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Articulo de referencia

Complejo de Energía Nuclear de Karachi

Coordenadas : 24°50′55″N 66°46′55″E / 24.84861°N 66.78194°E / 24.84861; 66.78194 {{cite web |title=Plant Features -- KANUPP |url=http://www.paec.gov.pk/kanupp/pf.htm |access-dat...

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Coordenadas : 24°50′55″N 66°46′55″E / 24.84861°N 66.78194°E / 24.84861; 66.78194

La central nuclear de Karachi (o KANUPP ) es una gran central nuclear comercial ubicada en Paradise Point en Karachi , Sindh , Pakistán. [ 5 ]

Oficialmente conocido como Complejo de Energía Nuclear de Karachi , [ 5 ] el sitio de generación de energía está compuesto por tres centrales nucleares comerciales. [ 6 ] La K-1 comenzó sus operaciones de criticidad en 1971, mientras que la K-2 comenzó sus operaciones en 2021 con una capacidad de potencia bruta de 1100 MWt . [ 7 ] La ​​K-3 , con un diseño similar a la K-2, está programada para su puesta en marcha oficial y comenzó sus operaciones de criticidad el 21 de febrero de 2022. [ 7 ]

La primera central nuclear, conocida posteriormente como K-1 , se puso en marcha con el apoyo de Canadá, mientras que K-2 y K-3 recibieron apoyo mediante préstamos , financiación e inversiones de China y el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA). [ 8 ] Tras largas y complejas negociaciones con Canadá, la central nuclear de Karachi fue construida por empresas canadienses en 1965 y alcanzó la criticidad en agosto de 1971 con un reactor CANDU más pequeño ; proporcionó energía y generó electricidad a toda la ciudad de Karachi. [ 8 ] El emplazamiento está protegido y bajo la supervisión del OIEA , que también financió su ampliación. [ 8 ]

La central nuclear es la primera central nuclear comercial del mundo musulmán . [ 9 ]

Historia

In 1960, Abdus Salam, then-science adviser to Ayub administration, provided a strong advocacy for the industrial usage of the nuclear power in his country at the UN General Assembly, paving away a path for the establishment of the nuclear power plant.:32[10] Despite the strong opposition from the officials in the Ayub administration, it was the personal efforts of Abdus Salam who had the funding and financing of the nuclear power plant approved from President Ayub Khan.:32–33[10] In 1963, the Government of Pakistan commissioned the Geological Survey of Pakistan (GSP) to conduct the survey for the nuclear power plant which selected the Paradise Point and Hawke's Bay as the ideal locations— the GSP selected Paradise Point for the location.:79[11] Negotiations and talks took place with Canada over the supply of the nuclear power plant in Karachi and the contract was signed with General Electric Canada as the designer and employed the Montreal Engineering Company as its civil engineering firm in 1965.:141–142[5]

The nuclear power plant was jointly designed by engineers from the Pakistan Atomic Energy Commission and Canada's General Electric to differentiate it from India's nuclear research reactors, such as CIRUS and Dhruva, which also use CANDU technology.[12] The decision-making factor that was taken under consideration to sell the CANDU technology to Pakistan by Canada was seen as maintaining a balance of power between India and Pakistan.:80[13] In 1966, the civil engineering and construction started by the Montreal Engineering Co. which finished its construction in 1971.:143[5] The nuclear power plant attained criticality on 1 August 1971, and commenced on producing full power generation on 2 October 1972.:141[5]

On 28 November 1972, President Zulfiqar Ali Bhutto inaugurated the Karachi Nuclear Plant when it was connected with the grid system of K-Electric, an investor-owned energy supply utility based in Karachi.[14]

Inicialmente, Canadá, a través de su contratista GE Canada, suministró el moderador de óxido de deuterio y el uranio natural, pero quiso retirarse del apoyo a las operaciones de la central nuclear después de 1974, cuando India detonó la bomba nuclear cuyo material fisionable se produjo en el reactor CIRUS, inicialmente suministrado por Canadá. : 27 [ 15 ] [ 16 ] En 1975, GE Canada comenzó a cobrar a Pakistán $27/lb por el óxido de deuterio , lo que resultaba caro para los contribuyentes del país. [ 12 ]

