Kernkraftwerk Qinshan

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Kernkraftwerk Qinshan
Standort
Land Flag of the People's Republic of China.svg Volksrepublik China
Provinz Zhejiang
Ort Qinshan
Koordinaten 30° 26′ 6″ N, 120° 56′ 56″ OTerra globe icon light.png 30° 26′ 6″ N, 120° 56′ 56″ O
Reaktordaten
Eigentümer Siehe unten
Betreiber Siehe unten
Im Betrieb 7 (4386 MW)
Einspeisung
Eingespeiste Energie im Jahr 2013 32.357 GWh
Eingespeiste Energie seit 277.960 GWh
Stand der Daten 2014
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Die Quellen für diese Angaben sind in der Zusatzinformation einsehbar.

Das Kernkraftwerk Qinshan (chinesisch 秦山核电站) steht nahe der Stadt Qinshan in der Provinz Zhejiang in der Volksrepublik China. Der Name „Qinshan“ (秦山) leitet sich von einem „Berg“ (chinesisch 山 - „Shan“) in der Umgebung ab, der zu ehren des Kaisers Qin Shihuangdi auf den Namen „Qin“ (秦) getauft wurde, da der Ort als einer der wichtigsten Außenposten 220 Jahre vor Christus war.[1][2] Die an der Nordküste der Hangzhou Bucht gelegene Anlage, direkt an der Mündung des Flusses Qiantang in das ostchinesische Meer, besteht aus sieben Reaktoren, mit der eigentlichen Erweiterung von Qinshan I, dem Kernkraftwerk Fangjiashan in direkter Nachbarschaft, wären es neun. Die Entfernung zur Stadt Hangzhou beträgt 92 Kilometer, zum Stadtzentrum von Shanghai 126 Kilometer. Durch den Bau der beiden Phasen Qinshan II und Qinshan III, war das Kernkraftwerk ab 1997 nach der Drei-Schluchten-Talsperre das zweitgrößte Bauprojekt der Volksrepublik China, gefolgt vom Bau der Autobahnbrücke in Shanghai-Pudong und des Internationalen Flughafen Shenzen.[3] Die Anlage spielt in der Entwicklung einer chinesischen Reaktorlinie eine sehr wichtige Rolle als Prototypstandort der Modelle. Es ist zur Zeit das größte in der Volksrepublik China betriebene Kernkraftwerk.

Geschichte

Bereits seit Ende der 1970er gab es erste Planungen in der Volksrepublik ein Kernkraftwerk zu errichten. Heiß gehandelt wurde der Kauf von zwei französischen 900 MW starken Reaktoren für die Provinz Guangdong.[4] Im Jahr 1981 wurde entschieden für die erste Anlage Druckwasserreaktoren zu verwenden, während man sich allerdings die Option zum Bau von Schwerwasserreaktoren offen hielt, zumal die Volksrepublik zu diesem Zeitpunkt schon zwei Schwerwasserreaktoren für Produktionszwecke von der Sowjetunion erworben hatte, mit denen die Kernwaffen hergestellt werden konnten. Auf dieser Basis erwartete man, dass die Volksrepublik bei ihren eigenen Entwicklungsbemühen deshalb auf Schwerwasserreaktoren setzen würde, trotz der Tatsache, dass sich Leichtwasserreaktoren international durchgesetzt haben.[5] Im Jahr 1980 kündigte die Volksrepublik an, dass man bis 1990 insgesamt 2000 bis 4000 MW an installierter Kapazität aus Kernkraftwerken haben wollte, was weltweit als zu optimistisch angesehen wurde. Ein Verkäufer von Babcock & Wilcox erwartete hingegen, dass man nicht vor 1995 auch nur ein Kernkraftwerk haben würde aus eigener Entwicklung, frühstens 1991 wenn man die schlüsselfertige Errichtung an einen ausländischen Kernkraftwerksbauer in Auftrag gibt und die Regelwerke für die Anlagen von anderen Staaten kopieren würde. Ein Ingenieur von Combustion Engineering erklärte, dass sechs Reaktoren bis 1991 importiert durchaus realisierbar sind, sofern man das Geld und den Willen dazu hätte, allerdings waren die Kernkraftwerke mit dem preis von rund einer Milliarde Dollar für die Volksrepublik in diesem Maßstab nicht stemmbar. Die Volksrepublik China gestand im Februar 1981 selbst ein, dass man erst einige Blöcke kaufen müsse um die eigene Technologieentwicklung mit diesen Anlagen voranzubringen. Ein ständiger Zukauf von Reaktoren aus dem Ausland wurde hingegen ganz ausgeschlossen.[6]

