Framtome Magazin 4/02_dt - AREVA

Advanced Nuclear Power
DAS MAGAZIN VON FRAMATOME ANP
Nr. 4 Mai 2002
SCHWERPUNKT
Mechanische
Komponenten:
Reparatur oder
Austausch?
WEITERE
HIGHLIGHTS
>> Digitale Leittechnik
verbessert Anlagenverfügbarkeit
>> HTP X5-Brennelemente
für DWR: Ein fortschrittliches,
wirtschaftliches
und zuverlässiges Design
>> Wunschpartner für alle
Arbeiten an RDB-Deckeln
>> Jeumont SA: Höchste
Qualität vom führenden
Komponentenhersteller

Fertigung mit Zukunft:
Mechanische Komponenten
Nachdem in den vorangegangenen Ausgaben von Advanced Nuclear Power die Geschäfts-
bereiche Projekte & Engineering, Nuklearservice und Kernbrennstoff herausgestellt wur-
den, steht im Vordergrund dieses vierten Hefts der Bereich Mechanische Komponenten
und die besonderen Herausforderungen an ihn.
Dieser Geschäftsbereich besteht aus zwei französischen Einheiten: dem Werk Chalon
Saint Marcel, in dem ausschließlich Schwerkomponenten für Kernkraftwerke gefertigt
werden, sowie der Framatome ANP-Tochter Jeumont SA, die auf Hauptkühl-
mittelpumpen samt Motoren sowie Steuerstabantriebe spezialisiert ist.
272 gefertigte Dampferzeuger sowie 76 Reaktordruckbehälter, 68 Druckhalter,
220 Hauptkühlmittelpumpen samt Motoren und 4500 Steuerstabantriebe machen
Framatome ANP zum weltweit führenden Hersteller von Nuklearkomponenten.
Nach vielen Jahren der Errichtung neuer Reaktoren wird der Markt nun
von Lebensdauerverlängerung und Komponentenaustausch bestimmt. Unser
Markt für mechanische Komponenten – den früher hauptsächlich Aufträge der Electricité
de France (EDF) ausmachten – ist somit größer geworden und unterliegt einem stärkeren
Wettbewerb. Insbesondere in den USA besteht aufgrund des zunehmenden Alters der An-
lagen und der angestrebten Lebensdauerverlängerungen in den nächsten zehn Jahren ein
hoher Bedarf an Austauschkomponenten. Und auch die sich abzeichnende Renaissance der
Kernenergie wird die Nachfrage nach Schwerkomponenten ansteigen lassen.
Die Kunden streben heutzutage, bedingt durch die Deregulierung der Strommärkte
und den dadurch hervorgerufenen stärkeren Wettbewerb, neue Vertragsformen mit den
Herstellern an: finanziell attraktive, einfache und umfassende Verträge. So sind die Kunden
zunehmend an Komplettlösungen interessiert, die die Lieferung von Austauschkomponen-
ten, den Einbau im Kraftwerk sowie die notwendigen Engineering- und Genehmigungs-
studien umfassen. Mit ihren überragenden Fertigungsmöglichkeiten sowie ihren Fähigkei-
ten bei Engineering und Genehmigung, Einbau und, ebenso wichtig, bei Service und
Instandhaltung kann Framatome ANP diese Forderungen erfüllen.
Joël Pijselman
Vorstandsmitglied und Leiter des
Geschäftsbereichs Mechanische Komponenten

INHALTSVERZEICHNIS
10
SCHWERPUNKT
8
Mechanische
Komponenten
8 Jeumont SA: Höchste
Qualität vom führenden
Komponentenhersteller
Mechanische
Komponenten:
Reparatur oder
Austausch?
4Projekte & Engineering
4 Digitale Leittechnik verbessert Anlagenverfügbarkeit
5 Kozloduy 3 und 4: Bewertung der Restlebensdauer von Ausrüstungen
und Anlagenteilen
20
Kurz und bündig
6 Kernbrennstoff
6 HTP X5-Brennelemente für DWR:
Ein fortschrittliches, wirtschaftliches
und zuverlässiges Design
14 Mark-B12: Ein DWR-Brennelement
mit vielen Möglichkeiten
15
Nuklearservice
15 Three Mile Island 1: Innovative und
schnelle Problemlösung
16 Wunschpartner für alle Arbeiten
an RDB-Deckeln
18 COMBO: Ein neues Messsystem
zur kontinuierlichen Erfassung der
Borkonzentration
19 Oskarshamn 1: Neue Brennelementbecken-Anschlüsse
während
des Anlagenbetriebs montiert
>> Framatome ANP jetzt in den Farben der AREVA-Gruppe
Wie Sie sicher bemerkt haben, hat Framatome ANP – ein Unternehmen von
AREVA und Siemens – ein neues Logo bekommen. Es ist jetzt durch das rote,
stilisierte „A“ des AREVA-Logos gekennzeichnet. Dieses „A“ markiert die gemeinsame
Identität aller zur AREVA-Gruppe zugehörigen Unternehmen und
unterstreicht den Beitrag von Framatome ANP bei der Schaffung des weltweit
führenden Unternehmens der Kerntechnik.

Projekte & Engineering
>>
Beispiel:
Überdrehzahlschutz
Digitale Leittechnik verbessert
Anlagenverfügbarkeit
Die digitalen Leittechniksysteme
TELEPERM TM XS
und TELEPERM XP eignen
sich nicht nur zur
Steuerung und Regelung
von Reaktoranlagen,
sondern werden verstärkt
für die Erneuerung
der Leittechnik für
Schutz- und Regelungsaufgaben
am Turbosatz
eingesetzt.
TELEPERM XS-Turbinenregelung
(2-kanalig) im Prüffeld
Durch die neue Turbinenleittechnik wird
die wartungsintensive Hydraulik wesentlich
reduziert. Die Drehzahl wird dreikanalig erfasst
und das Schnellschlussventil 2-von-3
angesteuert. Die Funktion der Kanäle wird
zyklisch automatisch getestet, Fehler werden
somit rechtzeitig erkannt und gemeldet.
Jüngste Beispiele hierfür sind der Austausch
der Turbinenregelung in den
deutschen Blöcken Biblis A und B und in
der schwedischen Anlage Oskarshamn 3
sowie die Erneuerung des Turbinenschutzes
in Biblis B, Brunsbüttel, Philippsburg 1
und Grafenrheinfeld (alle Deutschland), in
Gösgen (Schweiz) und Forsmark 3 (Schweden).
Weitere Kernkraftwerke in Deutschland
sowie eine US-Anlage haben ihr Interesse
am Einsatz der Sicherheitsleittechnik
TELEPERM XS und der Betriebsleittechnik
TELEPERM XP im Turbosatzbereich
bekundet.
Beim Turbinenschutz wird, in Verbindung
mit der Erneuerung von hydraulischen
Komponenten (wie Ersatz der hydraulischen
Schnellschlusseinrichtung durch
einen Schnellschlussblock, der von drei
Magnetventilen angesteuert wird), durch
den durchgängigen mehrkanaligen Aufbau
die Verfügbarkeit des Turbosatzes und somit
auch der Gesamtanlage signifikant verbessert.
Auch für die Regelungsaufgaben
wird ein mehrkanaliger Aufbau der Leittechnik
und der maschinentechnischen
Komponenten realisiert.
TELEPERM XS und TELEPERM XP
erfüllen hier sowohl die Forderung nach
Mehrkanaligkeit als auch die für die Turbosatzregelung
wesentlichen Anforderungen
wie Schnelligkeit, Dynamik und Regelgüte.
Dies resultiert z.B. bei TELEPERM XS aus
der Auslegung des Systems für die Anforderungen
des Reaktorschutzes und der Reaktorregelung,
wie mehrkanalige Ausführung
(2-, 3-, 4-kanalig), Erdbebenauslegung und
EMV-Festigkeit. Die Erfüllung dieser Anforderungen
wurde bei TELEPERM XS
durch eine entsprechende Qualifizierung
nach KTA und die Zertifizierung der
Nuclear Regulatory Commission für die
US-geprägten Märkte bestätigt. So profitiert
beim Einsatz von TELEPERM XS
und TELEPERM XP auch die neue Leittechnik
am Turbosatz von den exzellenten
Systemeigenschaften unserer digitalen Leittechnik.

