De drukwaterreactoren van KHNP, de APR 1000 en APR 1400

Inleiding

De afkorting APR 1000 en APR 1400 staat voor Advanced Pressurized Reactor 1000 MWe respectievelijk 1400 MWe. Het zijn drukwaterreactoren van de Zuid-Koreaanse firma Korea Hydro & Nuclear Power Corporation (KHNP), die voor toepassing in ons land in aanmerking komen. De APR 1400 is een verdere ontwikkeling van het type System 80, dat de Amerikaanse reactorbouwer Combustion Engineering aan Zuid-Korea leverde. De APR 1000 is van de APR 1400 afgeleid en voldoet aan de Europese eisen. Door het lagere vermogen zijn de marges groter dan die van de APR 1400.

Ontwerpkarakteristieken

De ontwerpen van de beide typen zijn gebaseerd op bewezen drukwaterreactortechnologie. Het primaire systeem van de reactor heeft uit twee hete benen en vier koude. Er zijn twee grote stoomgeneratoren, die elk zijn aangesloten op een heet been en op twee koude benen. Ieder koud been heeft een koelmiddelpomp. De stoomgeneratoren vormen de grens tussen het primaire en het secundaire systeem.

Enkele kenmerken van de APR 1000

Veiligheidsaspecten

Het gebouw voor de hulpsystemen omringt het rectorgebouw volledig, waardoor dat minder kwetsbaar is voor externe bedreigingen. Bovendien staan de beide gebouwen op dezelfde dikke betonnen bodemplaat, wat de kans op schade aan de installaties na een aardbeving verkleint.

De APR 1000 heeft naast actieve veiligheidssystemen ook passieve. De berekende kans op smelten van de reactorkern is kleiner dan eens in de honderdduizend jaar. In minder dan een keer in de miljoen jaar komen daarbij daadwerkelijk radioactieve stoffen uit de reactor.

Er is een onafhankelijke noodkoelsysteem, dat in staat om de vervalwarmte, die na afschakelen van de reactor ontstaat, weg te koelen en de druk in het reactorvat omlaag te brengen. Pas na een periode van ongeveer een jaar is ingrijpen van de operateur nodig. Voorts is er een systeem, dat in staat is om het vermogen van de nawarmte vanuit de afgeschakelde reactor direct af te voeren naar de condensor, is het apparaat onder de turbine, dat zorgt voor de drukverlaging aan de achterzijde van de turbine.
De reactor bevindt zich in een gebunkerd, dubbel uitgevoerd reactorgebouw, ofwel een dubbelcontainment. Zowel binnen– als buitencontainment bestaan uit voorgespannen beton. Ze beschermen de reactor tegen invloeden van buiten, zoals bijvoorbeeld een neerstortend vliegtuig en de leefomgeving tegen de gevolgen van een intern ongeval.

Om een groot intern ongeval met kernsmelten met succes te beheersen en de druk in het reactorgebouw niet gevaarlijk hoog te laten oplopen, is een sproeisysteem in het containment aanwezig, dat ook de vervalwarmte afvoert. Daartoe is bovenin het gebouw voor de hulpsystemen vlak naast het reactorveiligheidsomhulling een groot reservoir met water geplaatst. Het is een passief noodkoelsysteem. Als er ondanks alle veiligheidsmaatregelen toch nog kernsmelten optreedt, dan vindt waterstofproductie plaats. Om te voorkomen dat zich een gevaarlijk explosief gasmengsel kan vormen is in het reactorgebouw een aantal passieve systemen in de vorm van katalytische recombinatoren geplaatst, die deze waterstof omzetten in water. Voorts is er in het risico, dat de gesmolten kern door het reactorvat smelt. Om dat te beheersen heeft de APR 1000 een  opvanginrichting onder het reactorvat, die de gesmolten reactorkern opvangt en koelt. De bodemplaat en de fundering blijven daardoor intact en er kunnen geen radioactieve stoffen in het grondwater terecht komen.

Het ontwerp van de APR 1400 is goedgekeurd door de Amerikaanse vergunningverlener Nuclear Regulatory Commission (NRC). Het voldoet eveneens aan de eisen, die de samenwerkende Europese vergunningverlenende instanties stellen. Bovendien is het ontwerp gecertificeerd door de samenwerkende Europese Elektriciteitsproductiebedrijven, die kerncentrales beheren. Het ontwerp voldoet aan hun criteria, die vastliggen in het EUR (European Utility Requirements document.  

APR 1400-eenheden in bedrijf, in aanbouw en gepland

In Zuid-Korea begon de bouw van de eerste APR 1400 in december 2008. Hij heet Saeul-1 en hij startte in januari 2016 op. Saeul-2 volgde in augustus 2019 en derde, Shin-Hanul-1, in december 2022. Saeul-3 en -4, alsook Shin-Hanul-2 zijn nog in aanbouw. De laatstgenoemde is bijna gereed. Shin-Hanul-3 en -4 verkeren nog in de planningsfase.

De Verenigde Arabische Emiraten bestelde een kerncentrale met een viertal eenheden van het type APR 1400. De bouw van de eerste begon in juli 2012 en Barakah-1 startte in april 2021 op. Barakah-2 en -3 volgden in maart 2022 en in februari 2023. De bouwtijd van de laatstgenoemde was 8,5 jaar. De bouw van de vierde eenheid begon in juli 2015 en ze startte in maart 2024 op. De totale bouwkosten van de vier eenheden zijn becijferd op een bedrag tussen $ 25 en $ 30 miljard.