Атомная электростанция Карачи (или KANUPP ) — крупная коммерческая атомная электростанция, расположенная в Парадайз-Пойнт в Карачи , Синд , Пакистан . [5]
Официально известный как Карачинский ядерный энергетический комплекс [5] , объект по производству электроэнергии состоит из трех коммерческих атомных электростанций. [6] K-1 начал свою критическую эксплуатацию в 1971 году, тогда как K-2 начал свою работу в 2021 году с общей мощностью 1100 МВт . [7] K-3, имеющий аналогичную K-2 конструкцию, должен быть официально введен в эксплуатацию и начал свою критическую эксплуатацию 21 февраля 2022 года. [7]
Первая атомная электростанция, которая позже стала известна как K-1, была введена в эксплуатацию при поддержке Канады, тогда как K-2 и K-3 были поддержаны финансированием и инвестициями, предоставленными Китаем и Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ). [8] После длительных и сложных переговоров с Канадой , АЭС Карачи была построена канадскими фирмами в 1965 году и вышла на критический уровень в августе 1971 года с меньшим реактором типа CANDU — он обеспечивал энергией и вырабатывал электричество для всего города Карачи. [8] Объект защищен и находится под наблюдением МАГАТЭ , которое также предоставило финансирование для расширения объекта. [8]
Атомная электростанция имеет честь быть первой коммерческой атомной электростанцией в мусульманском мире . [9]
В 1960 году Абдус Салам , тогдашний научный советник администрации Аюба , выступил с решительной поддержкой промышленного использования ядерной энергии в своей стране на Генеральной Ассамблее ООН , проложив путь к созданию атомной электростанции. : 32 [10] Несмотря на сильное противодействие со стороны должностных лиц администрации Аюба, именно личные усилия Абдуса Салама позволили президенту Аюбу Хану одобрить финансирование и финансирование атомной электростанции . : 32–33 [10] В 1963 году правительство Пакистана поручило Геологической службе Пакистана (GSP) провести изыскания для атомной электростанции, которая выбрала Парадайз-Пойнт и Хокс-Бей в качестве идеальных мест — GSP выбрала Парадайз-Пойнт в качестве места. : 79 [11] Состоялись переговоры и беседы с Канадой по поводу поставки атомной электростанции в Карачи, и в 1965 году был подписан контракт с General Electric Canada в качестве проектировщика и нанятой Montreal Engineering Company в качестве своей строительной фирмы. : 141–142 [5]
Атомная электростанция была совместно спроектирована инженерами Пакистанской комиссии по атомной энергии и канадской General Electric, чтобы обеспечить отличие и отличие от индийских ядерных исследовательских реакторов, таких как реакторы CIRUS и Dhruva , которые используют ту же технологию CANDU . [12] Фактор принятия решения, который был принят во внимание при продаже Канадой технологии CANDU Пакистану, рассматривался как поддержание баланса сил между Индией и Пакистаном. : 80 [13] В 1966 году гражданское проектирование и строительство началось компанией Montreal Engineering Co., которая завершила свое строительство в 1971 году. : 143 [5] Атомная электростанция достигла критичности 1 августа 1971 года и начала вырабатывать полную мощность 2 октября 1972 года. : 141 [5]
28 ноября 1972 года президент Зульфикар Али Бхутто открыл атомную электростанцию в Карачи, когда она была подключена к системе электросетей K-Electric , принадлежащей инвестору энергетической компании, базирующейся в Карачи. [14]
Первоначально Канада через своего подрядчика GE Canada поставляла замедлитель на основе оксида дейтерия и природный уран, но она хотела отказаться от поддержки работы атомной электростанции после 1974 года, когда Индия взорвала ядерную бомбу , расщепляющийся материал которой был произведен в реакторе CIRUS, изначально поставленном Канадой. : 27 [15] [16] В 1975 году GE Canada начала взимать с Пакистана 27 долларов за фунт за оксид дейтерия , что было слишком дорого для налогоплательщиков страны. [12]
После отказа Пакистана стать участником Договора о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО) GE Canada прекратила продажу импортных запасных частей, природного урана, тяжелой воды и техническую поддержку для атомной электростанции, что вызвало опасения, что в 1976 году в Карачи будет объявлено об отключении электроэнергии . : 141 [5] После того, как канадские специалисты покинули страну, город подвергся воздействию открытых радиоактивных материалов, в то время как предполагалось, что атомная электростанция будет закрыта через шесть месяцев. [12] Несмотря на скептицизм Канады, Пакистанская комиссия по атомной энергии смогла работать над производством оксида дейтерия по более низкой цене и открыла механический цех для производства своего оборудования и инструментов вблизи атомной электростанции при содействии Университета Карачи . [12]