Projekte & Engineering
Kozloduy 3 und 4: Bewertung der
Restlebensdauer von Ausrüstungen
und Anlagenteilen
Seit der Öffnung des europäischen
Energiemarktes
sind die Forderungen nach
einem einheitlichen Sicherheitsstandard
der Kernkraftwerke
immer lauter
geworden. Der Betreiber
des bulgarischen WWER-
Kernkraftwerks Kozloduy
verfolgte im Laufe der Jahre
das Konzept, nicht nur
Einzelmaßnahmen (gemäß
den IAEA-Richtlinien) zur
Verbesserung der Anlagensicherheitdurchzuführen,
sondern alle Komponenten
und Systeme auf
ein international anerkanntes
Sicherheitsniveau zu
bringen und auf diese Weise
ein neues WWER-440-
Design zu schaffen. Dieses
Vorgehen zeichnet
sich durch zahlreiche Innovationen
aus und kann als
Modell für die Schaffung
eines neuen Sicherheitsdenkens
dienen.
Entwicklung eines Alterungsmanagement-Programms
Ein maßgeschneidertes Alterungsmanagement-Programm
ist in diesem Zusammenhang
von großem Interesse, da es dazu
beiträgt, die Anlagensicherheit über die vorgesehene
Anlagenlaufzeit und darüber hinaus
auf einem hohen Niveau zu halten.
Gleichzeitig werden aus der erhöhten Anlagenzuverlässigkeit
und -verfügbarkeit wirtschaftliche
Vorteile resultieren.
Die vorrangigen Ziele eines Programms,
das gemeinsam von Experten des Kernkraftwerks
Kozloduy und von Framatome ANP
entwickelt wurde und von einem Konsortium,
aus Framatome ANP und der russi-
schen Firma Atomstroyexport realisiert
wird, sind
• die unabhängige Bewertung der Restlebensdauer
von Komponenten, Systemen
und Anlagen, die auch dem Urteil internationaler
Experten standhalten muss,
• die Identifizierung der Notwendigkeit
weiterer Untersuchungen bzw. Berechnungen
in bestimmten Fällen und
• die Erarbeitung von wirtschaftlich sinnvollen
Verbesserungen zur Erhöhung der
Sicherheit.
Teil eines umfassenden
Modernisierungsprogramms
Das Alterungsmanagement-Projekt ist Bestandteil
eines weit reichenden Modernisierungsvorhabens
für Kozloduy 3 und 4 und
umfasst drei Phasen:
• Phase 1 beinhaltet die Ermittlung der
Restlebenszeit von repräsentativen (sicherheits-
und verfügbarkeitsrelevanten)
Komponenten, Systemen und Strukturen
für die beiden Blöcke, unter Nutzung
modernster Techniken.
• In Phase 2 wird ein computergestütztes,
strukturiertes System zur Handhabung
aller relevanten Komponenten- und Systemdaten
aus der Anlagenerrichtung und
dem Anlagenbetrieb (Belastungen und
Umgebungsbedingungen) sowie aus Inspektionen
und Nachrüstungen erarbeitet.
• Phase 3 umfasst die Erstellung eines Alterungsmanagement-Programms,
das die
Detektion, die Bewertung und die Vermeidung
der relevanten Alterungsmechanismen
erlaubt sowie die Bestimmung
der Orte, wo diese Mechanismen auftreten
können.
Das Projekt mit einer Laufzeit von
eineinhalb Jahren wird im Juni 2002 abgeschlossen
sein. Der bisher erzielte Arbeitsfortschritt
und die dabei gewonnenen Ergebnisse
sind viel versprechend und werden
vom Kunden positiv bewertet.

Kernbrennstoff
>>
HTP X5-Brennelemente für DWR:
Ein fortschrittliches wirtschaftliches
und zuverlässiges Design
Die Anforderungen an
die Brennelemente sind
in den vergangenen Jahren
stetig gestiegen: Die
Betreiber erwarten heute
höchste Zuverlässigkeit
bei optimaler Brennstoffausnutzung
und flexiblem
Betrieb. Mit der Entwicklung
des HTP X5-Brennelements
für DWR haben
wir uns diesen Forderungen
erfolgreich gestellt.
Ausgelegt für Anreicherungen
von bis zu 5 w/o U235
Um die Kosten im Kernbrennstoffkreislauf
zu senken und somit die Wettbewerbsfähigkeit
der Kernenergie zu stärken, steht
bei der Brennelemententwicklung die Nutzung
höher angereicherter Brennstoffe und
eine hohe Betriebszuverlässigkeit bei anspruchsvollen
Leistungsgeschichten im Vordergrund.
Das DWR-Brennelement
HTP X5 (High Thermal Performance
eXtended up to 5 w/o) ist daher für Anreicherungen
von bis zu 5 w/o U235
ausgelegt und ermöglicht Brennelement-
Abbrände von rund 70 MWd/kgU bzw.
Brennstab-Abbrände von bis zu 75 MWd/kgU.
Unser HTP X5-Brennelement – an der Spitze in puncto Wirtschaftlichkeit
und Zuverlässigkeit
Umfassende Einsatzerfahrung
mit HTP-Brennelementen
Bis Ende 2001 sind 3340 HTP-Brennelemente
in 22 DWR-Anlagen verschiedener
Hersteller in Europa, Asien sowie den
USA eingesetzt worden, überwiegend in
Reaktoren mit einem 17�17-Gitter. Bisher
wurde ein maximaler Brennelement-Abbrand
von 56 MWd/kgU erreicht. Trotz
eines stetigen Anstiegs der erzielten Abbrände
war das Betriebsverhalten stets
hervorragend.
Hohe Zuverlässigkeit trotz
kontinuierlich steigendem
Entladeabbrand
Der kontinuierliche Anstieg des Entladeabbrands
ist Ausdruck einer hohen Zuverläs-
sigkeit. In den letzten 20 Jahren ist der
mittlere Entladeabbrand der führenden
Nachlademenge von DWR-Brennelementen
um mehr als die Hälfte auf über
50 MWd/kgU gestiegen. Mit den bereits
im Einsatz befindlichen fortschrittlichen
HTP-Brennelementen werden in den
nächsten Jahren Entladeabbrände von
55 MWd/kgU erzielt werden. Beim HTP-
Brennelement sind Werkstoffe und Konstruktion
so optimiert, dass innerhalb zweier
Jahreszyklen Abbrände von etwa 35 bis
40 MWd/kgU ohne betriebliche Einschränkungen
möglich sind.
Die Überlegenheit der Brennstablagerung
über vier Doppellinien wurde über
mehrere Betriebszyklen hinweg auf Kernpositionen
bewiesen, auf denen es bei
Brennelementen mit herkömmlichen Fe-
6 Advanced Nuclear Power Nr. 4 Mai 2002

der-/Noppen-Abstandhaltern immer wieder
defekte Brennstäbe gab. Seit dem Einsatz
von HTP-Brennelementen an diesen Positionen
traten keine Schäden an Brennstäben
mehr auf.
Starke Argumente für HTP X5
HTP bezeichnet sowohl einen Abstandhalter
als auch das Brennelement-Design mit
diesem Abstandhalter als wesentlicher
Komponente.
Abstandhalter:
Die einzigartige, innovative Technik des
Voll-Zirkon-HTP-Abstandhalters vereint
Kühlmitteldurchmischung und Brennstabhalterung
in einem konstruktiven Element.
Die gebogenen Kühlmittelkanäle erhöhen
die Kühlmitteldurchmischung und verbessern
so das thermohydraulische Verhalten.
Durch die Lagerung des Brennstabes über
vier Doppellinien mit großer Kontaktfläche
wird optimale Sicherheit gegen Brennstab-
Fretting erreicht: Über einen Zeitraum von
15 Jahren wurde kein einziger Brennstabschaden
durch Fretting beobachtet. Beim
HTP X5-Brennelement wird in der untersten,
stark beanspruchten Abstandhalter-
Position ein innovativer, aus dem HTP-Abstandhalter
abgeleiteter Abstandhalter aus
Inconel eingesetzt.
Brennelementfuß:
Um Fremdkörper wirkungsvoll zurückzuhalten
und somit Brennstabschäden durch
Fremdkörper-Fretting zu vermeiden, sind
die Brennelementfüße wahlweise mit integriertem
Fremdkörperabscheider oder mit
FUELGARD TM ausgestattet.
Hüllrohre:
Die gestiegenen Anforderungen eines fortschrittlichen
Reaktorbetriebs erfordern
Hüllrohrmaterialien, die sich durch hervorragende
Korrosionsresistenz, geringe Wasserstoffaufnahme
und abgesicherte mechanische
Eigenschaften auszeichnen. Die eingesetzten
Hüllrohre aus M5 TM sind so ausgelegt,
dass alle Betriebsanforderungen in
DWR selbst bei schwierigsten Parametern
(Druck, Dampfgehalt, Leistungsgeschichte
usw.) bis hin zu dem mit einer Ausgangsanreicherung
von 5 w/o U235 maximal erzielbaren
Abbrand erfüllt werden.
„New Generation Fuel
Assembly“
Schon in der Vergangenheit hat Framatome
ANP in enger Zusammenarbeit mit seinen
Kunden umfangreiche Test- und Vorläuferprogramme
durchgeführt. So konnten stetige
Verbesserungen bei Wirtschaftlichkeit
Kernbrennstoff
Betriebserfahrung mit HTP-Brennelementen
(Stand: Ende 2001)
Brennelement
15 x 15 – 20
16 x 16 – 20
18 x 18 – 24
– 20
15 x 15 – 9
14x14– (16+1)
15 x 15 – (20+1)
17x17– (24+1)
Ersteinsatz
*Brennelement-gemittelt
Advanced Nuclear Power Nr. 4 Mai 2002 7
2001
1989
1992
1988
1988
1994
1991
1993
Anzahl Brennelemente
im Kern gesamt
4 4
16 20
26 64
0 2
204 480
201 385
157 409
989 1976
1597 3340
Maximaler
Abbrand*
(MWd/kgU)
Abbrandverteilung der HTP-Brennelemente
im Bereich > 40 MWd/kgU (Stand: Ende 2001)
Anzahl der Brennelemente
250
200
150
100
50
0
und Zuverlässigkeit erzielt werden. Im
Rahmen des Projekts „New Generation
PWR Fuel Assembly“ werden wir in enger
Anlehnung an die Bedürfnisse der Kunden
in den kommenden Jahren ein neues Brennelementdesign
für DWR-Anlagen entwickeln.
Dabei wird von den Eigenschaften
unserer heute existierenden Produktlinien
und den damit gesammelten Betriebserfahrungen
ausgegangen.

