
MAPS-1 je zelo star reaktor. MAPS-1 in -2 sta dolgo delovala zadovoljivo. MAPS-2 je deloval s skoraj 230 MWe. [Njegova zmogljivost je 220 MWe]. Ker gre za stare enote, obstajajo težave, povezane s starostjo. Nagovarjamo jih. Treba je narediti malo nadgradnje. Pričakujem, da bo MAPS-1 na voljo v tem poslovnem letu.
Reaktorja TAPS-1 in -2 v Tarapurju sta starejša reaktorja in delujeta že več kot 50 let…
Da, TAPS-1 in -2 sta najstarejša delujoča jedrska reaktorja na svetu. Trenutno sta oba zaprta in potekata dela za podaljšanje življenjske dobe in nadgradnjo. Prva enota bo prišla na vrsto prihodnje leto.
Kakšen je najnovejši napredek na Kudankulamu-3,4, 5, 6 in XNUMX? Svežnji goriva obogatenega urana so pred kratkim dosegli Kudankulam iz Rusije.
Gradbena dela v teh reaktorjih dobro napredujejo. Tam je zaposlena velika [delovna sila], recimo 10,000 ljudi. Pričakujemo, da bodo ti reaktorji postopoma začeli delovati. Za te projekte dobivamo dobave iz Ruske federacije.
Kar zadeva gorivo, obratujemo bloka 1 in 2 na 11-mesečnem gorivnem ciklusu. Z novim gorivom, dodanim zdaj v enoti Kudankulam 1, deluje v 18-mesečnem gorivnem ciklu. To pomeni, da ko bomo naložili novo vrsto goriva, bo reaktor deloval neprekinjeno 18 mesecev.
Gorivo dobivamo redno. Oba reaktorja delujeta z dobrimi faktorji zmogljivosti. Te enote proizvajajo veliko število milijonov enot čiste električne energije za državo.
PWR, ki smo jih razvili in ki kot gorivo uporabljajo obogateni uran, poganjajo naši dve podmornici na jedrski pogon. Bomo gradili komercialne PWR? V Chitradurgi v Karnataki se pripravlja velik obrat za bogatenje urana.
Kar zadeva NPCIL, smo v glavnem pooblaščeni za delo na PHWR. Toda NPCIL ima zdaj izkušnje z gradnjo, zagonom, delovanjem in vzdrževanjem reaktorjev tipa VVER-1000 [v Kudankulamu], kar bo koristno za delo na tehnologiji PWR.
Zakaj toliko zamude pri izvedbi jedrskih projektov v Jaitapurju v Maharaštri in Kovvadi v Andhra Pradeshu, kjer naj bi Francozi in Američani gradili reaktorja? Ali vztrajajo, da ne bodo plačali škode, če pride do nesreč?
V teku so razprave z EDF [Francija] in Westinghouse [ZDA] o tehničnih vprašanjih za Jaitapur in Kovvada.
Vlada Zahodne Bengalije je dejala, da ne bo dovolila projekta jedrske energije v Haripurju. Ste našli alternativno mesto za Haripur?
Izbira lokacije za postavitev jedrske elektrarne je stalna aktivnost. V skladu s tem so potencialna mesta identificirana in ovrednotena glede na njihovo primernost v skladu z regulativnimi kodeksi in navodili.
Homi Bhabha je predvidel tristopenjski program jedrske energije za Indijo: PHWR v prvi fazi, reaktorji, ki uporabljajo plutonij v drugi, in reaktorji, ki uporabljajo torij kot gorivo, v tretji. Zakaj toliko letna zamuda pri gradnji 300-MWe naprednega težkovodnega reaktorja, ki bo kot gorivo uporabljal torij in uran-233?
Jedrska energija je razvijajoča se tehnologija. Veliko sprememb se dogaja. Po mojih izkušnjah je pri jedrski elektrarni treba iti počasi in vztrajno. Tehnologijo smo dozoreli v prvi fazi našega tristopenjskega programa jedrske energije. Gremo v drugo fazo. Ko bomo dozoreli to tehnologijo, bomo vstopili v tretjo fazo. To bi moral biti postopen proces...
Mislim, da ni zamude. Smo na pravi poti. Naš tristopenjski program je najboljši na svetu. Je samozadostna. Za prvo stopnjo je vse na voljo za indijske PHWR.
Ko gremo na tretjo stopnjo, nam ne bo več treba pridobivati ​​niti goriva [od zunaj]. Vse bo na voljo v Indiji. Ideja je, da bi morali biti samozadostni pri energetski varnosti. To je postopen in zaporedni proces.