Исключение Канады из проекта оказалось скрытым благословением, поскольку это позволило Пакистанской комиссии по атомной энергии создать собственные механические цеха, сварочные цеха и учебные центры с помощью Университета Карачи, который оказался ключевым для подготовки в стране квалифицированных машинистов и сварщиков, а также технологий ядерного топливного цикла. : 149 [5] С 1979 года оксид дейтерия и тяжелая вода производятся на местном и местном уровне Пакистанской комиссией по атомной энергии на заводе по производству тяжелой воды в Мултане , что сделало это возможным и обеспечило бесперебойную работу электростанции. [16]
Многие запасные части и компоненты машин были разработаны на месте, что позволило атомной электростанции безопасно работать в энергосистеме. Полученный ценный опыт был передан китайским чиновникам при разработке протоколов безопасности реактора и в конечном итоге помог запустить атомную электростанцию Чашма в 1993 году . [12]
После интенсивных переговоров и при содействии МАГАТЭ в мае 1990 года канадская политика в отношении АЭС в Карачи была пересмотрена, что позволило ей оказывать помощь в обеспечении безопасной эксплуатации KANUPP (SOK) через МАГАТЭ и только для предлагаемых МАГАТЭ корректирующих мер. [12]
В 2015 и 2016 годах Китай проявил большой интерес к расширению энергетической мощности АЭС Карачи и подписал соглашение о поставке двух АЭС Хуалун-1 с началом коммерческой эксплуатации, запланированным на 2021 и 2022 годы соответственно. [8] [17] Реакторные блоки будут иметь проектный срок службы 60 лет и составлять примерно 10% от общей генерирующей мощности страны. [8] По состоянию на 31 декабря 2017 года АЭС Карачи выработала 14,2 млрд кВт·ч электроэнергии и работала на тысячах топливных пучков пакистанского производства без каких-либо сбоев. [18]
Первый реакторный блок на АЭС в Карачи представлял собой одиночный тяжеловодный реактор под давлением типа CANDU (PHWR) с общей валовой мощностью генерации энергии 137 мегаватт (МВт). : 141 [5] Первоначально он был известен как «KANUPP» — позднее, в 2010-х годах, классифицированный как K1 — в нем использовался охлаждаемый водой замедлитель на основе оксида дейтерия (D2O или тяжелая вода ), а в качестве топлива использовался природный уран. : 141 [ 5] Завод по производству тяжелой воды в Мултане обеспечивал необходимую тяжелую воду для АЭС в Карачи с 1978 года : 141 [5]
KANUPP был отмечен как один из старейших реакторов, использовавших систему PHWR типа CANDU для выработки энергии с 1971 по 2021 год. : 141 [5]
Реактор состоял из трубчатого каландра из аустенитной нержавеющей стали, который содержал замедлитель тяжелой воды и 208 сборок трубок для охладителя. Система замедлителя состояла из каландра, охладителей, насосов и системы очистки в контуре тяжелой воды, а также регулирующих клапанов, клапанов сброса давления и гелиевых нагнетателей в контуре гелия . [19] Топливом служил природный уран в виде спеченных таблеток диоксида урана, заключенных в тонкие трубки из циркониевого сплава для формирования твердых топливных элементов длиной около 19,1 дюйма (48,53 см) и диаметром 0,6 дюйма (1,4 см). [19]
В 2010 году к АЭС Карачи был подключен источник процесса многоэффектной дистилляции (MED), который может производить 1600 м3 / день питьевой воды. : 27 [20] Кроме того, к АЭС также подключена установка обратного осмоса , которая производит 454 м3 /день воды для использования в реакторе. : 27 [20]
В период с 1970 по 1990 годы KANUPP выработала около ~7,9 млрд единиц электроэнергии со средним коэффициентом готовности за весь срок службы 55,9%. : 143 [5] Канадские специалисты спроектировали срок службы станции примерно на 30 лет, и она завершила свой срок службы в 2002 году. [21] Управление по ядерному регулированию (NRA), регулирующее учреждение атомной электростанции, продлило срок ее эксплуатации до 2012 года (позже до 2021 года) и сохранило коэффициент мощности 55,7% при общей выработке энергии 137 МВт. [22]
1 августа 2021 года канадский блок К1 был остановлен из критических операций и был поэтапно выведен из эксплуатации, когда он выводился из национальной энергосистемы, что ознаменовало конец его 50-летней длительной эксплуатации на благо страны. [4] [23] [24]
С 1973 по 1979 год коэффициент использования К1 составлял 70,1% : 145 [5] , а с 2006 по 2021 год он составлял 55,7%. [25]
В 2015 году китайские энергетические подрядчики заинтересовались АЭС в Карачи — в конечном итоге администрация Пакистана и правительство Китая подписали энергетическое соглашение о строительстве двух реакторных блоков Hualong One стоимостью в миллиард долларов США , каждый из которых будет вырабатывать 1100 МВт. [23] [26] [27]