Mechanische Komponenten
>>
Jeumont SA: Höchste Qualität
vom führenden Komponentenhersteller
Der hohe Marktanteil
von Jeumont SA und die
umfassende Einbindung
der Auslegungs- und
Herstellungsprozesse in
die Geschäftsstruktur
stellen für dieses Unternehmen
angesichts der
Anforderungen der Betreiber
bezüglich Verfügbarkeit,Reaktionsfähigkeit
und Qualität einen
klaren Wettbewerbsvorteil
dar.
Jeumont, eine 100%ige Tochterfirma
der Framatome ANP in
Frankreich, hat mittlerweile über
220 Hauptkühlmittelpumpen samt
Motoren sowie 4500 Steuerstabantriebe
geliefert. Das Unternehmen (früher
bekannt als Jeumont Industrie) wurde
Ende des letzten Jahrhunderts gegründet
(zur Herstellung von Motoren,
Pumpen sowie elektrischen Motoren
für Lokomotiven und Schiffe). In den
70er Jahren wurde Jeumont Lizenz-
Digitale Technologie und langjährige Erfahrung stellen die Qualität der
Steuerstabantriebe sicher
nehmer für Westinghouse-Hauptkühlmittelpumpen
und -motoren sowie für
Steuerstabantriebe. Die Komponenten
haben sich in aller Welt – in Frankreich,
den USA, Asien und Südafrika
– im Betrieb bewährt. Für das Unternehmen
stand schon immer die Verbesserung
des Betriebsverhaltens sowie
die Verlängerung der Lebensdauer von
Kernkraftwerken im Vordergrund.
Verbessertes Design garantiert
100 % Verfügbarkeit
Durch die vertikale Integration all seiner
Prozesse stellt Jeumont die hohe
Qualität und Konsistenz seiner Produkte
sicher. Zusätzlich sorgen Schulungen
auf den Gebieten Pumpen,
Motoren, Steuerstabantriebe sowie
Wellendichtungen dafür, dass die Ingenieure
und Techniker auf ihrem
Spezialgebiet über größtmögliche Erfahrung
verfügen – für ein Produkt
höchster Qualität.
8 Advanced Nuclear Power Nr. 4 Mai 2002

Basierend auf den von
Framatome ANP-Ingenieurteams aufgestellten
Spezifikationen plant, fertigt
und prüft Jeumont komplette Hauptkühlmittelpumpenaggregate,
was eine
Optimierung der Wirtschaftlichkeit
und eine Straffung der Terminpläne
erlaubt. Im Laufe der Zeit haben zahlreiche
Innovationen zu einer Verfügbarkeit
von 100% geführt, ohne dass
Hauptkomponenten des Motors ausgetauscht
werden müssen. Um die Instandhaltung
zu erleichtern und den
Wartungsaufwand zu verringern, verfügen
alle Pumpen-Baureihen über
eingebaute Sensoren (zur Messung
von Schwingungen, Förderstrom,
Temperatur usw. während des Betriebs)
und Zwischenstücke, mit denen
ein Ausbau des Motors vermieden
werden kann. Ein neues Stator-Design
macht Neuwicklung und Austausch
überflüssig. Neuerungen beim Ölversorgungssystem
verbessern das Betriebsverhalten
der Lager. All diese
Innovationen ermöglichen über
4000 Starts bei Jeumont-Pumpen.
Längere Lebensdauer der
Steuerstabantriebe kommt
Anlagenbetreibern zugute
Nach der Auslegung und Validierung
der Steuerstabantriebe durch
Framatome ANP wird im Werk
Jeumont die Detailplanung für die
Fertigung vervollständigt und die
Steuerstabantriebe werden hergestellt.
Auf der Grundlage der Original-Spezifikationen
hat das Unternehmen die
gefertigten Typen deutlich verbessert,
beispielsweise durch die Erhöhung der
Lebensdauer von 2,5 Millionen Schritten
auf fast 8 Millionen. Darüber hinaus
sind die Antriebe wartungsfrei und erlauben
eine kontinuierliche Anpassung
der Reaktorleistung an den Netzbedarf.
Diese Auslegungsmerkmale und
Betriebseigenschaften ermöglichen es
den Anlagenbetreibern, ihre Reaktoren
im Lastfolgebetrieb über mehr als
60 Jahre hinweg zu betreiben.
Prestigeträchtiger
„N Stamp“ von ASME
Im Dezember 2001 erhielt Jeumont die „N“-
(Nuclear-) und die „NPT“-(Nuclear Pumps and
Appartenances-)Zertifizierung der American
Society of Mechanical Engineers (ASME). Diese
Zertifizierung erlaubt dem Unternehmen, nach
den Spezifikationen anderer
Hersteller Hauptkühlmittelpumpen
und Steuerstabantriebe
zu fertigen, wodurch
sich Jeumont als Anbieter
der Wahl für Hauptkühlmittelpumpen
samt Motoren
sowie Steuerstabantriebe positionieren
wird.
Der nordamerikanische
Markt
Jeumont lieferte Hauptkühlmittelpumpen-Motoren
sowie Ersatz-Statoren
und führt Modernisierungs-
und Instandhaltungsarbeiten
in mittlerweile
mehr als acht US-
Kernkraftwerken durch
oder hat sie bereits durchgeführt.
Die Schaffung einer
„heißen“ Werkstatt am
Standort Lynchburg (Virginia),
ähnlich der größten
„heißen“ Werkstatt Europas
bei Somanu in Frankreich
ist nur ein Aspekt
der engen Zusammenarbeit
zwischen Jeumont und
Framatome ANP in den
USA.

S c h w e r p u n k t
>>
Mechanische
Komponenten:
Reparatur oder Austausch?
Advanced Nuclear Power N O 4 March 2002 11

Die Mehrzahl aller Kernkraftwerke
weltweit wurde
vor über 20 Jahren errichtet.
Es ist daher nicht ungewöhnlich,
dass bei
Schlüsselkomponenten
erste, auf Alterung und
Korrosion zurückzuführendeVerschleißerscheinungen
zu beobachten sind.
Die Betreiber werden somit
zunehmend mit der
schwierigen Entscheidung
„Reparatur oder Austausch“
konfrontiert, die
noch dadurch erschwert
werden kann, wenn – wie
in den USA – geplant ist,
die Betriebsgenehmigung
um weitere 20 Jahre zu
verlängern. Zudem sind
die Anlagen gezwungen,
insbesondere durch die
Deregulierung des Strommarkts,
die erzeugte
Strommenge zu erhöhen,
die Kosten zu reduzieren
und mit höchster Effizienz
zu arbeiten. Aus diesem
Grund wächst der Markt
für Austausch-Komponenten.
So betrug 2001 das
entsprechende Vergabevolumen
in den USA
schätzungsweise zwischen
75 und 100 Millionen
US-$; und es wird erwartet,
dass es in den
nächsten drei Jahren bei
200 Millionen US-$ liegen
wird.
Bis vor kurzem fiel beim Auftreten von
abnutzungs- oder korrosionsbedingten
Problemen die Entscheidung meist zugunsten
einer Reparatur. Heutzutage jedoch sind
die älteren Kernkraftwerke gezwungen, immer
mehr Zeit und Aufwand in die Abschätzung
der Vor- und Nachteile von Reparatur
bzw. Austausch zu investieren. Falls
Reparatur, wie lange wird sie dauern? Ist sie
die kostengünstigere Lösung? Und für welchen
Zeitraum? Und falls die Betriebsgenehmigung
für die Anlage um weitere 20 Jahre
verlängert werden soll, welchen Einfluss hat
dies auf die Abwägung Reparatur oder Aus-
S c h w e r p u n k t
Druckspeicher bei der Fertigung im Werk Chalon Saint Marcel, Frankreich
tausch? Sobald die Entscheidung für den
Austausch einer Komponente gefallen ist,
muss die vorhandene Komponente so betrieben
und gewartet werden, dass ihre Leistungsfähigkeit
sichergestellt ist, bis die neue
Komponente gefertigt und ausgeliefert ist.
Framatome ANP als weltweit führender
Hersteller von Kernkraftwerken kann den
gesamten Prozess des Anlagen-Managements
unterstützen: von der ersten Inspektion
und Analyse über eine Bewertung und
Kosten/Risiko-Abschätzung bis hin zu Auslegung,
Fertigung und Einbau der Austausch-Komponente.
Austausch ist häufig
kostengünstiger
Zu den anfälligen Komponenten zählen insbesondere
Reaktordruckbehälter-(RDB-)
Deckel und Dampferzeuger, die unter Verwendung
von Alloy 600 hergestellt wurden.
Die wasserbedingte Korrosion dieses Werkstoffs
ist der Grund für zahlreiche Probleme
bei diesen Komponenten. In der Vergangenheit
bestand beim Auftreten von Schwierigkeiten
an Dampferzeugern eine Lösung darin,
die Rohre zu stopfen bzw. zu sleeven,
um Heizrohrleckagen zu verhindern oder zu
beseitigen. Allerdings kann nur eine begrenzte
Anzahl von Rohren ohne Leistungseinbuße
gestopft werden. Und der mit
wachsendem Anlagenalter zunehmende
Aufwand für Inspektion und Reparatur der
Rohre wirkt sich erheblich auf Revisionskosten
und -dauer aus. Seit dem Einbau der
Original-Dampferzeuger sind mittlerweile
auch verbesserte, weniger korrosionsanfällige
Rohr-Werkstoffe entwickelt worden,
die die Abschätzung „Reparatur oder Austausch“
ebenfalls beeinflussen.
Nach eingehender Bewertung entscheiden
sich daher viele Anlagen für den
Austausch von Schlüsselkomponenten, anstatt
die Inspektion und Reparatur fortzusetzen,
da dadurch eine deutliche Senkung
der Betriebskosten realisierbar ist, vor allem
dann, wenn eine Verlängerung der Betriebsgenehmigung
geplant ist.
Austauschkomponenten für
zwei US-Anlagen
Von der Anlage Callaway (Eigentümer und
Betreiber: AmerenUE) in den USA erhielten
wir kürzlich einen Auftrag über vier
Austausch-Dampferzeuger, die 2005 geliefert
werden sollen. Auf die Frage, warum
die Entscheidung für Framatome ANP fiel,
antwortete Tim Herrmann, Leiter der Engineering-Abteilung
für den Dampferzeugeraustausch:
„Framatome ANP bot uns
ein innovatives Design, das unseren Bedürfnissen
entspricht und unsere Anlage
noch leistungsfähiger macht. Wir sind
mit einer bestimmten Vorstellung an
Framatome ANP herangetreten und
wurden dort mit einer anderen, besseren
Lösung versorgt.“
Diese Dampferzeuger werden von
Framatome ANP im Werk Chalon Saint
Marcel gefertigt werden, dem mit 90 errichteten
Blöcken weltweit führenden
Werk für Kernkraftwerkskomponenten.
Advanced Nuclear Power Nr. 4 Mai 2002 11