Als Standorte für die ersten Kernkraftwerke wählte man in Südchina die Provinz Guangdong, in Ostchina die Region um den Ballungsraum Shanghai, sowie die Provinz Liaoning.[5] Um Shanghai gab es in der Provinz Zhejiang Evaluierungsverfahren für 16 Standorte in den Gemeinden Jiaxing, Wenzhou und Taizhou. Am 10. November 1982 wurde der Standort Qinshan als Standort für ein erstes 300 MW starkes Kernkraftwerk ausgewählt. Der Standort wurde als optimal betrachtet, da einerseits das Lastzentrum Shanghai eine optimale Auslastung bietet und die Standortbedingungen durch den Berg, der hartes Felsgestein als Basis für die Gebäude bietet, sowie durch das ostchinesische Meer perfekt für die Kühlwasserversorgung geeignet ist.[7] Nach dem ersten Block gab es erstmals die Planungen im Jahr 1986 weitere Blöcke in Qinshan zu errichten, mit bis zu fünf Kernkraftwerken vor Ort. Man erwartete, dass dies zur Gründung einer Atomstadt in der Volksrepublik führen würde.[8]

Der Artikel teilt sich nach den einzelnen Kraftwerken am Standort Qinshan auf: Qinshan I, Qinshan II und Qinshan III. Des öfteren ist von Qinshan IV und Qinshan V die rede, wobei Qinshan IV eigentlich nur die Erweiterung von Qinshan II ist durch die Blöcke 3 und 4, sowie Qinshan V nur die Erweiterung von Qinshan I, die Fangiashan-Erweiterung, die in ihrem eigenen Artikel unter Kernkraftwerk Fangjiashan behandelt wird.

Qinshan I

In der ersten Veröffentlichung der Planungen für die Anlage am 10. November 1982 sah man vor, dass zunächst ein 300 MW starker Block entstehen sollte, der später um einen zweiten als Doppelblock erweitert werden sollte. Die Basis für die Erweiterung wurde bereits im Anlagendesign berücksichtigt. Die Volksrepublik China nahm die Planung des Kernkraftwerks in eigene Hand und erstellte damit ein eigenes Reaktordesign. Der Entwurf wurde von einem 40 Mann starken Team entwickelt. Die Anlage sollte innerhalb von sieben Jahren realisiert werden. Genehmigt wurde der Block am 14. November 1981[7] Die Blockgröße der Anlage wurde bewusst gewählt: China war zu einer Zeit, in der die Produktion von 1200 MW-Turbosätzen üblich war, nur in der Lage Turbosätze mit einer maximalen Leistung von 300 bis 350 MW zu fertigen.[9] Für die Fertigung der Komponenten wurden Unternehmen im Ausland beauftragt, die damit bereits Erfahrung hatten: Die Kühlmittelpumpe wurde bei Klein, Schanzlein & Becker in Westdeutschland bestellt, die Dampferzeugerrohre bei Sandvik in Schweden und der Reaktordruckbehälter bei Mitsubishi Heavy Industries in Japan.[10] Federführend für die Umsetzung war das Institut Nummer 728 (später bekannt als Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute, kurz SNERDI). Das Institut hob insbesondere die radiologische Sicherheit hervor und erklärte, dass die radioaktiven Emissionen weitaus niedriger sind als bei den bisherigen thermischen Kohlekraftwerken, die die dreifache Menge im Jahr freisetzen und die Menschen in der Umgebung stärker belasten.[11]