Con la negativa de Pakistán a convertirse en parte del Tratado de Proliferación Nuclear (TNP), GE Canadá detuvo la venta de repuestos importados, uranio natural, agua pesada y soporte técnico para la central nuclear, lo que generó temores de que Karachi entrara en una fase de apagón en 1976. : 141 [ 5 ] Con la partida de los técnicos canadienses del país, la ciudad quedó expuesta a materiales radiactivos abiertos mientras se estimaba que la central nuclear cerraría en seis meses. [ 12 ] A pesar del escepticismo canadiense, la Comisión de Energía Atómica de Pakistán pudo trabajar en la producción de óxido de deuterio a un precio menor y estableció el taller de maquinaria para fabricar su maquinaria y herramientas cerca de la central nuclear con la asistencia de la Universidad de Karachi . [ 12 ]

Los haces de combustible de berilio (Be 4 ) se fabrican en Pakistán desde 1976 después de que Canadá detuviera las importaciones. [ 16 ]

La expulsión de Canadá del proyecto resultó ser una bendición disfrazada porque permitió a la Comisión de Energía Atómica de Pakistán establecer sus propios talleres mecánicos, instalaciones de soldadura y centros de capacitación con la ayuda de la Universidad de Karachi, lo que demostró ser fundamental para la producción del país de maquinistas capaces y soldadores calificados, así como para la tecnología del ciclo del combustible nuclear. : 149 [ 5 ] Desde 1979, el óxido de deuterio y el agua pesada son producidos localmente y de forma autóctona por la Comisión de Energía Atómica de Pakistán en la Instalación de Producción de Agua Pesada de Multan, lo que hizo posible y mantuvo la planta en funcionamiento en sus operaciones de red. [ 16 ]

Muchas de las piezas de repuesto y componentes de las máquinas fueron diseñados localmente, lo que permitió que la central nuclear operara su red de manera segura; la valiosa experiencia adquirida se compartió con funcionarios chinos en el diseño de los protocolos de seguridad del reactor y, finalmente, ayudó a operar la central nuclear de Chashma en 1993. [ 12 ]

Tras intensas negociaciones y con la cooperación del OIEA, en mayo de 1990 se revisó la política canadiense hacia la central nuclear de Karachi, lo que le permitió brindar asistencia para la operación segura de KANUPP (SOK) a través del OIEA y solo para las medidas correctivas sugeridas por este organismo. [ 12 ]

En 2015 y 2016, China mostró gran interés en expandir la capacidad energética de la Central Nuclear de Karachi y firmó un acuerdo para suministrar energía a dos centrales nucleares Hualong One, con el inicio de operaciones comerciales programado para 2021 y 2022 respectivamente. [ 8 ] [ 17 ] Las unidades del reactor tendrán una vida útil de diseño de 60 años y representarán aproximadamente el 10% de la capacidad total de generación del país. [ 8 ] Al 31 de diciembre de 2017, la Central Nuclear de Karachi había generado 14.200  millones de kWh de electricidad y se había alimentado con miles de haces de combustible fabricados en Pakistán sin ninguna falla. [ 18 ]

Tecnología de reactores

KANUPP

Esquema del ciclo de combustible CANDU. El ciclo de combustible de KANUPP se alimentaba con uranio natural (flecha amarilla), aunque puede aceptar diversos tipos de combustible.

La primera unidad de reactor en la Central Nuclear de Karachi fue un reactor de agua pesada presurizada (PHWR) de tipo CANDU con una capacidad total de generación de energía bruta de 137 megavatios (MW). : 141 [ 5 ] Originalmente se conocía como "KANUPP " —luego clasificado como K1 en la década de 2010— que utilizaba el moderador de óxido de deuterio refrigerado por agua (D₂O o agua pesada ) con uranio natural como combustible. : 141 [ 5 ] La Instalación de Producción de Agua Pesada de Multan proporcionó el agua pesada necesaria a la Central Nuclear de Karachi desde 1978 : 141 [ 5 ]

El KANUPP fue reconocido como uno de los reactores más antiguos que utilizó el sistema PHWR tipo CANDU para generar energía desde 1971 hasta 2021. : 141 [ 5 ] [ 19 ] El combustible era uranio natural en forma de pastillas de dióxido de uranio sinterizado revestidas en tubos delgados de aleación de circonio para formar elementos combustibles sólidos de aproximadamente 19,1 pulgadas (48,53  cm) de largo por 0,6 pulgadas (1,4  cm) de diámetro. [ 19 ]