S c h w e r p u n k t
12 Advanced Nuclear Power NO Reaktordruckbehälter
für
Civaux, Frankreich,
beim
Verlassen von
Chalon Saint
Marcel
4 March 2002

Mitarbeiter von Callaway zeigten sich beim
Besuch der Fertigungsstätte sehr beeindruckt
von der Aufmerksamkeit, die selbst
auf Details gelegt wird, dem Reinraum, sowie
der bei jedem Schritt des Herstellungsprozesses
durchgeführten Prüfung und
Analyse. Seit Chalon Saint Marcel einen
Webserver mit Auslegungsdaten, technischer
Dokumentation und Informationen
über den Fertigungsfortschritt eingerichtet
hat, können die Kunden in Echtzeit auf
Informationen zu ihrer spezifischen Komponente
zugreifen.
1999 wurden von Chalon Saint
Marcel ein RDB sowie drei Dampferzeuger
und ein Druckhalter für Ling Ao 1 in
China ausgeliefert, ein weiterer Druckhalter
ging 2000 nach Ling Ao 2. 1997 bzw.
1999 wurde die Errichtung der N4-Blöcke
Civaux 1 und 2 (mit je 1450 MWe) in
Frankreich abgeschlossen. Gegenwärtig
werden die beiden Austausch-Dampferzeuger
für die US-Anlage Prairie Island gefertigt,
die 2004 ausgeliefert werden. Von den
28 seit 1990 in Betrieb genommenen
Leichtwasserreaktoren (ohne WWER-Anlagen)
wurden 13 von Framatome ANP errichtet.
Chalon Saint Marcel:
Auf Schwerkomponenten
spezialisiert
Die Fertigungsstätte Chalon Saint Marcel
wurde 1975 gegründet und hat seitdem
Dampferzeuger
für Ling Ao, China
über 400 Großkomponenten – wie RDB
samt Einbauten, Dampferzeuger (272),
Druckhalter (68), RDB-Deckel (44),
Druckspeicher, Rohrleitungen für Reaktorkühlsysteme
sowie Tragstrukturen – für
DWR gefertigt. Aufgrund des flexiblen
Aufbaus kann das Werk die Bestellungen
verschiedener Kunden erfüllen, z.B. durch
die Fertigung unterschiedlichster Komponenten
zur gleichen Zeit.
Da das Werk ausschließlich Nuklear-
Komponenten fertigt, konzentrieren sich
alle Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen
auf eine Verbesserung der Technologie,
der Schweißverfahren sowie der in
den Komponenten verwendeten Werkstoffe.
Insbesondere das Technical Center spezialisierte
sich auf Schweißverfahren und
dazugehörige Techniken sowie auf Metallurgie
und Oberflächenbehandlung. Die Innovationen
und eingesetzten Techniken bei
den zerstörungsfreien Prüfungen stellen eine
äußerst genaue Inspektion aller Bestandteile
und Schweißnähte einer Komponente
sicher. Das Technical Center beschäftigt
sich zudem mit chemischer Korrosion
und der Entwicklung neuer, resistenterer
Werkstoffe.
Die Automatisierung von Design, Engineering
und Fertigung begründen den
guten Ruf unserer Fertigungsstätte Chalon
Saint Marcel im Hinblick auf Qualität und
Service. Tiefbohrmaschinen für Rohrböden,
Mehrspindel-Bohrmaschinen für Ab-
Mehrspindel-Bohrmaschinen für Abstandhalterplatten
S c h w e r p u n k t
standhalterplatten und Räumautomaten
sind Bestandteil unseres modernen Maschinenparks.
Bei der Rohrmontage (Einsetzen,
Schweißen, Einwalzen) stellen eine
Zugangsbeschränkung und Reinräume mit
entsprechender Druckhaltung sicher, dass
während des Herstellungsprozesses keine
Fremdkörper in die Dampferzeuger eingetragen
werden.
Die weltweite Erfahrung von
Framatome ANP bei Service, Engineering
und Instandhaltung trägt dazu bei, dass
unsere Kunden die richtigen Entscheidungen
zum effektiven Management ihrer älter
werdenden Kernkraftwerke treffen können.
Für den Fall, dass Austausch-Komponenten
benötigt werden, fertigt unser Werk
diese gemäß den Kundenspezifikationen zu
wettbewerbsfähigen Kosten, liefert termingerecht
und stellt sicher, dass die austauschbedingten
Stillstandszeiten so kurz
wie möglich sind. Durch ihr umfangreiches
Wissen und die weit reichende Erfahrung
kann Framatome ANP die Kunden
unterstützen: vom Entscheidungsprozess
über Beschaffung, Genehmigung, Fertigung
und Einbau im Kraftwerk bis hin
zum Service vor Ort.