Am 1. Juni 1983 wurde mit den Vorarbeiten am Standort begonnen.[12] Im gleichen Jahr stattete der Vizeminister für Wasserschutz und Energie der Volksrepublik, Li Peng, dem Standort einen Inspektionsbesuch ab. Als Parallelprojekt zu Qinshan begann man mit der Projektierung des Kernheizkraftwerks Jinshan, das allerdings privat finanziert werden sollte. SNERDI gab hierfür ein Angebot ab für zwei baugleiche Blöcke des Typs CNP-300.[13] Das Projekt für den Reaktor in Qinshan wurde bereits am 8. Februar 1970 seitens des Zentralkomitees der kommunistischen Partei in Auftrag gegeben[14] und wurde ab August 1972 ausgearbeitet, lief allerdings unter der Projektbezeichnung „728 Nuclear Power Station“.[15] Am 14. März 1984 wurde der Reaktordruckbehälter per Vertrag mit wichtigen Zusatzpunkten bestellt:[16]

  • Der Reaktordruckbehälter darf einzig und alleine nur für das Kernkraftwerk Qinshan für friedliche Zwecke genutzt werden.
  • In Aussicht auf technische Kooperationen im Bezug auf den Bau und Betrieb, sowie um bessere Ergebnisse in diesem Gebiet zwischen den Ländern zu fördern, wird es japanischen Delegationen erlaubt freundschaftliche Besuche im Kernkraftwerk Qinshan zu tätigen.

Bei dem Vertrag handelte es sich um eine spezielle Vereinbarung, da Japan mit der Volksrepublik China keine Kooperation im zivilen Bereich der Kernenergie unterhält. ür den Vertrag war daher eine Genehmigung seitens der japanischen Regierung erforderlich, die nur für diesen einen Export des Reaktordruckbehälters eine Genehmigung für die Kooperation gab.[17] Im Jahr 1984 erfolgte noch die Vergabe des Auftrags für die Lieferung der Kerninstrumentierung für den Block, wofür Framatome beauftragt wurde. Die Westdeutschland besaß auch Frankreich mit der Volksrepublik China ein Abkommen über die Kooperation in der friedlichen Nutzung der Kernenergie.[18] Bis 1984 waren die Vorarbeiten vor dem eigentlichen Termin abgeschlossen, sodass erste Verwaltungsgebäude für die Baustelle in Arbeit waren.[17]

Bau

Der damalige Ministerpräsident Li Peng

Am 25. Januar 1985 erfolgte die Grundsteinlegung für den Block[17] und am 20. März 1985 ging der Block offiziell in Bau.[19] Zu diesem Zeitpunkt waren die Projektierungsarbeiten an dem Werk noch nicht voll abgeschlossen, dennoch war man optimistisch, dass man im Herbst 1985 das Containment der Anlage errichten könnte, sodass es Ende 1986 fertiggestellt werden würde. Bis 1988 sollte anschließend die Installation der Reaktorsysteme abgeschlossen werden, sodass 1989 die Anlage für die physikalische Inbetriebnahme fertiggestellt wäre. Abseits davon wurden weitere Komponenten für die Anlage bestellt, so ein weiterer Auftrag für Framatome über die Lieferung von Containmentdurchführungen. Mit Mitsubishi Heavy Industries gab es Verhandlungen über die Lieferung von Kühlmittelpumpen.[20] Im Jahr 1985 wurde der Block einer probalistischen Sicherheitsanalyse unterzogen seitens der Westdeutschen Kraftwerk Union AG und unabhängig von dieser Untersuchung auch von der Gesellschaft für Reaktorsicherheit. Hinsichtlich der Sicherheitssysteme und der Freisetzung von radioaktiven Stoffen wurde eine sehr geringe Belastung der Umwelt nach Überhitzungsunfällen im Reaktor zu erwarten sind. Die Gesellschaft für Reaktorsicherheit attestierte dem Design aufgrund der Robustheit die Genehmigungsfähigkeit nach westdeutschem Regelwerk in der Bundesrepublik Deutschland.[21] Bis 1986 war der Bau vor dem Zeitplan, sodass der Bau des Reaktorgebäudes im vollem Umfang, bis auf das Dach abgeschlossen werden konnte. Ab 1987 plante man deshalb die Installation des Reaktorsystems.[1] Nach dem Reaktorunfall von Tschernobyl im April 1986 wurde auf die sicherheitstechnischen Aspekte mehr Wert gelegt, sodass Abgeordnete zum Standort fuhren um sich ein Bild zu machen, dass die Sicherheit oberstes Gebot beim Bau habe.[22] Im Jahr 1986 besuchte Li Peng, der mittlerweile zum Ministerpräsident der Volksrepublik China ernannt wurde, den Standort erneut zu einer Inspektion und mahnte ebenfalls die Sicherstellung einer qualitativen guten Arbeit an dem Projekt an.[1] Im Mai 1986 verschiffte die Reederei COSCO auf dem Frachter „Yun Cheng“ insgesamt 56 Komponenten mit einem Gewicht von 305 Tonnen für das Kernkraftwerk Qinshan von Hamburg nach Shanghai.[23]