En 2010, se conectó una fuente de proceso de destilación multiefecto (MED) a la central nuclear de Karachi que puede producir 1600 m³  / d de agua potable. : 27 [ 20 ] Además, una planta de ósmosis inversa también está acoplada a la central nuclear que produce 454 m³ / d de agua para uso del reactor. : 27 [ 20 ] 

Entre 1970 y la década de 1990, la KANUPP generó energía de aproximadamente ~7.9  mil millones de unidades de electricidad con un factor de disponibilidad promedio de vida útil del 55.9%. : 143 [ 5 ] Los técnicos canadienses diseñaron la vida útil de las operaciones de la planta para ~30 años, la cual completó su vida útil en 2002. [ 21 ] La Autoridad Reguladora Nuclear (NRA), el regulador de la central nuclear, extendió su vida útil de operación hasta 2012 (luego hasta 2021) y mantuvo un factor de capacidad del 55.7% con una generación total de energía de 137 MW. [ 22 ]

El 1 de agosto de 2021, la unidad canadiense K1 cesó sus operaciones críticas y fue retirada gradualmente del sistema de red nacional, poniendo fin a sus 50 años de servicio operativo a la nación. [ 4 ] [ 23 ] [ 24 ]

De 1973 a 1979, K1 tuvo un factor de operación del 70,1% : 145 [ 5 ] y entre 2006 y 2021, fue del 55,7%. [ 25 ]

K2

Esquema de Hualong On siendo instalado en KANUPP-2. [ 23 ]

En 2015, contratistas energéticos chinos se interesaron en la central nuclear de Karachi; finalmente, la administración pakistaní y el gobierno chino firmaron un acuerdo energético para construir dos reactores Hualong One por US$ 1.000 millones , con cada reactor produciendo 1.100 MW. [ 23 ] [ 26 ] [ 27 ]

El K-2 es un reactor de agua a presión (PWR) suministrado por la Corporación Nacional Nuclear de China y diseñado conjuntamente por los ingenieros de la Comisión de Energía Atómica de Pakistán. [ 12 ] El 26 de noviembre de 2013, el Primer Ministro Nawaz Sharif colocó ceremonialmente la primera piedra de un proyecto energético en la Central Nuclear de Karachi para la construcción de dos unidades de reactor, una compuesta por el Hualong One y la otra por el ACPR-1000 ; ambas son reactores de agua a presión. [ 28 ] [ 29 ] La construcción del KANUPP-2 comenzó el 20 de agosto de 2015 y la construcción del KANUPP-3 comenzó el 31 de mayo de 2016. [ 30 ] Ambas unidades están cerca de su finalización y se espera que alcancen su plena capacidad energética en 2021 y 2022 respectivamente. [ 17 ]

Según el Dr. Ansar Pervaiz , entonces presidente de la Comisión de Energía Atómica de Pakistán , los bancos chinos proporcionaron 6.500 millones de dólares para este proyecto en forma de préstamos y las pruebas en frío del sistema del reactor en KANUPP-2 comenzaron el 9 de diciembre de 2019. [ 28 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] KANUPP-2 se sincronizó con la red eléctrica el 18 de marzo de 2021. [ 36 ] La Corporación de Ingeniería China Zhongyuan (CZEC) actualmente presta sus servicios como consultora de ingeniería civil para ambos reactores. [ 37 ]

El 2 de diciembre de 2020, la carga del combustible nuclear comenzó con la autorización de la Autoridad Reguladora Nuclear . [ 38 ] La operación de criticidad se inició con éxito el 3 de marzo de 2020. [ 39 ] El 20 de marzo de 2021, el K2 se sincronizó con el sistema de red eléctrica nacional, y la PAEC calificó la operación como un "regalo del Día de Pakistán" para la nación. [ 38 ] [ 40 ]

El 28 de mayo de 2021, la central nuclear se puso en funcionamiento con el sistema energético nacional y fue inaugurada por el primer ministro Imran Khan. [ 41 ]

K3

El K3 también está equipado con un reactor nuclear Hualong One (HPR1000) suministrado por la Corporación Nacional Nuclear de China, cuya construcción comenzó el 31 de mayo de 2016, construyéndose junto con KANUPP-2 [ 42 ] y el primer motor de vapor se instaló el 28 de agosto de 2018. [ 43 ]

El 1 de enero de 2022, comenzó la carga de combustible, [ 44 ] y el reactor nuclear se conectó al sistema de red nacional el 4 de marzo de 2022. [ 3 ]