Kernbrennstoff
>>
Mark-B12: Ein DWR-Brennelement
mit vielen Möglichkeiten
Ein verbessertes Brennelement-Design für Babcock&Wilcox-
Reaktoren mit höherer Wirtschaftlichkeit und verbessertem Schutz
gegen Korrosion und Fremdkörper
Vor kurzem wurde die erste Nachladung
mit Framatome ANP-Brennelementen
des neuen Typs Mark-B12 an das US-Kernkraftwerk
Three Mile Island geliefert, in den
Kern geladen und befindet sich nun im Einsatz.
Eine zweite Nachladung wurde an die
Anlage David Besse ausgeliefert und wird
dort im nächsten Zyklus eingesetzt werden.
Das neue Design beinhaltet den fortschrittlichen
Werkstoff M5TM für Hüll- und
Führungsrohre, der im Vergleich zu den
Vorgänger-Designs mit Zircaloy-4-Hüllrohren
ein deutlich niedrigeres Wachstum und
eine geringere Korrosion aufweist. Die M5-
Führungsrohre sollen zu einer geringeren
Verformung führen und somit das Einfahren
der Steuerstäbe erleichtern – ein wichtiger
Aspekt während des Anlagenbetriebs sowie
beim Abfahren.
„Der für Hüllrohre und Strukturteile
eingesetzte Werkstoff M5 unterstützt höhere
Abbrände und längere Betriebszyklen“, so
Dennis Gottuso, der bei Framatome ANP
die Geschäfts- und Produktentwicklung in
Nordamerika leitet. „Wir wollen mit zum
Erfolg der Kernenergie beitragen, indem wir
Designs entwickeln, die die Bedürfnisse unserer
Kunden erfüllen oder sogar übertreffen.“
„Mit dem Zweijahreszyklus, den wir
für Three Mile Island planen und der eine
große Herausforderung darstellt, stoßen wir
bei Zircaloy-4 an die Grenzen,“ so Bob Jaffa,
Senior-Engineer bem Betreiber Exelon
Nuclear. „Die M5-Hüllrohre geben uns den
dringend benötigten Abstand zu den Korrosionsgrenzen
und wir sind optimistisch, dass
die M5-Führungsrohre und die Mark-B12-
Niederhaltefedern die Verformungen reduzieren
werden. Zudem erfüllt die höhere
Ausgangsanreicherung der Mark-B12-Brennelemente
die von der Zyklusauslegung gestellten
Anforderungen besser. Langfristig
wollen wir über einen Kern aus Brennelementen
mit erhöhtem Abbrandpotenzial
verfügen, für den Fall, dass die Abbranderhöhung
Realität wird.“
Erste Anfänge
Dem Debüt der Mark-B12-Brennelemente
gingen viele Jahre der Forschung und Ent-
wicklung neuer Werkstoffe voraus. An erster
Stelle stand die Suche nach einem Werkstoff,
der auch für die zukünftigen anspruchsvollen
Betriebsbedingungen geeignet
ist. So sind höhere Neutronen- und Wärmeflüsse
sowie hohe Temperaturen an der
Tagesordnung, wenn die Anlagen eine Steigerung
ihrer Leistung und Verfügbarkeit
anstreben.
Framatome ANP und ihr Partner Cezus, die
vor über zehn Jahren mit der Werkstoffsuche
begannen, schränkten im Laufe der Zeit
die Zahl der Legierungen, die weiter erforscht
und getestet werden sollten, von über zwanzig
auf sechs ein. Die Legierung M5 wurde
einem umfassenden Entwicklungsprogramm
unterzogen, bei dem die kritischen Materialeigenschaften
und Verarbeitungsparameter
identifiziert und beherrscht wurden. Die
daraus resultierende Mikrostruktur der
Legierung ist hochstabil und bietet im
Reaktor die besten Hüllrohr- und Strukturteileigenschaften
aller untersuchten
Zirkonium-Legierungen. M5 ist eine ternäre
Zr-1% Nb-0-Legierung, die sich unter den
geforderten anspruchsvollen Bedingungen
wie hoher Lithium-Gehalt, hohe Leistungsdichte,
hohe Temperaturen und unterkühltes
Sieden gegenüber den anderen getesteten
Legierungen als überlegen erwies.
M5 stellte sich als ein derartig zuverlässiges
Produkt heraus, dass es inzwischen
von Framatome ANP auch für Führungsrohre
genutzt wird.
Die Zukunft hat begonnen
Die Kernkraftindustrie verändert sich täglich
und die Anlagenbesitzer und -betreiber
beobachten ihre finanziellen Spielräume
genau: Sie suchen nach Möglichkeiten, die
Leistung ihrer Anlagen zu erhöhen, sie bei
höheren Spitzenlasten fahren und länger
betreiben zu können. Dank des dünneren
M5-Hüllrohrmaterials und der dickeren
Pellets ist das Mark-B12-Brennelement in
der Lage, dies alles mitzumachen.
„Die Uranmenge wurde bei diesem
Brennelement um 5 % gegenüber den Vorgänger-Modellen
erhöht, um auf diese Weise
längere Betriebszyklen und höhere Ab-
brände zu ermöglichen. Die Zahl der Nachlade-Brennelemente
pro Jahr wird reduziert
und dem Anlagenbetreiber wird Flexibilität
beim Betrieb geboten“, sagte Gottuso. „Die
Hüllrohre aus M5, die zum guten Betriebsverhalten
der Mark-B12-Brennelemente beitragen,
sind nicht nur für Babcock&Wilcox-
Reaktoren verfügbar, sondern auch für
Westinghouse- und bald auch für Combustion
Engineering-Anlagen“, so Gottuso.
„Unser Ziel ist es, die Kernkraftwerke mit
den fortgeschrittensten Brennelementen zu
versorgen, die nicht nur allen Bedürfnissen
gerecht werden, sondern auch den Betrieb
jedes DWR verbessern.“

Three Mile Island 1:
Innovative und schnelle
Problemlösung
Im Oktober 2001 wurden bei einer
Wirbelstromprüfung der Dampferzeuger-Rohre
im US-Kernkraftwerk Three
Mile Island 1 des Betreibers AmerGen
im Dampferzeuger B an vier Rohren im
Bereich des oberen Rohrbodens – die
Anlage ist mit Geradrohr-Dampferzeugern
ausgestattet – auf der Sekundärseite
Abnutzungserscheinungen festgestellt.
Diese vier Rohre umgaben ein bereits
früher gestopftes Rohr.
Da die Befunde signifikant waren,
vermutete das Auswertepersonal den Abriss
des gestopften Rohres als Ursache.
Nach dem Entfernen des Stopfens vom
oberen Rohrboden bestätigte eine Sichtprüfung,
dass sich dieses Rohr tatsächlich
auf der Sekundärseite vom oberen Rohrboden
gelöst hatte.
AmerGen entschied sich für die
Entnahme von Probenstücken des Rohres,
um so mechanisch-technologische
Prüfungen zur Ermittlung der Schadensursache
durchführen zu können. Bei
Framatome ANP wurde am Freitag, dem
19. Oktober 2001, um Hilfe nachgefragt.
Da es sich um die erste derartige
Aktion handelte, wurde mit einem
schnell zusammengestellten Team ein
vorläufiger Plan zur Bewerkstelligung der
Probenentnahme ausgearbeitet.
Um Zugang zu erhalten und die
Rohrstücke von der Sekundärseite aus
entnehmen zu können, sah der Plan das
Entfernen des Mannlochdeckels und der
Hemdabdeckung auf der Dampferzeuger-Sekundärseite
vor. Das Schneiden der
Rohrabschnitte konnte von der Primärseite
aus erfolgen, aber die Entnahme
und Registrierung der Stücke mussten
von der Sekundärseite aus geschehen.
Das Team entwickelte geeignete
Werkzeuge, Modelle, Videoüberwachungseinrichtungen
und andere Hilfsmittel
in rund vier Tagen. Das Personal,
das im Kraftwerk arbeiten sollte, wurde
in Lynchburg trainiert und innerhalb von
drei Tagen wurde der endgültige Ausführungsplan
erstellt. Eine Woche nach
der Anfrage war das Team im Kraftwerk
Für die Rohrentnahme in
Three Mile Island 1 wurde ein
spezielles fernbedientes
Werkzeug entwickelt.
und begann mit dem Aufbau des Equipments
und dem Training vor Ort.
Die Arbeiten zum Entnehmen der
Rohrabschnitte begannen am 28. Oktober.
Das Team stieß auf festsitzende
Schrauben an den sekundärseitigen
Mannlöchern und die Schrauben an der
Hemdabdeckung waren seit Inbetriebnahme
der Anlage noch nie entfernt
worden. Zudem entdeckte das Team
Rohrabschnitte, die gegenüber dem Auslegungszustand
deutlich erweitert waren.
Des Weiteren musste der verbleibende
Rohrabschnitt so belassen werden, dass
ein Weiterbetrieb möglich war. Die entfernten
Rohrstücke wurden zunächst einer
Wirbelstromprüfung unterzogen,
anschließend wurden an ihnen im Labor
mechanisch-technologische Prüfungen
einschließlich metallografischer Untersuchungen
und Druckprüfungen durchgeführt.
All dies wurde, trotz der festsitzenden
Schrauben und der erweiterten
Rohrabschnitte, innerhalb von zwei Tagen
abgeschlossen.
Bis auf einen Rohrabschnitt wurden
alle Abschnitte wie geplant entfernt. Bei
dem nicht entnommenen Abschnitt handelte
es sich um ein 10 cm langes Stück
Nuklearservice
Großaufnahme der Klemme
auf dem Werkzeug zur Fixierung
des Rohres während der
Arbeiten
im Bereich des oberen Rohrbodens. Dieser
Abschnitt wurde eingewalzt, damit er
fest sitzt und nicht zum losen Teil wird.
Die Untersuchungen und Analysen an
den entnommenen Rohrstücken ergaben,
dass der Schaden auf eine Kombination
von drei Faktoren zurückzuführen
war: Rohrerweiterung aufgrund
von Wasser im Rohr, interkristalline
Korrosion an der Rohraußenseite und
strömungsinduzierte Schwingungen
durch starke Querströmung. Die Feststellung
der Fehlerursache war ein wesentliches
Element in AmerGens Schadenseindämmungsplan,
der die Rückkehr
der Anlage zum Leistungsbetrieb
ermöglichte.
Rich Freeman, Dampferzeuger-
Fachmann in Three Mile Island, führte
aus: „Framatome ANP hat beim Heraustrennen
dieser Rohrabschnitte von der
Sekundärseite unseres Dampferzeugers
aus sehr gute Arbeit geleistet, sowohl bei
der Vorbereitung als auch bei der
Durchführung. Das Entfernen dieser
Abschnitte war wichtig und half uns,
den Grund für die Schäden an den
Heizrohren unseres Dampferzeugers
festzustellen.“

