Advanced Nuclear Power - AREVA

Mehr Megawatt durch Eliminierung
von Radiolysegas-Ansammlungen im
Speisewasser-Dampf-Kreislauf
In allen Kernkraftwerken mit Siedewasserreaktor
tritt in den mit
Frischdampf beaufschlagten Systemen
Radiolysegas auf. Es kann sich z.B.
in den Vorwärmern ansammeln und
deren Wärmeübertragung beeinträchtigen.
Framatome ANP hat deshalb
zusammen mit einem deutschen Kernkraftwerk
ein neues Konzept für die
Vorwärmer-Entlüftung entwickelt.
Pro optimiertem Vorwärmer wird
die elektrische Leistung der Anlage
um 2 MW gesteigert.
Durch die Strahlung im Kern wird
ein geringer Teil des Wassers, das
als Kühlmittel und Moderator dient,
mittels Radiolyse in Wasserstoff und
Sauerstoff zerlegt. Die Gase werden
mit dem Frischdampf aus dem Reaktordruckbehälter
ausgetragen und
gelangen so in alle Systembereiche
der Anlage, die mit Frischdampf in
Kontakt kommen.
In den „großen“ Komponenten des
Speisewasser-Dampf-Kreislaufs (Kondensator
und Speisewasserbehälter)
wurde diese Problematik schon bei
der Anlagenplanung ausreichend beachtet.
Andere Behälter jedoch, z.B.
die Vorwärmer, wurden meist anhand
von Erfahrungen aus dem konventionellen
Kraftwerksbau ausgelegt.
Vorwärmer-Heizflächen
oftmals nur zu 50 Prozent
genutzt
Im Rahmen der Untersuchungen für
eine geplante Leistungserhöhung wurde
festgestellt, dass in einigen Vorwärmern
nur etwa 50 Prozent der installierten
Heizfläche genutzt werden. Betriebsmessungen
des Anlagenbetreibers
ergaben einen Inertgasanteil von bis
zu 45 Prozent – ein Indiz, dass sich
Blick auf die warme Rohrbündelhälfte
mit drei der
neuen Entgasungsleitungen.
Radiolysegas ansammelt und einen
großen Teil der eingebauten Heizfläche
„blockiert“.
Framatome ANP wurde deshalb
vom Betreiber mit einer Studie zur
Beseitigung dieser Gasansammlungen
in den Vorwärmern beauftragt, zunächst
exemplarisch für den Niederdruck-Vorwärmer
A2. (In den Niederdruck-Vorwärmern
war der Inertgasanteil
am höchsten.)
In Zusammenarbeit mit dem Betreiber
und einem Hardwarelieferanten wurde
ein Konzept für die optimierte Betriebsentlüftung
entwickelt. Die Radiolysegase
werden im Vorwärmer A2
nun direkt am Ort ihrer Ansammlung
abgesaugt. An den berechneten Stellen
für Druckminima wurden Heizrohre
herausgeschnitten und durch Absauglanzen
ersetzt. Bisher wurde über drei
Standrohre an der Behälterinnenwand
entlüftet.
Steigerung der elektrischen
Leistung um insgesamt
10 MW
Das Ergebnis: Der Vorwärmer A2
„zieht“ nun rund 10 kg Dampf pro
Sekunde mehr und am Vorwärmer A3
desselben Strangs verringerte sich der
Massenstrom des Anzapfdampfs. Der
Dampf verbleibt somit länger in der Turbine
und tritt erst eine Stufe später aus.
Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad
der Anlage und die elektrische Leistung
steigt um etwa 2 MW. In der nächsten
Revision wird auch in den beiden Niederdruck-Vorwärmern
A3 sowie im zweiten
Niederdruck-Vorwärmer A2 die Entlüftung
optimiert – erwartet wird eine Steigerung
der elektrischen Leistung um
10 MW. Die Amortisationszeit wird
weniger als ein Jahr betragen.
Inzwischen haben sechs weitere Siedewasserreaktor-Anlagen
aus Deutschland,
Spanien und der Schweiz ihr
Interesse bekundet. Einer Anlage wurde
kürzlich ein Angebot für die thermodynamischen
Voruntersuchungen
unterbreitet. ■
Neue Betriebswerte
am Niederdruck-
Vorwärmer A2
• Hauptkondensattemperatur
stieg um rund 6,5 °C
• Nebenkondensatablauftemperatur
erhöhte sich um rund 7,0 °C
• Inertgasanteil sank von 45 %
auf den angestrebten Wert von
kleiner 10 %
• wirksame Wärmeübertragungsfläche
stieg von 50 % auf 89 %
• Wärmeübertragungsleistung
steigert sich von 75 MW auf
93 MW
Advanced Nuclear Power Nr. 10 Mai 2004 23