K4 y K5

Funcionarios de la PAEC han manifestado su intención de añadir otros dos reactores en Karachi, posiblemente unidades Hualong One, cada una con una capacidad de generación de 1400 MW. [ 45 ] En 2023, la Comisión de Energía Atómica de Pakistán presentó al Ministerio de Energía una propuesta de nuevo diseño para la construcción de la central nuclear K4, con una capacidad de 1400 MW en el Complejo de Energía Nuclear de Karachi. [ 46 ]

Gestión energética

Conexiones a la red eléctrica

El Servicio Nacional de Ingeniería (NES) proporciona consultoría sobre la gestión energética de la central nuclear y gestiona las operaciones de transmisión de energía eléctrica mediante la sustitución de los transformadores envejecidos, las líneas eléctricas trifásicas , los interruptores automáticos y el relé de protección de la  línea de transmisión de doble circuito de 132 kV que conecta la central nuclear con K-Electric . [ 47 ] El NES suele trabajar en estrecha colaboración con el Instituto de Ingeniería de Potencia de la Universidad de Karachi para diseñar un esquema de protección discriminativa y su integración en el sistema de red de la central nuclear. [ 47 ] En 2010, el NES y el Instituto de Ingeniería de Potencia participaron en la sustitución de los relés de potencia electromecánicos por interruptores automáticos de SF6 y modernos dispositivos numéricos de protección de línea . [ 47 ]

Capacidad energética y gestión empresarial

La central nuclear de Karachi fue diseñada para producir energía bruta de 137 MWe con una producción neta correspondiente de 125 MWe. [ 47 ] De 1972 a 1979, la central nuclear operó con factores de capacidad de disponibilidad relativamente altos de hasta el 70%, proporcionando electricidad y energía a toda la ciudad de Karachi. : 143 [ 5 ] Entre 1972 y 1992, la central nuclear generó energía de aproximadamente 7.9 mil millones de unidades de electricidad con un factor de capacidad de disponibilidad promedio de vida útil del 55.9%. : 141 [ 5 ] En 1994, la central nuclear operó excepcionalmente al 85.81% del factor de capacidad, el más alto desde su establecimiento. : 141 [ 5 ] En 2002-04, la central nuclear se cerró debido a problemas de mantenimiento, y ahora se mantiene al 55.55% del factor de capacidad, produciendo nominalmente 90 MW de energía eléctrica. [ 48 ]   

Con la finalización de las dos unidades más, se espera que la central nuclear produzca más de 2000 MW de electricidad a una capacidad del 80-90%. [ 8 ] [ 28 ]

La central nuclear de Karachi es propiedad de la Comisión de Energía Atómica de Pakistán, que gestiona las operaciones mediante las regulaciones establecidas por la Autoridad Reguladora Nuclear (NRA), responsable de la concesión de licencias, la inspección y la garantía de los procedimientos de seguridad que se llevan a cabo durante el funcionamiento de la central. [ 49 ]

El Servicio Nacional de Ingeniería (NES) de Pakistán, el contratista, gestiona la central nuclear en el sitio en nombre de la Autoridad Reguladora Nuclear y supervisa la distribución general de electricidad de la central nuclear, incluyendo el uso de transformadores y conexiones a la red en la ciudad. [ 47 ] K -Electric apoya las operaciones del NES para gestionar la planta y depende de la energía proporcionada por la central nuclear para alimentar sus circuitos. [ 48 ] La Comisión de Energía Atómica de Pakistán, por otra parte, tiene la responsabilidad de dirigir las operaciones generales de la central nuclear, incluyendo la maquinaria computarizada, los estimuladores de la planta, la fabricación de haces de combustible, la producción del ciclo del combustible, la fabricación de herramientas y el uso de computadoras. [ 50 ]

Contratistas de instalaciones energéticas

Recepción

Apagones, fugas y trabajos de ingeniería

La central nuclear de Karachi recibió una amplia cobertura mediática y gran notoriedad cuando fue inaugurada por el presidente Zulfikar Ali Bhutto el 2 de noviembre de 1972, acompañado por los principales científicos del país y altos funcionarios civiles. [ 14 ] Desde el año 2000, la central nuclear de Karachi ha sido objeto de un debate político y una controversia entre los activistas antinucleares y pronucleares del país debido a sus repetidos cierres para generar energía para la ciudad. [ 22 ] En el año 2000, Zia Mian , físico del SDPI con sede en Islamabad, comparó el rendimiento y la eficiencia de la central nuclear con "los seis reactores de peor rendimiento del mundo". : 5–6 [ 51 ]

