Neue Dimensionen auf allen Ebenen

KERNENERGIE Viel diskutiert wird wieder über die Renaissance der Kernkraft. Im finnischen Olkiluoto entsteht derzeit ein Atommeiler. Babcock Borsig Service erhielt einen Auftrag über die Installation der Hochdrucksysteme.

24. Oktober 2005

Der Europäische Druckwasserreaktor (European Pressurized Water Reactor, EPR) ist der weltweit erste Druckwasserreaktor der 3. Generation. Ende 2003 erhielt das französisch-deutsche Konsortium aus Framatome ANP und Siemens AG vom finnischen Stromversorger TVO (Teollisuuden Voima Oy) den Auftrag zur schlüsselfertigen Errichtung des Kernkraftwerks am Standort Olkiluoto, wo bereits zwei Kernkraftwerksblöcke in Betrieb sind. Das neue Kraftwerk hat eine Leistung von 1.600 MW und soll 2009 seinen kommerziellen Betrieb aufnehmen.

Der im Sommer begonnene Bau des Reaktorgebäudes zählt zu den größten Bauvorhaben, die in Finnland bisher durchgeführt wurden. Die speziell konstruierten Außenhüllen sind dafür ausgelegt, dass sie dem Aufprall eines großen Passagierflugzeuges standhalten.

Überhaupt stelle der EPR als Reaktor der dritten Generation einen weiteren Fortschritt in der Sicherheitstechnik dar, heißt es in einer Informationsbroschüre der Entwicklungsgemeinschaft. Zu denMaßnahmen einer verbesserten Störfall-Vorbeugung zählen danach ein vergrößertes Wasserinventar im Reaktorkühlsystem und in den Dampferzeugern, eine verringerte Leistungsdichte im Reaktorkern sowie eine hohe Zuverlässigkeit der Sicherheitssysteme durch vierfache Redundanz und strenge räumliche Trennung der vier Sicherheitsstränge.

Die Störfall-Beherrschung reiche so weit, dass „selbst im extrem unwahrscheinlichen Fall eines Kernschmelzens die Radioaktivität im Containment eingeschlossen und die Folgen eines Unfalls auf die Anlage selbst beschränkt bleiben würden“, betont das Entwicklungskonsortium.

„Der EPR bringt einen beträchtlichen zusätzlichen Sicherheitsgewinn, da die Auswirkungen selbst von hypothetischen Störfällen auf die Anlage begrenzt bleiben“, sagt auch Kurt Ebbinghaus, Geschäftsführer der Babcock Noell Nuclear (BNN), einer Tochtergesellschaft der Babcock Borsig Service (BBS).

Von der BNN werden für das neue KKW in Olkiluoto neben den Personenschleusen für das Reaktorgebäude auch die ‚Pool Liner’ (Edelstahlauskleidungen der Wasserbecken für die Brennstofflagerung) und der ‚Containment Liner’ (Stahlauskleidung für die Dichtigkeit des Reaktorgebäudes) geliefert.

Darüber hinaus hat BBS im Konsortium mit dem Essener Hochdruck Rohrleitungsbau den Auftrag erhalten, in dem Neubauprojekt Olkiluoto 3 die Hochdruckrohrleitungen im Maschinenhaus zu installieren. Dabei handelt es sich um die Systeme Frischdampf, Hochdruckspeisewasser, An- sowie Abfahrt-Leistungssystem und Wasserabscheidung.

„Die Abwicklung erfolgt nach einem sehr engen Terminplan“, sagt Silvio Hiltmann, Projektleiter Nuklarservice bei BBS. Das Detail-Engineering begann im April 2005, die Montagearbeiten sollen im Dezember 2007 abgeschlossen sein. „Daraus ergibt sich ein sehr hoher logistischer Aufwand für die Planung und Durchführung von Vorfertigung, Transporten und nicht zuletzt der Montage vor Ort“, betont Hiltmann. Aufgrund der geringen Lagerkapazitäten auf der Baustelle in Finnland müsse ein großer Teil der Materialien ‚just in time’ angeliefert und verarbeitet werden. Ein weiterer wichtiger Punkt sei die schwer kalkulierbare Materialsituation am Stahlmarkt, hinsichtlich Kosten und Lieferzeit.

Die Montage der Rohrleitungen auf der Baustelle sollen laut Planung im Juli 2006 beginnen. Eingeschlossen sind dabei zwei Winterperioden, in mindestens einer Periode wird das Maschinenhaus noch nicht vollständig überdacht sein. „Für unsere Schweißarbeiten bedeutet das einen erhöhten Aufwand durch Vorwärmen der Schweißnahtbereiche an den Rohrleitungen“, berichtet Hiltmann.