Nuklearservice
>>
Wunschpartner für alle
Arbeiten an RDB-Deckeln
Framatome ANP hat mehr Austausch-Deckel
(mit verbessertem
Design) geliefert als jeder andere
Hersteller
In den letzten Jahren traten in einer steigenden
Anzahl von DWR-Kernkraftwerken
korrosionsbedingte Risse im Bereich
der Steuerstabantriebsstutzen sowie
der dazugehörigen Schweißnähte auf. Das
Problem wurde zuerst in Frankreich und
später auch in den USA beobachtet, wo
die dafür besonders anfälligen Anlagen
von der Nuclear Regulatory Commission
aufgefordert wurden, Inspektionen und im
Falle von Befunden Reparaturen durchzuführen.
Framatome ANP war bei diesem Problem
seit dem ersten Auftreten eingebunden
und verfügt daher über die meiste Erfahrung
sowie über speziell entwickelte Inspektions-
und Reparaturverfahren für alle
Anlagentypen. Von den 27 bis heute in
den USA durchgeführten Inspektionen
hat Framatome ANP 24 vorgenommen,
weitere sieben sind für das Frühjahr 2002
geplant. Im Herbst 2001 wurden Inspektionen
an acht Reaktordruckbehälter-
(RDB-)Deckeln in Reaktoren dreier
Hersteller durchgeführt – vier von
Westinghouse, drei von Babcock & Wilcox
sowie einer von Combustion Engineering.
Aufgrund dieser weit reichenden Erfahrung
können wir nicht nur Inspektionen
und Reparaturen ausführen, sondern
die Kunden auch bei der Analyse von Faktoren
unterstützen, die bei der Entscheidung
zu berücksichtigen sind, welche Option
(einschließlich Austausch) vom wirtschaftlichen
und betrieblichen Standpunkt
aus am sinnvollsten ist.
16 Advanced Nuclear Power Nr. 4 Mai 2002

Inspektionen mit minimaler
Dosisbelastung für alle
Anlagentypen
Bei den Prüfungen im Rahmen der Revisionen
im Herbst 2001 kamen verschiedene
Techniken zum Einsatz, teilweise auch
in Kombination. Innovative fernbediente
Werkzeuge ermöglichten Sichtprüfungen
des freigelegten RDB-Deckels und Ultraschallprüfungen
der Deckeldurchführungsstutzen
bei niedriger Dosisbelastung.
Ergänzt wurde die Auswertung der
Befunde an den Stutzen durch die Prüfung
mit einem rotierenden Ultraschallsystem
an der Unterseite des RDB-Deckels.
Im Frühjahr 2002 werden wir eine
neue Ultraschall-Prüftechnik einführen,
mit der die Leckgeometrie am Übergang
von der Stutzenaußenoberfläche zum Reaktordeckelgrundwerkstoff
im Bereich der
Stutzenaußenfläche erfasst wird. Laut den
in unserer Datenbank hinterlegten empirischen
Informationen aus 128 Stutzeninspektionen
in sieben Anlagen können undichte
Stutzen durch die Ermittlung der
Leckgeometrie per Ultraschall genauso gut
oder sogar besser festgestellt werden als
durch die Sichtprüfung des freigelegten
RDB-Deckels. Diese Innovation wird dazu
beitragen, Zeit zu sparen sowie die Dosisbelastung
zu senken.
Schnelle Reparaturen verkürzen
Stillstandsdauer
Zur Reduzierung der Personendosisbelastung
wurden zudem spezielle automatische
Einrichtungen zur Reparatur von
Steuerstabantriebsstutzen entwickelt. Allein
während der Anlagenstillstände im
Herbst 2001 wurden in vier verschiedenen
Anlagen 24 Steuerstabantriebsstutzen
sowie acht Thermoelemente fernbedient
repariert durch Aufbringen einer Vergütungs-Schweißlage
auf der Innenseite.
Durch anschließende Behandlung der
Wärmeeinflusszonen im Reparaturbereich
soll eine maximale Lebensdauer erzielt
werden.
Durch den Einsatz eines Modells des
RDB-Deckels im Maßstab 1:1 in unserer
Testeinrichtung in Lynchburg (USA) können
wir spezielle Werkzeuge und Techniken
für Inspektion und Reparatur entwickeln
sowie unser Personal vor den
Einsätzen im Kraftwerk schulen. Beispielsweise
ermöglichte ein Verfahren zum Anheben
der Isolierung des RDB-Deckels in
der Anlage eines Kunden die Prüfung des
freigelegten RDB-Deckels von außen und
machte eine Prüfung des Deckels von der
Innenseite her überflüssig.
Austausch: Eine aussichtsreiche
Option für den langjährigen
Anlagenbetrieb
Diejenigen Kernkraftwerke, die von einer
größeren Anzahl von Rissen betroffen
sind, denken ernsthaft über einen Austausch
des RDB-Deckels nach. Da die
Lieferzeit für einen Austausch-Deckel derzeit
die Dauer eines Betriebszyklus übersteigt,
entwickelt Framatome ANP in Zusammenarbeit
mit dem Kunden innovative
Lösungen zur Reduzierung der Fertigungsdauer
für RDB-Deckel.
Framatome ANP wurde mit der Lieferung
dreier Austausch-Deckel für US-
Kernkraftwerke beauftragt. Sie werden in
unserem dafür qualifizierten Werk Chalon
Saint Marcel in Frankreich gefertigt werden.
In diesem Werk werden seit über
35 Jahren Schwerkomponenten hergestellt,
bisher ohne jeden Lieferverzug. Um
die Kundenanforderungen zu erfüllen,
können sowohl ein- als auch zweiteilige
RDB-Deckel gefertigt werden, die zu den
vorhandenen Anlageneinrichtungen sowie
zum Druckbehälterflansch, den Deckelschrauben
und den Steuerstabantrieben
passen. Der wichtigste Gesichtspunkt für
viele Kunden ist jedoch, dass bisher an
keinem der 120 gefertigten und gelieferten
RDB-Deckel ein Anriss in der J-Naht
der Steuerstabantriebsstutzen aufgetreten
ist.

Nuklearservice
>>
COMBO: Ein neues Messsystem
zur kontinuierlichen
Erfassung der Borkonzentration
In DWR-Anlagen wird zur Bindung von
Reaktivität dem Kühlmittel Borsäure
beigemischt. Mit zunehmendem Kernabbrand
wird dem Kühlmittel die Borsäure
nach und nach entzogen. Zur Reaktivitätskontrolle
ist, insbesondere im abgeschalteten
Zustand und beim Beladen, die
Überwachung der Borkonzentration in
den kühlmittelführenden Systemen sicherheitstechnisch
relevant.
Mit dem von Framatome ANP entwickelten
COMBO (Continuous Measurement
of Boron Concentration) steht jetzt
ein System zur Verfügung, das eine kontinuierliche
Messung der Borkonzentration
ohne Eingriff in die Systeme erlaubt. Das
Messsystem wird auf die Rohrleitungen
oder den Behälter aufgesetzt, ohne dass an
diesen Veränderungen erforderlich sind.
Daher ist COMBO auch für Nachrüstungen
gut geeignet – in allen Typen von
DWR.
Online-Messung bietet
Vorteile
Die Konzentration der Borsäure im Kühlmittel
von DWR wird heute standardmäßig
(und mit großem Laboraufwand
verbunden) diskontinuierlich durch chemische
Analyse (Titration) gemessen.
Doch eine kontinuierliche Messung bietet
erhebliche Vorteile:
• Durch Online-Überwachung der Borkonzentration
im Primärkreis und in
den angrenzenden Reaktorhilfssystemen
kann die Betriebsmannschaft auf
Abweichungen deutlich schneller reagieren,
was eine wichtige sicherheitstechnische
Verbesserung darstellt.
• Durch die Verkürzung der An- und Abfahrzeiten
sowie eine Betriebsweise, die
geringen Personal- und Materialeinsatz
erfordert, wird die Wirtschaftlichkeit
von Kernkraftwerken verbessert.
Positive Betriebserfahrungen
liegen bereits vor
Ein erstes System wurde von 1996 bis
1999 zu Testzwecken im Volumenregelsystem
des deutschen Kernkraftwerks
Grafenrheinfeld eingesetzt und hat sich
dort bewährt. Die Messeinrichtung, die
sich durch geringe Abmessungen sowie
einfache und schnelle Montage auszeichnet,
wurde direkt an der Hauptrohrleitung
angebracht.
In den WWER-Kernkraftwerksblöcken
Mochovce 1 und 2 in der Slowakei
überwachen seit 1998 bzw. 1999 insgesamt
18 COMBO-Systeme die Borkonzentration
in der Kühlwasseraufbereitung
bzw. -reinigung. Speziell bei WWER-Anlagen
bestehen systembedingte erhöhte
Anforderungen an die Borüberwachung in
den Reaktorhilfssystemen, sodass die Betreiber
dieser Anlagen ein großes Interesse
an qualifizierten Messeinrichtungen zur
Online-Erfassung der Borkonzentration
haben.
Ein weiteres System ist seit 2002 in
Isar 2 in Deutschland zur Überwachung
des Brennelement-Beckens eingebaut.

