Kernkraftwerk Beznau

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Kernkraftwerk Beznau
Kkw beznau.jpg
Standort
Land Civil Ensign of Switzerland.svg Schweiz
Kanton Aargau
Ort Beznau
Koordinaten 47° 33′ 7″ N, 8° 13′ 44″ OKoordinaten: 47° 33′ 7″ N, 8° 13′ 44″ O
Reaktordaten
Eigentümer Kernkraftwerk Beznau CH-5312 Döttingen
Betreiber Kernkraftwerk Beznau CH-5312 Döttingen
Vertragsjahr 1965
Betriebsaufnahme 1969
Im Betrieb 2 (760 MW)
Einspeisung
Eingespeiste Energie im Jahr 2010 5531 GWh
Eingespeiste Energie seit 1969 213938 GWh
Stand der Daten 28. Mai 2011
Zusatzfunktion Fernwärme
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Die Quellen für diese Angaben sind in der Zusatzinformation einsehbar.

Das Kernkraftwerk Beznau (kurz KKB) steht auf einer Aare-Insel im Schweizer Kanton Aargau. Der Block 1 der Anlage war das erste Kernkraftwerk der Schweiz und ist in der Nähe des ehemals größten Gaskraftwerks der Welt errichtet worden, des thermischen Kraftwerks Beznau. Die Entfernung zu den nächsten größeren Städten beträgt nach Döttingen und Würenlingen jeweils drei Kilometer, nach Waldshut-Tiengen (Deutschland) und Baden je neun Kilometer, nach Olten, Zürich und Schaffhausen je 30 Kilometer. Von der deutschen Grenze trennen die Anlage sechs Kilometer.

Inhaltsverzeichnis

[Bearbeiten] Geschichte

Im Frühjahr 1963 gaben die zehn größten Elektrizitätswerke der Schweiz eine Studie über die Entwicklung des Stromverbrauchs in den nächsten 15 Jahren in Auftrag. Der Bericht befasste sich ebenfalls mit den Möglichkeiten, wie der Energiebedarf zukünftig gedeckt werden könnte. Neben Wasser- und Ölkraftwerken wurden erstmals Kernkraftwerke berücksichtigt. Der Öffentlichkeit wurde der Bericht im November 1963 erstmals vorgestellt. Dieser kam zum Schluss, dass der Ausbau der bestehenden Wasserkraftwerke umgehend fortzusetzen sei, weniger Zubau bei den thermischen Ölkraftwerken durchgeführt werden sollte und für den Fall, dass der Verbrauch an Elektrizität nach der Prognose des so genannten Zehn-Werke-Berichts wie prognostiziert stark zunahm, bis 1971/72 ein erstes Kernkraftwerk mit einer Leistung zwischen 200 und 309 MW Leistung ans Netz gehen sollte. Fünf Jahre später sollte ein zweites Kernkraftwerk den Betrieb aufnehmen, mit gleicher oder eventuell größerer Leistung. Infolge dessen arbeiteten die zehn Gesellschaften an einem Konzept, genannt Eingliederung der ersten Atomkraftwerke in die schweizerische Energiewirtschaft, sich sich hauptsächlich mit der Wahl des Reaktortyps befasste.[1]

Während das Konzept mit einer eigenen Reaktorlinie in Lucens fortgeführt wurde, kündigten die Nordostschweizerischen Kraftwerke AG (NOK) im Frühjahr 1964 an, bei Beznau nahe der Gemeinde Döttingen ein Kernkraftwerk mit importierten Reaktoren aus den USA zu errichten und Turbosätze von Brown, Boverie & Cie (BBC) zu nutzen. Seitens der schweizerischen Industrie wurde diese Entscheidung stark kritisiert, da hierdurch eine eigene schweizerische Reaktorlinie stark gefährdet wurde, zumal die NOK finanziell ebenfalls an diesem Reaktorprojekt beteiligt waren.[1]