Und damit sind die Herausforderungen noch nicht am Ende: „Ein wichtiger Schritt beim Detail-Engineering war, die Planungsvorgaben auf den europäischen Standard aufzuwerten“, erläutert der BBS-Mitarbeiter. Nach der Berechnung der Rohrsysteme und der Dimensionierung mussten die Bauteilwandstärken und die Art der Halterung entsprechend verändert werden. Montiert werden insgesamt rund 1.400 t Material, bestehend aus 5.700 m Rohr (DN 15 bis DN 1.000), sowie Stahlbau und Armaturen. Verschweißt werden rund 4.500 Druckteilnähte.

Auch das korrekte Arbeiten in diesem Bereich trage zur Steigerung der Sicherheit bei. Hiltmann: „Unsere langjährige Erfahrung spiegelt sich in der gegen Null gehenden Ausfallquote unserer Schweißverbindungen wider.“ Auch an der Schweißtechnik feilt man: In den Fertigungsunterlagen wurde die Anzahl der Schweißnähte durch eine Optimierung der Rohrspools minimiert. Ein weiterer Schritt ist die Änderung der Schweißfugenform, zur Verringerung des Wärmeeintrages in die Bauteile. Dadurch werden die Spannungen, welche durch die hohen Temperaturen beim Schweißen in den Werkstoff eingebracht werden, gesenkt.

Hohe Materialanforderungen

Damit sei die Entwicklung aber noch nicht abgeschlossen, ist sich Experte Hiltmann sicher: „Der EPR ist als Neuentwicklung über Jahrzehnte entstanden unter Berücksichtigung aller Erfahrungen und den Erkenntnissen der Sicherheitstechnik. Um in Zukunft diese oder höhere Leistungen zu erzielen, müssen hohe Anforderungen an das Material und an die Materialverbindungsarten gestellt werden.“

Gerd Lesser, Geschäftsführer der BBS betrachtet diesen Auftrag als einen guten Schritt in die Zukunft, weil dadurch langfristig das technische und das Montagepersonal ausgelastet und die Beschäftigung der Mitarbeiter sichergestellt sei. Nicht zuletzt diene die Beteiligung am Neubau des Reaktors auch der Know-how-Sicherung und „als Grundlage für eine optimale Ausbildung unserer jungen Mitarbeiter“.

"So oder so ein Markt“

Mittel- und langfristig sieht Lesser gute Chancen im Bereich Service/Dienstleistungen den Wirkungskreis von BBS auf ganz Europa auszuweiten. Dem pflichtet auch BNN-Geschäftsführer Ebbinghaus bei: „Die Hersteller von Kernkraftwerken sind bereits heute weltweit betrachtet im Aufwind, insbesondere durch den zunehmenden Energiehunger in Asien.“ Die französische EDF habe mit dem Baubeschluss eines neuen Kernkraftwerks vom Typ EPR in Flammanville ein klares Zeichen gesetzt. Und: „Der hohe Ölpreis und die Hurrican-Ereignisse in den USA dürften den Trend ‚weg vom Öl’ weiter beschleunigen„, glaubt Ebbinghaus.

In den nächsten sieben bis zehn Jahren seien in Frankreich sieben neue Kernkraftwerke geplant. „Die Vergabe der ersten Kernanlagen wird wohl Ende 2006 erfolgen“, weiß der BNN-Chef. Ein Vorteil von BBS sei, dass man Kraftwerkskomponenten für den konventionellen als auch nuklearen Bereich anbieten könne. „Wir werden also so oder so an diesem Markt partizipieren.“ (mn)

EPR-Konzept15 % weniger Uran

Die Entwicklungsgemeinschaft des EPR gibt in einer Informationsbroschüre einige Vorteile des EPR-Konzeptes an:

• Infolge des erhöhten Wirkungsgrades produziert ein EPR-Kernkraftwerk weniger Abwärme

• Dank erhöhtem Wirkungsgrad und Brennstoffausnutzung verbraucht der EPR etwa 15 % weniger Uran, und damit fällt je kWh weniger radioaktiver Abfall an.

• Aufgrund des optimierten Designs liegt die Strahlenbelastung deutlich unter international akzeptierten Grenzwerten.

Erschienen in Ausgabe: 10/2005