K-2 — это реактор с водой под давлением (PWR), поставляемый Китайской национальной ядерной корпорацией , и совместно спроектированный инженерами Пакистанской комиссии по атомной энергии. [12] 26 ноября 2013 года премьер-министр Наваз Шариф торжественно заложил фундамент энергетического проекта на АЭС в Карачи для строительства двух реакторных блоков, один из которых состоит из Hualong One , а другой — ACPR-1000 — оба являются реакторами с водой под давлением. [28] [29] Строительство KANUPP-2 начинается 20 августа 2015 года, а строительство KANUPP-3 началось 31 мая 2016 года. [30] Оба блока близки к завершению и, как ожидается, выйдут на полную энергетическую мощность в 2021 и 2022 годах соответственно. [17]
По словам доктора Ансара Перваиза , тогдашнего председателя Комиссии по атомной энергии Пакистана , китайские банки предоставили 6,5 млрд долларов США на этот проект в качестве кредитов, а холодные испытания реакторной системы на KANUPP-2 начались 9 декабря 2019 года. [28] [31] [32 ] [33] [34] [35] KANUPP-2 был синхронизирован с электросетью 18 марта 2021 года. [36] В настоящее время China Zhongyuan Engineering Corporation (CZEC) выступает в качестве консультанта по гражданскому строительству для обоих реакторов. [37]
2 декабря 2020 года началась загрузка ядерного топлива с разрешения Агентства по ядерному регулированию . [38] Операция по достижению критичности была успешно начата 3 марта 2020 года. [39] 20 марта 2021 года реактор K2 был синхронизирован с национальной системой электросетей, а PAEC назвала эту операцию «подарком стране ко Дню Пакистана». [38] [40]
28 мая 2021 года атомная электростанция была введена в эксплуатацию в составе национальной энергетической системы и была открыта премьер-министром Имраном Ханом. [41]
K3 — первый запланированный ядерный реактор ACP-1000, поставляемый Китайской национальной ядерной корпорацией , строительство которого началось 31 мая 2016 года, параллельно сооружаясь с KANUPP-2 [42] , а первый паровой двигатель был установлен 28 августа 2018 года. [43]
1 января 2022 года началась загрузка топлива; [44] а 4 марта 2022 года ядерный энергетический реактор был подключен к национальной энергосистеме. [3]
Чиновники PAEC заявили, что хотят добавить еще два реактора в Карачи, возможно, блоки APR-1400, каждый с 1400 МВт генерирующей мощности. [45] В 2023 году Комиссия по атомной энергии Пакистана представила Министерству энергетики новый проект по созданию атомной электростанции K4 мощностью 1400 МВт на ядерном энергетическом комплексе Карачи. [46]
Национальная инженерная служба (NES) предоставляет консультации по управлению энергопотреблением атомной электростанции и управляет операциями по передаче электроэнергии путем замены стареющих трансформаторов, трехфазных линий электропередач , автоматических выключателей и защитных реле двухцепной линии электропередачи 132 кВ, которая связывает атомную электростанцию с K-Electric . [47] NES часто тесно сотрудничает с Институтом энергетики Университета Карачи для разработки схемы дискриминационной защиты и ее интеграции в систему электросетей атомных электростанций. [47] В 2010 году NES и Институт энергетики занялись заменой электромеханических реле мощности на автоматические выключатели SF6 и современные цифровые устройства защиты линии . [47]
Атомная электростанция Карачи была спроектирована для производства валовой энергии в 137 МВт с соответствующим чистым выходом в 125 МВт. [47] С 1972 по 1979 год атомная электростанция работала с относительно высокими коэффициентами готовности установленной мощности до 70% - она обеспечивала электроэнергией и энергией весь город Карачи. : 143 [5] В период с 1972 по 1992 год атомная электростанция выработала около 7,9 млрд единиц электроэнергии со средним коэффициентом готовности установленной мощности за весь срок службы 55,9%. : 141 [5] В 1994 году атомная электростанция работала исключительно с коэффициентом готовности установленной мощности 85,81% - самым высоким показателем с момента ее создания. : 141 [5] В 2002-04 годах атомная электростанция была закрыта из-за проблем с техническим обслуживанием и в настоящее время поддерживается на уровне коэффициента готовности установленной мощности 55,55%, номинально вырабатывая 90 МВт электроэнергии. [48]
Ожидается, что после завершения строительства еще двух блоков АЭС будет вырабатывать более 2000 МВт электроэнергии при загрузке 80–90%. [8] [28]
Атомная электростанция Карачи принадлежит Пакистанской комиссии по атомной энергии , которая управляет операциями в соответствии с правилами, установленными Управлением по ядерному регулированию (NRA), которое отвечает за лицензирование, инспекцию и обеспечение процедур безопасности, применяемых при эксплуатации электростанции. [49]