Nuklearservice
Oskarshamn 1: Neue Brennelementbecken-Anschlüsse
während
des Anlagenbetriebs montiert
Vom 1. bis zum 15. Oktober 2001
wurden im schwedischen SWR
Oskarshamn 1 von Framatome ANP zwei
neue Brennelementbecken-Durchführungen
mit Nenndurchmesser DN 200 für
den Anschluss an das (im Rahmen der
umfassenden Modernisierungsmaßnahmen,
Projekt MOD) neu konzipierte
Nachwärmeabfuhrsystem installiert. Ziel
der Maßnahme ist es, zwei zusätzliche
Beckenkühlkreise zu realisieren, die bei
Ausfall der betrieblichen Beckenkühlung
zugeschaltet werden können.
Weil der Kern während der 2002
stattfindenden Hauptmontagearbeiten im
Brennelementbecken ausgelagert werden
wird, war der Einbau der beiden Durchführungen
während des Anlagenbetriebs
vorzunehmen. Aufgrund der Überlauf-
Beckenkühlung konnte der Füllstand im
Becken nicht abgesenkt werden, die Arbeiten
fanden daher unter Wasser mit
Hilfe eines Caissons (zur örtlichen Trockenlegung
der Brennelementbecken-Wand)
statt. Die bei einer ähnlichen Montage im
schweizerischen Kernkraftwerk Gösgen
1997 gewonnenen Erfahrungen und Erkenntnisse
führten zu einer deutlichen
Unterschreitung der ursprünglich vorgesehenen
Montagezeit: Statt der geplanten
23 Tage wurden nur 15 Tage benötigt.
Laut Anders Ahrenius, Teilprojektleiter
des Betreibers OKG Aktiebolag, war dafür
ausschlaggebend „die exzellente Arbeit des
Einsatzpersonals von Framatome ANP.“
Hilfsbrücke mit eingesetztem Caisson im Brennelementlagerbecken
Mit MOD wird Oskarshamn 1, das
älteste Kernkraftwerk Schwedens mit einer
Leistung von 445MWe, dem heutigen
Sicherheitsstandard moderner Kernkraftwerke
angepasst und der Anlage eine
langjährige, wirtschaftliche Stromproduktion
ermöglicht. Das mehrere Jahre umfassende
Modernisierungsvorhaben wird
im Herbst dieses Jahres abgeschlossenen
werden.

Brasilien
Ein Blick nach vorn – zu
Angra 3
Ein Jahr nach Beginn des kommerziellen
Betriebs von Angra 2 hat die brasilianische
Regierung den Eigentümer
Eletrobrás Termonuclear S.A.
(ELETRONUCLEAR) autorisiert, vorbereitende
Arbeiten für die Wiederaufnahme
der Bauarbeiten von Angra 3
durchzuführen. Im Vordergrund stehen
dabei das atomrechtliche und das umweltrechtliche
Genehmigungsverfahren,
die Anpassung der Lieferverträge und die
Verhandlung der Finanzierung. In das
Projekt hat ELETRONUCLEAR bereits
750 Mio. US-$ investiert. Die Fertigstellung
wird auf weitere 1,7 Mrd. US-$
veranschlagt.
Angra 2 und 3 waren 1976 auf
der Basis des deutsch-brasilianischen
Regierungsabkommens zur Zusammenarbeit
bei der friedlichen Nutzung der
Kernenergie in Auftrag gegeben worden.
Aus Geldmangel waren die Arbeiten
für Angra 3 jedoch Mitte der achtziger
Jahre unterbrochen worden. Angra 2
und 3 sind DWR-Kernkraftwerke der
1300-MWe-Klasse.
Kurz und bündig
China
Reaktorneubau Ling Ao 1
nimmt vorzeitig Betrieb auf
Der DWR Ling Ao 1 in der Provinz
Guangdong hat seine erstmalige Kritikalität
vor dem vor sechs Jahren veranschlagten
Termin erreicht. Die erste sich selbst
erhaltende nukleare Kettenreaktion wurde
am 4. Februar 2002 eingeleitet. Die ersten
Nullleistungsprüfungen fanden am 7. Februar
statt, sodass eine schrittweise Steigerung
der Anlagenleistung nun möglich ist.
Warte in Ling Ao 1, China
18-Monats-Zyklus für
Daya Bay genehmigt
Die National Nuclear Safety Administration
(NNSA) erteilte im Dezember 2001
die Genehmigung, die Blöcke Daya Bay
1 und 2 im 18-Monatszyklus zu betreiben,
beginnend mit Betriebszyklus 9.
Diese Zulassung ist das Ergebnis dreijähriger
Engineering-Arbeiten von
Framatome ANP in Zusammenarbeit
mit dem Nuclear Power Institute of
China (NPIC) und der Guangdong
Nuclear Power Joint Venture Company
Limited (GNPJVC). Die für Zyklus 9
für beide Blöcke spezifisch durchgeführten
Sicherheitsbewertungen sowie die
Ergebnisse der in Daya Bay 2 vorgenommenen
Anfahrversuche haben die
Einhaltung der Sicherheitskriterien bestätigt
– und somit auch die allgemeine
Sicherheit.
Die kürzlich in China zugelassenen
neuen Design-Tools (wie SCIENCE für
die Auslegung von Nuklearanlagen und
CATHARE für LOCA-Analysen) bieten
weitere Möglichkeiten zur Verbesserung
des Betriebsverhaltens von Kernkraftwerken
sowie für eine fortgesetzte erfolgreiche
Zusammenarbeit.
20 Advanced Nuclear Power Nr. 4 Mai 2002

Deutschland
Acht Anlagen unter den
internationalen Top Ten
In der Weltrangliste der Kernkraftwerke
mit der höchsten Stromerzeugung im Jahr
2001 haben deutsche Anlagen – allesamt
von Framatome ANP errichtet – ihre
Führung noch weiter ausgebaut. Unter den
„Top Ten“ finden sich acht deutsche Kernkraftwerke:
Isar 2, Brokdorf, Grohnde,
Emsland, Unterweser, Neckar 2, Grafenrheinfeld
und Gundremmingen B belegten
die Plätze eins bis sieben und neun. Zum
dritten Mal in Folge wurde die Konvoi-
Anlage Isar 2 mit 12,4 Mrd. kWh Weltmeister
in der Stromproduktion.
Bereits in den letzten zehn Jahren
hatten deutsche Anlagen regelmäßig sechs
bzw. sieben der ersten zehn Plätze erobert.
Frankreich
Fessenheim 1:
Sicherheitseinspeiseventil
wird ausgetauscht
Von Electricité de France (EDF) wurden
wir mit dem Austausch eines Sicherheitseinspeiseventils
und des oberhalb gelegenen
Rohrbogens im Kernkraftwerk Fessenheim
1 beauftragt. Die ungewöhnliche
Maßnahme wird 2002 ausgeführt werden
und ist das Ergebnis einer Inspektion, bei
der Rissanzeigen im Ventilsitz und in der
ersten Schweißnaht des Rohrbogens gefunden
worden waren.
Die Personendosisleistung wird mittels
eines materialschonenden chemischen
Dekontaminationsprozesses reduziert werden.
Beim Rohrbogen-Austausch kommt
ein Romer-3D-Arm zum Einsatz, der auf
den Ventilflansch aufgesetzt wird. Dieser
Manipulator liefert genaue Messungen, die
eine präzise Positionierung der Schnitte
und die Schweißnahtvorbereitung am Ersatzstück
ermöglichen. Die Technik wurde
bereits beim teilweisen Austausch eines
Nachwärmeabfuhrsystems erfolgreich an-
gewandt. Sobald alles richtig positioniert
ist, wird ein automatisches WIG-Schweißverfahren
angewendet, die Kontrolle erfolgt
mittels Video-Überwachung. Am Ende
der Maßnahme wird eine Volumenprüfung
der Schweißnaht durchgeführt werden.
Japan
Konversions-Vertrag mit
FBFC
FBFC, ein Tochterunternehmen von
Framatome ANP, unterzeichnete mit Fuel
Industries Ltd. (NFI) einen Mehrjahresvertrag
über Dienstleistungen auf dem
Gebiet der Konversion. Es handelt sich
dabei um die Umwandlung von in Europa
angereichertem Uranhexafluorid (UF6) zu
Urandioxid-(UO2-)Pulver. Die Lieferungen
an NFI sollen noch in diesem Jahr beginnen.
Kanada
Sekundärseitige
Dampferzeuger-Reinigung
in Pickering B
In den Blöcken 5, 6 und 8 des CANDU-
Kernkraftwerks Pickering B (Betreiber
Ontario Power Generation, OPG) hat
Framatome ANP die Dampferzeuger-Sekundärseiten
chemisch gereinigt. Hauptziel
der Reinigung war, eine Gefährdung
der Rohre durch abgelagerte Korrosionsprodukte
zu vermeiden bzw. deutlich zu
verringern. Aufgrund seiner kurzen Anwendungsdauer
und seiner hohen Effizienz
wurde unser patentierter Hochtemperatur-Reinigungsprozess
gewählt, der zudem
keine Modifikationen an der Anlage
erforderlich machte.
Die insgesamt 36 Dampferzeuger
wurden innerhalb von weniger als 12 Monaten
jeweils während der Wartungsstillstände
gereinigt. Insgesamt wurden über
8550 kg an Ablagerungen entfernt. Es
handelte sich um die dritte Dampferzeuger-Reinigung
für OPG.
Schweden
Kurz und bündig
Im Frühjahr 2003 sollen dann die
Dampferzeuger-Sekundärseiten im
Block 7 gereinigt werden, wiederum mit
unserem bewährten Hochtemperatur-
Prozess.
Modernisierung der Steuerstabsteuerung
in Forsmark 3
abgeschlossen
In Forsmark 3, einer 1985 in Betrieb genommenen
SWR-Anlage, hat Framatome
ANP die Steuerstabsteuerung mit der
digitalen Sicherheitsleittechnik
TELEPERM TM XS modernisiert. Damit
wird TELEPERM XS erstmals für die
Stabsteuerung in einer von ABB Atom
(heute Westinghouse Atom) errichteten
Anlage eingesetzt. Das neue System bietet
eine erhöhte Verfügbarkeit sowie eine effizientere
Bereitstellung von Informationen
zum Anlagenzustand. Außerdem erlaubt es
eine automatisierte und bildschirmgestützte
Wartung der Steuerstäbe.
Neben der hochautomatisierten
Steuerung der 169 Stäbe und den Kalibrierfunktionen
wurden eine neue Schaltanlage
und mehrere PC-basierte Hilfssysteme
implementiert. Framatome ANP lieferte
zudem eine Wartungsdatenbank, eine
lokale Bedienstation und ein Werkstattsystem.
Das Bedienen und Beobachten wurde
mit dem Leittechniksystem
TELEPERM XP realisiert.
Advanced Nuclear Power Nr. 4 Mai 2002 21