Am 23. September 1986 las bei der IAEA-Generalkonferenz der chinesische Vertreter Zhou Ping ein Zitt von Zhao Ziyang von 1984 vor, in dem erklärt wurde, dass die Volksrepublik China nicht an der Verbreitung von Kernwaffen interessiert sei und auch nicht in diesen Bereichen tätig sein will. Ebenso will die Volksrepublik anderen Ländern keine Unterstützung Leisten beim Bau von Kernwaffen. Mit diesem Statement wurde einst der Breitritt zu den IAEA-Schutzmaßnahmen (Safegueards) zur Sicherstellung der Nichtverbreitung von Kernwaffen argumentiert. Nach dem Zitat drehte sich Ping den Beisitzern der Generalkonferenz zu und erklärte, dass die Volksrepublik bereits sei ihre zivilen Anlagen unter den IAEA-Sicherheitsbestimmungen zu stellen und damit internationale Kontrollen zulässt. Für die Atomwirtschaft des Landes war es ein Meilenstein, insbesondere auch für Qinshan, denn dies ermöglichte das Unterzeichnen eines dauerhaften nuklearen Handelsabkommen mit Japan im gleichen Jahr. Zwischen den japanischen unternehmen entwickelte sich daraufhin Auftragskonkurrenz im Bezug auf chinesische Aufträge. Im September 1986 erhielten die drei Unternehmen Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Toshiba und Mitsui den Auftrag zur Fertigung des Containmentdaches der Anlage. Der Auftragswert belief sich auf mehr als zehn Millionen Yen (einige Millionen Dollar). Noch im Dezember 1986 sollte das Dach an den Standort geliefert werden. Japanische Unternehmen erhofften sich in der Folge für die noch neben Qinshan und Dayawan sechs geplanten Kernkraftwerke Aufträge. Durch das Abkommen mit Japan war Framatome und die Kraftwerk Union AG für ihre Anlagen nicht mehr alleine in einer Art Monopolstellung, dadurch Mitsubishi Heavy Industries ebenfalls großes Interesse äußerte Kernreaktoren nach in die Volksrepublik China zu exportieren und im Gegensatz zu Westdeutschland und Frankreich Japan einen Exportkredit anbieten konnte. Ein Problem daran war allerdings, was sich im Export des Reaktordruckbehälters für Qinshan widerspiegelte, die vertragliche Bindung an Westinghouse. Da es sich um die Fertigungsstücke von Mitsubishe Heavy Industries handelt, die nach in den USA lizenzierte verfahren gefertigt wurden, musste Westinghouse den Export an dritte Parteien, in diesem Fall die Volksrepublik China, formal zustimmen. Bis zum Dezember 1986 lag keine Genehmigung von Westinghouse vor,[24] dennoch wurde der Reaktordruckbehälter bereits im November durch die Reederei COSCO auf dem Frachter „Li Cheng“ von Kobe in Japan nach Shanghai gebracht und von dort im Dezember aus die Baustelle.[23]