Подрядчик — Национальная инженерная служба (NES) Пакистана — управляет атомной электростанцией на месте от имени Агентства по ядерному регулированию и контролирует общее распределение электроэнергии атомной электростанции, включая использование трансформаторов и сетевых соединений по всему городу. [47] K -Electric поддерживает операции NES по управлению станцией и передает энергию, вырабатываемую атомной электростанцией, на ее контуры. [48] С другой стороны, Комиссия по атомной энергии Пакистана несет ответственность за управление всеми операциями атомной электростанции, включая компьютеризированное оборудование, стимуляторы установок и производство топливных пучков, производство топливного цикла, изготовление инструментов и использование компьютеров. [50]
Подрядчики по строительству энергетических объектов
Атомная электростанция Карачи получила широкую огласку и известность в СМИ, когда ее открыл президент Зульфикар Али Бхутто 2 ноября 1972 года в сопровождении ведущих ученых страны и высокопоставленных гражданских чиновников. [14] С 2000 года атомная электростанция Карачи стала предметом политических дебатов и споров между активистами, выступающими против ядерной энергетики и сторонниками ядерной энергетики, из-за ее неоднократного отключения для выработки энергии для снабжения города. [22] В 2000 году Зия Миан , физик из SDPI в Исламабаде, сравнил производительность и эффективность атомной электростанции как «шести реакторов с худшими показателями в мире». : 5–6 [51]
После ядерной аварии на АЭС «Фукусима-1» в Японии в 2011 году Управление по ядерному регулированию (NRA) Пакистана провело проверку безопасности атомной электростанции. [22] Доктор Первез Худбхой , посетивший атомную электростанцию в рамках инспекции, негативно оценил работу станции и весьма критически отозвался о мониторинге станции со стороны МАГАТЭ. [22] Без канадской материальной поддержки атомная электростанция была закрыта несколько раз в 1979, 1982, 1993 и 2002 годах. : 144–146 [5] Сообщается, что количество отключений электроэнергии на АЭС в Карачи было выше по сравнению с другим канадским реактором CANDU, в основном из-за сбоев оборудования и регулирования. : 147 [5] В 2002 году был создан Ядерный регулирующий орган для разработки регулирующих кодексов, правил безопасности и уставов на основе опыта, полученного при эксплуатации АЭС в Карачи. [12]
Утечки гексафторида урана ( UF6) в паровом цилиндре ядерного реактора уже неоднократно сообщались, но на этот вопрос обратили внимание, когда Башируддин Махмуд заявил, что изобрел научный прибор для предотвращения дальнейших утечек. [52] 18 октября 2011 года NES (менеджер завода) ввел семичасовую чрезвычайную ситуацию после обнаружения утечки тяжелой воды. [53] Утечка была взята под контроль, и чрезвычайная ситуация была отменена. [53]
Несмотря на инциденты с отключением электроэнергии, ведущие физики и руководство атомной электростанции отвергли критику работы атомной электростанции, которая утверждала, что электростанция должна была работать без технической и материальной поддержки Канады, а также без объектов, которые отсутствовали в стране для поддержки работы станции. [12] Сварочный цех, производство инструментов и механические мастерские около АЭС в Карачи были в конечном итоге созданы Парвезом Баттом ( инженером-механиком ) для поддержки работы атомной электростанции в последующие годы — Батт был удостоен высшей награды страны за этот вклад. [12]
Согласно отчету, представленному в МАГАТЭ С. Б. Хуссейном, старшим физиком, работавшим на АЭС в Карачи, эксплуатация АЭС в условиях полного отсутствия канадцев была сложной задачей, но в этом и заключалось благо, поскольку она предоставила Комиссии по атомной энергии возможность самостоятельно заниматься разработкой ядерного топливного цикла и программами самостоятельного производства, что стало ключевым опытом безопасной эксплуатации и управления гораздо более крупной АЭС Чашма в Пенджабе. : 149 [5] [12]
Согласно оценке, проведенной Китайской национальной ядерной корпорацией , строительство атомной электростанции в Карачи способствовало развитию смежных отраслей в Пакистане, обеспечив более 10 000 рабочих мест для местного населения. [54]
Известный персонал
С 1973 года Комиссия по атомной энергии Пакистана сотрудничает с физическим факультетом Университета Карачи в области совместного образовательного проекта по спонсированию программ обучения в области медицинской физики и электронной инженерии, а также расширяет партнерство с Университетом NED в области электротехники , в частности, в области энергетики . [55]
Институт инженерии и прикладных наук в Исламабаде управляет и поддерживает Институт энергетики в Карачи, который предлагает учебные программы и курсы по ядерной, электротехнической и машиностроительной инженерии на АЭС Карачи. [56]
.: §Раздел: 2.2.3. Процесс постоянного отключения и вывода из эксплуатации