Die Firma Westinghouse präsentierte bei der Genfer Atomkonferenz im Jahr 1955 erstmals den Stand der Technik eines Druckwasserreaktors. Während die durchschnittliche Leistung zwischen 300 und 600 MW lag, wurden bereits Anlagen mit bis zu 1000 MW angeboten. Westinghouse betrieb auf dieser Konferenz aggressives Marketing, um an Referenzaufträge im Ausland zu gelangen, insbesondere in Europa. Die NOK hatte damals bereits Interesse gezeigt, allerdings ebenso an den vorgestellten Modellen von General Electric, die sich hauptsächlich auf die Entwicklung von Siedewasserreaktoren beschränkten. Dort wurden besonders die Kosten in den Vordergrund gestellt, die nicht höher sein sollten, als die eines thermischen Ölkraftwerkes. General Electric rechnete damit, dass die Produktionskosten in den Folgejahren weiter sinken würden, und die Anlagen dadurch noch konkurrenzfähiger werden würden. Die NOK legte sich daraufhin auf diese beiden Firmen mit ihren Reaktorkonzepten fest. Während Westinghouse die Zusammenarbeit mit BBC akzeptierte, wurde dies von General Electric abgelehnt. Hauptsächlich aufgrund der Tatsache, dass die Turbinen ebenfalls im radioaktiven Teil des Kreislaufes liegen, und man kein Risiko von Fehlfabrikaten eingehen wollte.[1]

Als General Electric bemerkte, dass Westinghouse eine Zusammenarbeit mit BBC eingehen würde, kooperierte General Electric mit der Schweizer Firma Escher-Wyss, die solche Turbinen für Siedewasserreaktoren fertigen könnte, lediglich die Dichtungen sollten von General Electric selbst kommen. Unter den konstruktionsbedingten Vorteilen des Druckwaserreaktors gestaltete sich die Zusammenarbeit zwischen Westinghouse und BBC wesentliche einfacher. Aus Sicht des BBC-Vorstands war daher das Konsortium BBC/Westinghouse weit vom Vorteil, da sich BBC keinerlei Wissen im Umgang mit dem radioaktiven Teil der Anlage (bis auf den Dampferzeuger, den die Firma ebenfalls liefern sollte) aneignen musste, und diesen Part Westinghouse überlassen konnte. Aufgrund der Kostenvorteile und der weitaus einfacheren Fertigung im eigenen Land entschieden sich die NOK am ersten August 1965 für das Konsortium aus Westinghouse und BBC und vergab den Auftrag an die beiden Unternehmen.[1]

Mit dem Bau des ersten Blocks wurde am 1. September 1965 begonnen,[2] der erste Spatenstich erfolgte allerdings erst sechs Tage später am 6. September 1965. Insgesamt verlief die Errichtung ohne Zwischenfälle.[3] Die Errichtung von Block zwei folgte am ersten Januar 1968.[2]

[Bearbeiten] Betrieb

Der erste Reaktor wurde nach einer Errichtungsdauer von 47 Monaten am 30. Juni 1969 erstmals kritisch gefahren und am 17. Juli 1969 erstmals mit dem Stromnetz synchronisiert.[2] Bei der Inbetriebnahme der Anlage gab es allerdings mehrere kleine Probleme, so unter anderem mit Leckagen, insbesondere an Stopfbuchsen im Primärkreislauf. Während bei konventionellen Anlagen eine solche Leckage kein Problem darstellen würde, könnten bei Druckwasserreaktoren im Primärkreislauf radioaktive Stoffe austreten. Weitere Probleme gab es bei den Wellenabdichtungen an den Pumpen, zB bei den Hochdruckkolbenpumpen, was zu mehrmaligem Auswechseln nach nur 100 Stunden Betrieb führte. Nach dem Ausprobieren verschiedener Materialien konnte ein Stoff gefunden werden, der rund 4000 Stunden standhalten könnte, allerdings niemals Serienreife erreichte und unter den Mindestanforderungen lag. Ebenso war die Absauganlage im Sicherheitsbehälter nicht den Anforderungen entsprechend ausgelegt, sodass eine Lecklokalisierung erschwert wurde. Aufgrund dessen wurde die Anlage erweitert, sodass nun an bestimmten Stellen des Containments Luft abgesaugt werden, und in der Messstelle im Hilfsanlagengebäude analysiert werden kann. Bei einem Austritt von boriertem Wasser wurden zudem die galvanisierten Schalungsbleche des Sicherheitsbehälters angegriffen, was zu kostspieligen Schäden führte. Man reparierte diese Stellen allerdings aufgrund der hohen Kosten nur noch mit rostfreien Blechen.[4]