Bis 1986 lagen die Kosten bei 300 Millionen Dollar für den Block, die Arbeiten zudem vor den Zeitplan.[8] Von diesen Gesamtkosten gingen etwa 50 Millionen Dollar an Unternehmen im Ausland.[25] Die Kosten für den Block haben sich nach der ersten Projektion allerdings verdoppelt, was auch damit zusammenhing, dass es Probleme bei der Sicherung der Qualität beim Bau gab. Hinsichtlich dieser Probleme war zu erwarten, dass der Block über den Preis von Kohlekraftwerken erzeugen würde weshalb Li Peng entschied, dass es das beste sei bis zum Ende des 20. Jahrhunderts vorerst weiter auf Kohlekraftwerke zu setzen. Verzögerungen am Bau gab es auch nach der Analyse der National Nuclear Safety Administraion nach dem Post-Tschernobyl-Review der Anlage, das seitens eines Ingenieurs aus Jugoslawien geprüft und evaluiert wurde. In der Folge wurde die Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute darum gebeten die Komponenten und System des gesamten Kernkraftwerks zu reevaluieren. Als primäres Problem hat sich nach wie vor die mangelnde Qualität herausgestellt. Das Institut suchte daher erneut Assistenz bei der Kraftwerk Union AG und der Gesellschaft für Reaktorsicherheit, die bewerteten, dass viele Ingenieure sich zu Qinshan distanzierten und auf ein generelles Managementproblem hindeutete. In der Folge gab es nur die Option das Managament zu überholen oder das Projekt in die Stornierung laufen zu lassen. Um weitere Projekte dieser Art zu verhinden erhielt die Kraftwerk Union AG die Zusage beim Bau von Qinshan II von Beginn an zu assistieren.[26]

Hinsichtlich des Managements waren Besuchern immer wieder zum Staunen gebracht worden über den schnellen Fortschritt am Bau des Werkes unter dem Gesichtspunkt, dass es nur eine Schicht von Bauarbeitern gab, die am Block arbeiteten. Die andere Seite war, dass die Volksrepublik China solchen Projekten ein interessenfreies Kapital zur Verfügung stellte, was seitens des Westens immer wieder kritisiert wurde, da während des Baus keine direkten Interessen bestehen. Qinshan war der Scheitelpunkt an dem die Volksrepublik einsah, dass dieses Kapital unnötig war und bei zukünftigen Projekten deshalb nicht mehr freigegeben werden sollte. Die andere Seite war, dass ein Großteil der Komponenten unter relativ schlechten zustand am Standort, Monate bis Jahre vor der Installation, bereits empfangen wurden und unter schlechten Bedingungen gelagert wurden.[26] Dennoch konnte bis Anfang 1987 der Polarkran aus Deutschland im Containment installiert werden und sich die eigentliche Bauarbeiten dem Ende zuneigten, die bis Anfang 1988 abgeschlossen werden sollten. Darauf sollte die zweijährige Montage der Komponenten erfolgen. Die Reaktorkomponenten waren zu rund 80 % fertiggestellt, lediglich die beiden Dampferzeuger mit den Dampferzeugerrohren von Sandvik aus Schweden waren noch im Bau in den Shanghaier Kesselwerken. Der Reaktordruckbehälter von Mitsubishi Heavy Industries, die Reaktorkühlmittelpumpen von KSB aus Deutschland, sowie die Containmentschleuse von IHI aus Japan wurden bereits zum Standort geliefert, ebenso wie die Kerninstrumentierung von Framatome und die Kühlmittelleitungen, die ebenfalls aus Frankreich stammten.[27] Nach der Ernennung von Hans Frewer, Konsultant der Kraftwerk Union AG in Erlangen, am 27. November 1988 als Berater der chinesischen Regierung im Bereich der Kernkraftwerksentwicklung bot er an, dass die Kraftwerk Union AG für die Vollendung Unterstützung anbieten würde.[28]