Kurz und bündig
Südafrika
Zwei Gemeinschaftsunternehmen
gegründet
Im Rahmen der lokalen Entwicklungsstrategie
in Südafrika hat Framatome ANP
bedeutende Anteile an zwei einheimischen
Unternehmen erworben: Lesidi Nuclear
Services (LNS) zur Schaffung der notwendigen
Ressourcen für Instandhaltungstätigkeiten
und Projektmanagement sowie
Signum Design and Engineering
Consultants zur Durchführung von Änderungsstudien.
Damit kann Framatome ANP ihrem
Kunden ESKOM – dem Betreiber der
beiden von Framatome ANP errichteten
Blöcke Koeberg 1 und 2 – ein noch weiter
verbessertes Service-Angebot bieten. Mit
den Investitionen folgen wir der
„Affirmative Action“-Politik der südafrikanischen
Regierung und erfüllen gleichzeitig
die hohen Qualitätsanforderungen für
den Kunden.
Kernkraftwerk Koeberg, Südafrika
Taiwan
Erste Dekontamination
durchgeführt
Im Herbst 2001 schloss Framatome ANP
ihr erstes Dekontaminationsvorhaben in
Taiwan erfolgreich ab: So wurden im
SWR-Kernkraftwerk Kuosheng 1 die
beiden Zwangsumwälzschleifen sowie die
Einbauten dreier Zwangsumwälzpumpen
mit unserem weltweit bewährten
CORD ® UV-Verfahren (chemische Oxidations-Reduktions-Dekontamination)
in
Verbindung mit unserer AMDA ® (automatische
mobile/modulare Dekontaminationsanlage)
dekontaminiert. Die mittleren
Dekontaminationsfaktoren betrugen
für die Umwälzschleifen 51 bzw. 36
und bei den Pumpeneinbauten 127 und
76 sowie 69.
Der CORD UV-Prozess zeichnet sich
durch eine hohe Effektivität und geringe
Abfallmengen aus, da nur Chemikalien
eingesetzt werden, die mittels UV-Licht zu
Wasser und Kohlendioxid zersetzt werden.
Für den Betreiber bedeutet dies eine erhebliche
Reduzierung der Personendosisleistung
sowie niedrige Abfallbehandlungskosten.
USA
Integration von Dienstleistungen
auf dem Gebiet des
Kernbrennstoffs kommt gut
voran
Mit der Zusammenlegung der nuklearen
Bereiche von Siemens und Framatome im
Januar 2001 wurden auch die Brennelement-Fertigungsstätten
in Richland,
Washington, und Lynchburg, Virginia, zusammengeführt.
Hierzu wurden die Tätigkeiten
beider Einheiten eingehend analysiert,
um die Arbeitsabläufe zu optimieren
und den Kunden weiterhin fortgeschrittene
Technologien und Dienstleistungen bieten
zu können.
Es wurde ein Plan zur Konsolidierung
mehrerer Arbeitsabläufe entwickelt, der in
den nächsten drei Jahren realisiert werden
soll. Durch ein langsames, wohl überlegtes
und schrittweises Vorgehen sowie detaillierte
Arbeits- und Zeitpläne wird
Framatome ANP die termingetreue Lieferung
von fehlerfreien Brennelementen
sicherstellen, auch wenn das die Beibehaltung
doppelter Fertigungslinien bis zum
Abschluss der Umstellung bedeutet.
Ein wesentlicher Faktor in diesem
Plan ist die Miteinbeziehung der Kunden:
Sie werden über jeden Schritt informiert
und haben somit jederzeit Gelegenheit,
sich zu beteiligen sowie Ideen und Vorschläge
für eine Minimierung der Unterbrechungen
beizusteuern. Solange dieser
Prozess stattfindet, wird Framatome ANP
die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten
fortführen sowie Zeitpläne und Qualität
aufrecht erhalten, mit dem Ziel, die besten
heute in den USA verfügbaren Brennelemente
bereitzustellen.
22 Advanced Nuclear Power Nr. 4 Mai 2002

Übernahme von Duke
Engineering and Services
Mit Duke Energy haben wir die Übernahme
von Duke Engineering and Services
Inc. (DE&S), ansässig in Charlotte, North
Carolina, vereinbart. DE&S zählt zu den
führenden Unternehmen für Planungsund
Dienstleistungen und beschäftigt,
überwiegend in Charlotte, 1 250 Mitarbeiter.
DE&S ist in drei Unternehmensbereiche
gegliedert. Die Nuclear Group
plant, wartet und modernisiert Kernkraftanlagen
sowie deren Leittechniksysteme.
Die Wiederaufarbeitung verbrauchter
Brennstäbe ist ein weiteres Geschäftsfeld.
Die Federal Group bietet planungstechnische
und Management-Leistungen für ver-
Impressum
Verantwortlich für den Inhalt: Annie Wallet
Redaktionsleitung: Susan Hess
Framatome ANP weltweit
Tour Framatome
92084 Paris La Défense Cedex
Frankreich
Tel.: +33 1 47 96 00 00
Fax: +33 1 47 96 36 36
FRinfo@framatome-anp.com
schiedene Kernkraftanlagen des Department
of Energy. Die Energy and Environmental
Group ist auf die Nachfrage der
Betreiber von Wasserkraft-, Gas-, Kohle-,
Erdöl- und Erdgasanlagen ausgerichtet.
Der President und CEO von
Framatome ANP in den USA, Tom
Christopher, führte aus „Die Synergien
zwischen Framatome ANP und Duke
Engineering werden aufgrund der Leistungsfähigkeit
von Duke Engineering und
unserer strategischen Ziele in der Energiewirtschaft
groß sein. Als der weltweit
führende Anbieter für Engineering, Kernbrennstoff
und Nuklearservice können wir
mit dieser Erweiterung unser Portfolio in
den USA verbreitern.“
Redaktion: Christine Fischer, Vincent Join-Lambert, Martha Wiese
Gestaltung: O’Connor Group, Eduard Maier
Produktion: Richard Heubeck, Bill Warner
Bruce Williamson,
Duke Energy, und
Tom Christopher,
Framatome ANP, bei
der Vertragsunterzeichnung
3315 Old Forest Road
Lynchburg, VA 24501
USA
Tel.: +1 434 832 3000
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Alliance, FUELGUARD, M5, MARK-BW und TRAPPER sind Warenzeichen von Framatome ANP. TELEPERM ist ein Warenzeichen von Siemens.
Kurz und bündig
Framatome ANP/Entergy-
Team übernimmt Antrag
auf Lebensdauerverlängerung
für D. C. Cook
Framatome ANP wurde, zusammen mit
Entergy, mit den Arbeiten im Rahmen der
für das Doppelblock-Kernkraftwerk D. C.
Cook (Betreiber: American Electric Power
Company) geplanten Lebensdauerverlängerung
beauftragt. Die Arbeiten erstrecken
sich über mehrere Jahre und münden in
die Erstellung der Dokumente für den Antrag
auf Lebensdauerverlängerung bei der
Nuclear Regulatory Commission.
Einen ähnlichen Vertrag erhielt das
Team für das Kernkraftwerk Davis Besse
des Betreibers FirstEnergy Corporation.
Anmerkung der Redaktion:
Im letzten Heft hat leider der Fehlerteufel zugeschlagen.
So gingen auf Seite 20 im Beitrag
„Schnell und einfach: Ersatzteilbestellung per
Internet“ einige Zeilen verloren. Der letzte Satz
muss heißen: „Weiterhin stehen natürlich unsere
Mitarbeiter für die Kundenberatung und sonstige
Informationen jederzeit zur Verfügung (Kontaktadresse:
ernst.gell@framatome-anp.de).“
Autoren
Franz Ammann, Wolfgang Breyer, Yvonne Broy, Dominique Ebalard, Manfred Erve, Yves Fanjas, Christine Fischer, Ernst Gell, Gilles Goyau,
Michel Jaubert, Sabine Kueny, Linda Leech, Isabelle Morlaes, Thierry Piérard, Jens Reinel, Frank Schindhelm, Arnd Schüßler, Joachim Specht,
Martha Wiese
Advanced Nuclear Power Nr. 4 Mai 2002 23
©2002 Framatome ANP, Inc.

WIR STEIGERN IHRE WETTBEWERBSSTÄRKE
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sich unsere weltweit rund 13.000 Mitarbeiter ein –
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Framatome ANP, COGEMA und FCI bilden die Unternehmensgruppe AREVA, das weltweit führende Unternehmen der Kerntechnik und der Anschlusstechnik.
Best.-Nr. ANP:G-145-V1-02-GER · Printed in Germany · 490173M ZS 05026.5 · K.Nr. 309