Advanced Nuclear Power - AREVA

Feature
Lösung für „Sumpfverstopfung“
in Druckwasserreaktoren
Von der Möglichkeit der „Sumpfverstopfung“
bei einem Kühlmittelverluststörfall
sind Druckwasserreaktor-Anlagen
in aller Welt betroffen
– die einen mehr, die anderen weniger,
je nach Konstruktion und Betriebsweise.
Bezüglich Lösungen auf dem
Gebiet der „Sumpfverstopfung“ ist
Framatome ANP technisch führend.
Problem
Alle Typen von Druckwasserreaktor-Anlagen
verfügen über Systeme, die bei einem
Kühlmittelverluststörfall die Wärme
aus dem Kern abführen und dafür sorgen,
dass der Reaktordruckbehälter weiterhin
gefüllt bleibt. Bei US-amerikanischen
und französischen Druckwasserreaktoren
geschieht dies durch Notkühlsysteme,
die das ausgetretene Kühlmittel
sammeln und über einen Wärmetauscher
wieder zurück in den Reaktorkern leiten.
Ein Kühlmittelverluststörfall (oder der
Abriss einer Frischdampfleitung) kann jedoch
an Ausrüstungen im Containment,
die sich in unmittelbarer Nähe der Schadensstelle
befinden, erhebliche Schäden
verursachen. So kann die Isolierung abgerissen
werden, Beton zerbröckeln, oder
es treten andere Schäden auf, die Trümmer
hinterlassen. Wenn diese Materialien
von einem hochenergetischen Fluid nach
unten zu den Sumpfsieben transportiert
werden und diese teilweise verstopfen,
kann sich die Förderleistung des Notkühlsystems
empfindlich verringern. Das
Ausmaß und die Auswirkungen der Verstopfung
variieren je nach Design und
Betriebsweise des Reaktors; insbesondere
die deutschen Druckwasserreaktor-Anlagen
sind aufgrund ihrer Konstruktion
und Fahrweise weniger anfällig dafür.
Das Thema „Sumpfverstopfung“ kam in
den 1990er-Jahren ursprünglich bei
Siedewasserreaktor-Anlagen auf. In den
USA arbeitete unser Team gemeinsam
mit zahlreichen Kernkraftwerken und
der Nuclear Regulatory Commission
(NRC) an einer Lösung. Seither hat
das Team im Auftrag der Kernenergieindustrie
die hydraulischen Vorgänge im
Containmentsumpf und die Siebbelegung
mit Material sowie die Transportmechanismen
untersucht. Außerdem
wurde zusammen mit dem Nuclear Energy
Institute (NEI) und der NRC an der
Entwicklung von Kriterien gearbeitet, die
in der Branche generell zur Lösung des
Problems angewandt werden können.
Als Antwort auf eine Anweisung der
französischen Nuklearsicherheitsbehörde
hat der Energieversorger Electricite de
Frankreich (EDF) zu erkennen gegeben,
dass er in allen seinen 58 Druckwasserreaktor-Kernkraftwerken
eine Ertüchtigung
der Sumpfsiebe plant. Die Maßnahmen
sollen im nächsten Jahr beginnen.
Lösung
Als wir erkannten, dass dieses Thema
die Mehrzahl der Leichtwasserreaktoren
betreffen könnte, schlossen wir uns mit
der Alden Research Laboratory, Inc.
und der Performance Contracting, Inc.
(PCI) zusammen, um ein Spezialisten-
Team auf die Beine zu stellen. Die
Alden Research Laboratory, Inc. verfügt
über mehr als 100-jährige Erfahrung auf
dem Gebiet der Strömungsberechnung;
PCI hat 15 der 33 US-amerikanischen
Siedewasserreaktor-Anlagen mit SURE-
FLOW-Konstruktionen ausgerüstet.
Das Team entwickelte passende, aus einzelnen
aufeinander gestapelten Siebscheiben
bestehende SURE-FLOW-
Die SURE-
FLOW-Konstruktion
zeichnet
sich durch
minimierte
Druckverluste
aus. Zudem
schafft die kompakte
Bauweise
viel freie Arbeitsfläche
auf
dem Containment-Boden.
Konstruktionen sowie entsprechende
Lösungspakete für den Umbau, nahm
den Einbau vor und unterstützte die
nötigen Untersuchungen für das Genehmigungsverfahren.
Die NRC hat die
SURE-FLOW-Konstruktionen samt
Auslegungsdaten sowie die vom Team
durchgeführten Berechnungen bezüglich
Entstehung und Transport des Materials
bereits geprüft und genehmigt.
Gegenwärtig unterstützt das Team vier
US-Anlagen bei der Lösung dieses Problems.
Darüber hinaus arbeitet es auch
an der Entwicklung einer SURE-FLOW-
Lösung für europäische Energieversorger,
z.B. EDF und Tractebel (Belgien). ■
Vorteile
• Ganzheitliche Strategie
• Schlüsselfertige Lösungen
• Umfangreiche Erfahrung und
Fachkenntnisse
• Bewährte Technik
• Von Genehmigungsbehörden
akzeptiert
• Reduzierter Instandhaltungsaufwand
• Kompakte Lösung – und
damit mehr Raum bei Instandhaltungsarbeiten
• Einfach zu installieren – ohne
Schweißarbeiten auf der Anlage
• Kaum oder gar keine Umbauten
nötig
18 Advanced Nuclear Power Nr. 10 Mai 2004