Turbosatz des Blocks

Im Februar 1989 konnte der Turbosatz der Anlage fertiggestellt werden. Es war der erste Turbosatz der Volksrepublik China für ein Kernkraftwerk mit einer Leistung von 300 MW. Gebaut wurde die Turbine vom Dampfturbinenwerk Shanghai.[29] Mit der Umsetzung der neuen Sicherheitsstandards und der Unterstützung durch Westdeutschland und der Einbeziehung der China Nuclear Industry 23 Construction Company, die zuvor hauptsächlich militärische Reaktoren baute, dabei allerdings sehr viel Erfahrung mitbrachte, konnte die Geschwindigkeit und Qualität stark verbessert werden. Am 3. März 1989 war eine Deadline gesetzt worden von 670 Tagen bis zur Inbetriebnahme des Blockes, was im Anbetracht der noch anstehenden arbeiten sehr ambitioniert war. Bereits im Februar 1989 gingen die Hilfssysteme des Blocks in Betrieb, im März sollte das Belüftungssystem der Anlagefolgen , im April der Block durch eine externe Energiequelle versorgt werden kann, im Mai das Kühlwassersystem in Betrieb genommen werden kann und im Dezember das Reaktorsystem durchgespült werden kann, woraufhin die Inbetriebnahme des Blocks folgen sollte. Die Arbeitskräfte wurden auf drei Schichten aufgestockt, sodass 3000 Personen an den ausstehenden Montagearbeiten beteiligt waren. Um die Ziele zu erreichen, mussten binnen acht Monate Arbeiten erledigt werden, die 14 Monate erforderten. Bis April 1990 mussten die Arbeiten abgeschlossen sein, da dann die Arbeiter zur Baustelle des Kernkraftwerks Dayawan in der Provinz Guangdong gehen sollten.[30] Im November 1990 konnte der hydrostatische Test des Blocks absolviert werden und damit die Integrität des Reaktorsystems nachgewiesen werden.[31] Im gleichen Jahr konnte das Reaktordesign erstmals erfolgreich an Pakistan verkauft werden für das Kernkraftwerk Chashma, sollte aber bereits erste Verbesserungen zum Prototyp in Qinshan erhalten.[32] Ab 1990 wurden letzte Nachrüstungen zur Erhöhung der Erdbebenfestigkeit am Reaktor vorgenommen - nicht weil der Standort dies aufgrund der Vergangenheit erforderte, sondern als Vorsichtsmaßnahme vor möglichen zukünftigen Erdbeben,[33] weshalb der Block für ein Erdbeben der Stärke 7 auf der Richterskala nachgerüstet wurde.[34]

In der Endbewertung wurde der Bau des Kernkraftwerks Qinshan international hoch angesehen, da die Volksrepublik China in der Entwicklung der zivilen Reaktortechnik rund 30 Jahre hinter dem internationalen Stand war und trotzdem es schafften ein Kernkraftwerk im internationalen Schnitt relativ schnell zu errichten und dazu noch eine Anlage zu entwerfen, die bereits als Prototyp den internationalen Stand der Technik entspricht.[35] Mit den Ende der Bauarbeiten war China als achtes Land der Welt in der Lage eigene Kernkraftwerke zu bauen.[31] Mit der Fertigstellung wurde 1991 noch Erwogen den ehemals vorgesehen Zwillingsblock von Qinshan I zu errichten, abseits der Planungen für Qinshan II.[36][37] Die Planungen wurden jedoch nie realisiert.