An den Rohrleitungen traten bei pulsierenden Druckmessungen mehrfach Risse auf. Dies ist darauf zurückzuführen, dass man bei Rohren mit zwei Zoll Durchmesser und kleiner die amerikanische Praxis anwandte, die Muffen zu verschweißen. In Block 2 hatte man daraufhin solche Schweißverfahren vermieden, obwohl diese einfacher zu fertigen und zu prüfen sind. Nachdem der Reaktor erstmals mit Volllast fuhr, wurden weitere Probleme an den Strahlenabschirmungen festgestellt, die zu schlecht ausgelegt waren. Dies ist auf den amerikanischen Hersteller Westinghouse zurückzuführen, der an einigen Anlagen, an denen eigentlich hohe Strahlenwerte zu erwarten waren, keine entsprechenden Abschirmungen installiert hatte.[4] Am 1. September 1969 wurde der Block dem Betreiber für den kommerziellen Betrieb übergeben.[2]

Anfang Mai 1970 wurde die Anlage offiziell feierlich eröffnet.[3] Block 2 erreichte nach einer Bauzeit von 45 Monaten am 16. Oktober 1971 erstmals den kritischen Zustand und wurde am 23. Oktober 1971 erstmals mit dem Stromnetz synchronisiert. Am 1. Dezember 1971 erfolgte die Übergabe an den Betreiber für den kommerziellen Betrieb.[2] Allerdings gab es daraufhin mit den warmen Abwässern des Kernkraftwerks, die in die Aare geleitet wurden, größere Probleme. Rund 1000 MW an thermischer Energie, die von den beiden Reaktoren in Beznau und dem dritten Kernkraftwerk der Schweiz aus Mühleberg stammten, führten zu einer ökologisch potentiell schädlichen Übererwärmung der Aare.[5]. Deshalb wurde das nächste Werk an diesem Fluss, das Kernkraftwerk Gösgen, dann mit einem Kühlturm errichtet.

Neben diesem Problem gab es weitere Zwischenfälle, sodass die geplante Produktion nicht eingehalten werden konnte. So gab es ab Ende 1971 erste Korrosionserscheinungen an den Dampferzeugern in Block 1, die genauer untersucht werden sollten. Ein Austausch hätte jedoch einen Stillstand von mehr als einem Jahr erfordert. Weitere Probleme gab es in Beznau-1 mit den Brennstäben, in denen sich zwischen denn Brennstofftabletten und den Hüllrohren größere Hohlräume als nötig bildeten. Infolgedessen drückte das Kühlwasser die Hüllrohre ein. Ähnliche Probleme wurden ebenfalls in den Kernkraftwerken Ginna und Robinson in den Vereinigten Staaten festgestellt, die ebenfalls von Westinghouse stammten. Grund hierfür war, dass in den einzelnen Brennstäben kein Vordruck herrschte und der Druck der Spaltgase als Gegendruck des Primärkreislaufes alleine nicht ausreichte. Ein ähnliches Problem gab es bereits am Erstkern des KWU-Kernkraftwerks Obrigheim, woraufhin man den Brennstoff auswechselte und künftighin einen gewissen Vordruck in den Brennstäben bei deren Produktion bereits aufbaute.[6]

Über die Jahre 1972 und 1973 gab es weitere Probleme an den Dampferzeugern von Block 1, weshalb die Produktion weiterhin unter den Erwartungen lag. Allerdings konnte man das Problem mit verschiedenen Studien, die hauptsächlich vom eigenen Kraftwerkspersonal stammten beheben, ohne die Dampferzeuger auszutauschen.[7]