A raíz del accidente nuclear en la central nuclear de Fukushima Daiichi en Japón en 2011, la Autoridad Reguladora Nuclear (NRA) de Pakistán realizó una inspección de seguridad de la central nuclear. [ 22 ] El Dr. Pervez Hoodbhoy , quien visitó la central nuclear como parte de la inspección, consideró negativamente el desempeño de la central y fue muy crítico con el monitoreo de la central por parte del OIEA. [ 22 ] Sin el apoyo material canadiense, la central nuclear ha sido cerrada varias veces en los años 1979, 1982, 1993 y en 2002. : 144–146 [ 5 ] Se ha informado que los cortes de energía en la central nuclear de Karachi son altos en comparación con otros reactores CANDU canadienses, principalmente atribuidos a fallas en los equipos y la regulación. : 147 [ 5 ] En 2002, se estableció la Autoridad Reguladora Nuclear para establecer los códigos de regulación, las normas de seguridad y los estatutos basados ​​en la experiencia aprendida en la operación de la Central Nuclear de Karachi. [ 12 ]

Las fugas de hexafluoruro de uranio (UF6) en cilindros de vapor nuclear se han reportado en múltiples ocasiones, pero se abordó cuando Bashiruddin Mahmood afirmó haber inventado un instrumento científico para prevenir fugas adicionales. [ 52 ] El 18 de octubre de 2011, el NES (administrador de la planta) declaró una emergencia de siete horas tras detectar una fuga de agua pesada. [ 53 ] La fuga fue controlada y la emergencia se levantó. [ 53 ]

A pesar de los incidentes de cortes de energía, los físicos superiores y la gerencia de la central nuclear desestimaron las críticas a las operaciones de la central, quienes sostenían que esta debía funcionar sin el apoyo técnico y material de Canadá, y sin las instalaciones necesarias en el país para respaldar sus operaciones. [ 12 ] La instalación de soldadura, la fabricación de herramientas y los talleres mecánicos cerca de la central nuclear de Karachi fueron establecidos posteriormente por Parvez Butt (un ingeniero mecánico ) para apoyar las operaciones de la central nuclear en años sucesivos; Butt fue honrado con la máxima distinción nacional por esta contribución. [ 12 ]

Según el informe presentado al OIEA por SB Hussain, un físico sénior que trabajó en la central nuclear de Karachi, operar una central nuclear en un entorno de total ausencia canadiense fue una tarea difícil, pero resultó ser una bendición disfrazada, porque brindó a la Comisión de Energía Atómica la oportunidad de participar en la autosuficiencia en la producción del ciclo del combustible nuclear y programas de autofabricación que fueron una experiencia fundamental para operar y administrar de manera segura la mucho más grande central nuclear de Chashma en Punjab. : 149 [ 5 ] [ 12 ]

Según la evaluación elaborada por la Corporación Nuclear Nacional de China , las obras de construcción de la central nuclear de Karachi han impulsado el desarrollo de industrias relacionadas en Pakistán, generando más de 10.000 puestos de trabajo en la zona. [ 54 ]

Personal destacado

    • Parvez Butt – maquinista, ingeniero jefe, director de energía nuclear, presidente de la PAEC (2001–06)
    • Bashiruddin Mahmood – ingeniero principal
    • Ansar Pervaiz — ingeniero, director general de la central nuclear, presidente de la PAEC (2009–13)
    • Wazed Miah , físico y científico jefe de la central nuclear (1972-1974).
    • Hameed Ahmad Khan , físico y científico jefe de la central nuclear.
    • Anwar Habib , ingeniero principal y experto en seguridad nuclear.
    • Zaheer Baig , físico de la salud y especialista en control de la radiación.

centros educativos

Oportunidades de formación

Desde 1973, la Comisión de Energía Atómica de Pakistán participó en una iniciativa educativa conjunta con el departamento de física de la Universidad de Karachi para patrocinar programas de grado en física de la salud e ingeniería electrónica, y amplió la asociación con la Universidad NED en ingeniería eléctrica , específicamente en ingeniería de potencia . [ 55 ]

El Instituto de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Islamabad opera y mantiene el Instituto de Ingeniería Energética de Karachi, que ofrece programas de capacitación y cursos en ingeniería nuclear, eléctrica y mecánica en la Central Nuclear de Karachi. [ 56 ]

Véase también

Referencias

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  • Central nuclear de Karachi