Betrieb

Neben der Entwicklung der eigenen Reaktorlinie was es Ziel den Block als Ausbildungsobjekt für zukünftige Operatoren des Landes zu nutzen.[1] Im Jahr 1986 plante man, dass der Block 1989 ans Netz gehen könnte.[8] Für den Block wurde eigens eine Brennstofffertigungslinie in Yibin errichtet, die Uran aus der Volksrepublik China verwendet. Nach Plan sollte die Linie Ende 1987 in Betrieb gehen und den Erstkern fertigen. Ein bereits zuvor gefertigtes Versuchselement wurde noch 1987 im Schwerwasserforschungsreaktor im Beijing Institute of Nuclear Energy bestrahlt und ein Abbrand von 34 Gigawatttagen pro Tonne Uran erreicht.[27] Im Jahr 1988 wurden die Operatoren für die Anlagen im Simulatorzentrum von Tecnatom, das den spanischen Versorgern gehörte, im spanischen Madrid geschult.[38] Aufgrund von technischen Schwierigkeiten, die nicht näher erläutert wurden, musste die Inbetriebnahme 1989 um ein Jahr auf 1990 verschoben werden und die National Nuclear Safety Administration verweigerte die Genehmigung zum Laden des Brennstoffs.[39] Eine weitere Verzögerung ergab sich im Jahr 1990, weshalb man die physikalische Inbetriebnahme auf Anfang 1992 verschob und die energetische Inbetriebnahme auf Ende 1992, während der kommerzielle Betrieb für 1993 erwartet wurde.[40] Im September 1990 wandte sich die China National Nuclear Corporation noch einmal an Japan um Unterstützung für die Inbetriebnahme des Blocks zu erhalten. Japan willigte ein und wollte eine erste Gruppe von Ingenieuren noch im Dezember 1990 nach Qinshan schicken, bestehend aus drei Technikern der Japan Federation of Electrical Power Industries sowie zwei Experten der Agency of Natural Resources and Energy, die den zukünftigen Operatoren eine Schulung in Reaktorsicherheit gaben und sie mit den eventuell zu erwartenden Problemen bei der Inbetriebnahme konfrontierten, sowie sie darauf reagieren müssen. Nach Plan sollte am 1. Februar 1991 erfolgen, die Inbetriebnahme rund sechs Monate später.[41]

Schaltwarte des Blocks

Am 8. August 1991 konnte das Beladen des Reaktors mit Brennstoff abgeschlossen werden.[31] Am 31. Oktober 1991 wurde der Block erstmals kritisch gefahren.[19] Nach den physikalischen Tests wurde am 3. Dezember 1991 mit der Leistngssteigerung begonnen, sodass[42] am 15. Dezember 1991 der Block erstmals ans Netz gehen konnte.[19][42][43] Am 19. Dezember 1991 schrieb Ministerpräsident Li Peng einen Brief an die China National Nuclear Company in der er seine wärmsten Grüße über die gelungene Inbetriebnahme des Blocks mitteilte.[44] Während der Testlaufphase zeigte sich der Block überraschend zuverlässig.[42] Im Juli 1992 fuhr der Block erstmals unter Volllast mit seiner elektrischen Nennleitung von 300 MW.[31] Am 1. April 1994 wurde der Block in den kommerziellen Betrieb überführt.[19] Im Juli 1995 fand die Endabnahme des Blocks ab und wurde daraufhin seitens der Behörden akzeptiert.[31]

Im Januar 1998 trat am Reaktor ein Problem auf beim Entfernen eines Führungsrohres aus einen bestimmten Messkanal im Reaktor auf. Da aber die Betriebsgrenzen nicht überschritten wurden entschied man, dass man den Block bis zur Revision im Juli weiter unter Volllast fuhr. Nach dem Abschalten des Blocks zur Revision wurde festgestellt, dass das im Kern befindliche Neutronenflussmessystem beschädigt wurde. Dies hatte zur Folge, dass das System ersetzt werden musste. [45] Da sich China mit dem Problem überfordert fühlte wurde Westinghouse beauftragt das Problem zu lösen.[46] Da Westinghouse nach Inspektion des Reaktors feststellte, dass der untere Teil der Kerneinbauten stark beschädigt war, die China National Nuclear Corporation sich aber eine schnelle Behebung des Problems und Rückkehr in den Leistungsbetrieb erhoffte, beschloss man ein neues Verfahren zur Reparatur zu entwickeln. Innerhalb kürzester Zeit wurde ein Verfahren entwickelt das es möglich macht die Kerneinbauten umzudrehen, sodass man an die unteren Kerneinbauten zur Reparatur herankam. Es wurde dabei festgestellt, dass von den 33 Instrumentierungslanzen insgesamt 23 beschädigt waren. Beschädigt wurden zudem andere Kerneinbauten wie die Kernmantelhaltebolzen, alle acht Strahlungsmesslanzen, die mit Bolzen befestigt waren und der Kernmantelüberwachungsbolzen. Bei allen Bolzen fehlten die Verankerungen und es gibt anzeichen, dass sich diese während des Betriebs gedreht haben. Weitere Schäden wurden an der Hülle des Reaktordruckbehälters im unteren Bereich, die durch strömungsinduzierte Anregung der abgerissenen Teile verursacht wurden.[47]