Seit 1978 wurden in beiden Reaktoren neben Urandioxid-Brennelementen versuchsweise auch Mischoxid-Brennelemente (kurz MOX) verwendet. Die Elemente stammten zum Großteil von Westinghouse, Belgonucleaire und Siemens (heute Areva). Im Jahr 1991 war das Kernkraftwerk Beznau der erste Vertragspartner der Wiederaufbereitungsanlage Sellafield, um aus dem Mischoxid-Demonstrationswerk Sellafield als erster Betrieb überhaupt Brennelemente zu beziehen. Mitte 1994 erhielt der erste Block in Beznau den ersten MOX-Kern aus Sellafield geliefert.[8] Im Jahr 1993 wurde Block 1 auf einen Brennstoffwechsel alle 18 Monate eingerichtet, Block 2 1997, um das zentrale Problem der relativ hohen Brennstoffkosten zu senken. Um Beznau wirtschaftlich zu nutzen, wollten die NOK die Anlage mindestens 50 Jahre betreiben, was auch heute noch gilt. Dies erfordert allerdings Modernisierungen an der Anlage, die die Kosten abermals senken, da durch moderneres Equipment der Wartungsaufwand und die Fehlerwahrscheinlichkeit sinkt. Da Beznau im Vergleich zu den anderen schweizerischen Kernkraftwerken die meisten Mitarbeiter (rund 390) besitzt, gehen insgesamt 38% der Betriebskosten ins Personal. Der größte Kostenposten (47 %) fällt für den Brennstoff an, Fertigung, Wiederaufbereitung und Abfallwirtschaft mit eingeschlossen.[9]

[Bearbeiten] Fernwärmenetz

Anfang der 1980er gab es erstmals Planungen im unteren Aaretal ein Fernwärmenetz aufzubauen, genannt „REFUNA“ (kurz für Regionale Fernwärme Unteres Aaretal). Als Wärmequelle soll das Kernkraftwerk Beznau dienen, als Wärmelasten sollen die umliegenden Gemeinden angeschlossen werden. Allerdings lag zu diesem Zeitpunkt in keiner Hinsicht ein Versorgungskonzept vor, das entscheidend für die Umsetzung des Plans gewesen wäre. Grund für das Projekt war die Auffassung, dass die Nutzung von Fernwärme auch in weniger dicht besiedelten Gebieten genutzt und ausgebaut werden sollte, sofern dies in einem wirtschaftlichen Rahmen möglich ist. Bisher wurden solche Projekte in Westeuropa ausschließlich mit Müllheizkraftwerken und Blockheizkraftwerken realisiert. Unter dem Vorbild der Auskopplung von Fernwärme aus dem zweiten Block des Kernkraftwerks Philippsburg für die anliegende Gemeinde Philippsburg, der sich zu dieser Zeit noch im Bau befand, sah man in der Schweiz ebenfalls das Potential für ähnliche Projekte.[10]

Man bemühte sich bis Ende 1983 eine Projektstudie fertigzustellen, zur Anbindung von acht Gemeinden in der Umgebung des Kernkraftwerks Beznau. Die 53 MW Fernwärme soll an der Turbine an den Reaktoren abgezweigt werden, mit einer Temperatur von 120 °C.[11] Infolge der Studie, die sich für das Projekt positiv aussprach, wurde am 19. Oktober 1984 ein erstes System in Betrieb genommen, dass bis 1988 bereits 1000 Haushalte mit Fernwärme versorgte. Die Wärmelast lag zu diesem Zeitpunkt bereits bei 48 MWth, die von beiden Blöcken erzeugt wurden. Von den zwei Turbinen je Block speist je eine Energie für das Fernwärmenetz aus. Die Anzahl der angeschlossenen Haushalte betrug weit mehr als die REFUNA AG erwartet hatte. Man rechnete eigentlich bis zum dritten Betriebsjahr erst mit 600 Haushalte, die an dem Netz angeschlossen sind, und im Endausbau mit rund 1200 Haushalten. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Prognosen auf 2000 Haushalte im Endausbau angehoben, was besonders auf das Anschlussinteresse in Neubaugebieten zurückzuführen war.[12] Am 27. Oktober 1990 wurde Block 1 für den Einbau einer zweiten Heizstufe im anderen Turbogenerator für 32 Stunden vom Netz genommen.[13] Im Jahr 1993 wurde durch den Austausch der Dampferzeuger in Block 1 die Wärmeausbeute um 0,12 MW erhöht, sodass sich bis 1999 insgesamt 2160 Haushalte an das Netz anschließen konnten, das eine Hauptpipline mit einer Länge von 35 Kilometer hatte und 85 Kilometer für die lokale Verteilung.[14]

[Bearbeiten] Stilllegung

Wie alle Kernkraftwerke der Schweiz besitzen Beznau 1 und 2 eine unbefristete Betriebsgenehmigung.[15] Ehemals war für Beznau ein neues Kernkraftwerk als Ersatz geplant, jedoch beschloss die schweizer Regierung am 25. Mai 2011 infolge des Unfalls im KKW Fukushima-I, dass bis 2034 ein „Atomausstieg“ vollzogen werden soll, und keine neuen Kernkraftwerke errichtet werden sollen. Beznau-1 würde demnach im Jahr 2019 vom Netz gehen, Beznau-2 im Jahr 2022 zusammen mit dem Kernkraftwerk Mühleberg.[16]

[Bearbeiten] Technische Details

Beide Blöcke sind mit zwei Druckwasserreaktoren vom Modell 210 der Firma Westinghouse ausgestattet. Die elektrische Leistung der beiden Anlagen liegt bei 380 MW brutto, von denen 365 MW netto nach Abzug des Eigenbedarfs ins Netz gespeist werden. Neben Elektrizität speisen beide Blöcke Fernwärme für die Umgebung aus.[2]

[Bearbeiten] Daten der Reaktorblöcke

Das Kernkraftwerk Beznau besteht aus zwei aktiven Reaktoren.

Reaktorblock[2] Reaktortyp Leistung Baubeginn Netzsyn-
chronisation
Kommer-
zieller Betrieb
Stilllegung
Typ Baulinie Netto Brutto
Beznau-1 DWR Westinghouse M210 365 MW 380 MW 01.09.1965 17.07.1969 01.09.1969 (2019)
Beznau-2 DWR Westinghouse M210 365 MW 380 MW 01.01.1968 23.10.1971 01.12.1971 (2022)

[Bearbeiten] Einzelnachweise

  1. a b c d Tobias Wildi: Der Traum vom eigenen Reaktor: die schweizerische Atomtechnologieentwicklung 1945-1969. Chronos, 2003. ISBN 3034005946.
  2. a b c d e f g Power Reactor Information System der IAEA: „Switzerland“ (englisch)
  3. a b Schweizer Monatshefte, Band 50. Gesellschaft Schweizer Monatshefte., 1970.
  4. a b Heinz Baschek, u.a.: Spezielle maschinentechnische Erfahrungen während des Betriebes der Kernkraftwerke Beznau. IAEA, INES Publikation 4061380, 20. Oktober 1972. (Online-Version, PDF 5,97 MB)
  5. Österreichischer Wasserwirtschaftsverband, u.a.: Oesterreichische Wasserwirtschaft, Bände 23-24. Springer-Verlag., 1971.
  6. Kerntechnik, Band 14. K. Thiemig., 1972.
  7. Eidgenössische Technische Hochschule. Gesellschaft Ehemaliger Studierender, u.a.: Schweizer Ingenieur und Architekt, Band 99,Ausgaben 19-35. Braendle., 1981.
  8. J. Edwards, u.a.: BNFL supply of MOX fuel assemblies to the Beznau 1 PWR of NOK. IAEA-Publication XA9744104. (Online, Version, PDF 297,38 KB)
  9. Hans E. Wenger (Kraftwerksmanager): Cost Effectiveness at Beznau and other Swiss Nuclear Stations. IAEA Publicatation CA9800012. (Online-Version, PDF 114,41 KB)
  10. Germany (West). Bundestag: Verhandlungen des Deutschen Bundestages: Stenographische Berichte, Band 282. 1982.
  11. Modern power systems, Band 2. Miller Freeman Publications, 1982.
  12. Isotopenpraxis, Band 24. Akademie-Verlag, 1988.
  13. Kerntechnische Gesellschaft im Deutschen Atomforum: Atomwirtschaft, Atomtechnik, Band 36. Handelsblatt GmbH, 1991.
  14. Rayman Sollychin, Canadian Nuclear Society: Climate Change and Energy Options Symposium. Canadian Nuclear Society, 1999.
  15. World Nuclear Association: Nuclear Power in Switzerland. (Online-Version)
  16. AKW vom Netz: Schweiz plant Atomausstieg - bis 2034. In: Der SPIEGEL Online, 25.05.2011. (Online-Version)

[Bearbeiten] Weblinks

[Bearbeiten] Siehe auch

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