Durch die Schäden mussten folgende Komponenten getauscht werden: die Verbundplatte und der Energieabsorber mit der Basisplatte, die 33 Neutronenflussmesslanzen und deren Verbindungen, ein neues Befestigungssystem für 12 Kernlanzen die über den Durchmesser der unteren Kernplatte positioniert wurden mit einer extra Verbindung zu dieser, zwei Kernmantelbolzen sowie sechs Kapselhalter, die abgenutzt waren. Anschließend wurde eine Ultraschallprüfung des Reaktors vorgenommen um sicherzustellen, dass alle Teile geborgen wurden, sowie der Reaktordruckbehälter auf Risse geprüft. Zwar sind es de facto Schäden am Reaktor, dennoch hat ein technisches Gutachten es für vertretbar gehalten mit dem beschädigten Reaktordruckbehälter wieder in Betrieb zu gehen. Die Beschädigung der Komponenten war auf die starke mechanische Beanspruchung durch das dorthin zwangsumgewälzte Kühlwasser. Dadurch Westinghouse diese Werte kannte wurden die Ersatzmaterialien und Modifikationen an dem Aufbau entsprechend mit dem richtigen Material ersetzt, sodass ohne Änderungen des Druchflusses oder des Drucks der Reaktor betrieben werden kann.[47] Aufgrund der Schäden kam es durch herumwirbelnde Teile zu Leckagen an den Brennstäben, obwohl der Reaktor in seiner gesamten Betriebshistorie sehr wenige Brennelementschäden aufzuweisen hatte. Als Schutmaßnahme wurde ein Filtergitter an der Kernplatte installiert, sodass keine Teilchen mehr zwischen die Brennelemente in den Kern gelangen können.[48] Erst nach einen mehr als ein Jahr andauernden Stillstand konnte der Block am 25. September 1999 wieder ans Netz gehen.[45] An die Öffentlichkeit gelangten die Probleme erst 12 Monate nach Entdeckung des Defekts durch Veröffentlichung eines Artikels seitens Kyodo News, die Telefonisch Informationen anforderten. Da der Techniker nur mitteilte, dass es Schäden am Reaktor gegeben habe, aber keine Details nannte, gab es eine Verunsicherung der Bevölkerung.[49] Den ersten vollständigen Bericht veröffentliche Nuclear Engineering International im Oktober 1999.[45]

Im Jahr 2001 begann Qinshan I erstmals engere Kooperation mit anderen Energieversorgern weltweit zu führen, die ebenfalls Kernkraftwerke betreiben. Zur Verbesserung der Managementstrukturen von Qinshan I wurden Besuche bei Kernkraftwerken der Électricité de France in Frankreich organisiert, im Kernkraftwerks Arkansas One in den Vereinigten Staaten von Amerika, sowie im Kernkraftwerk Kori in Südkorea. Die besten Managementstrukturen der Anlagen wurden adaptiert, sodass sich zwischen 30 und 40 Verbesserungen für Qinshan I ergaben, die in naher Zukunft umgesetzt werden sollten.[50] Hinsichtlich der Verfügbarkeit konnte die Anlage zwischen 2002 und 2005 hervorragende Werte vorweisen. Im siebten Brennstoffzyklus lief die Anlage 331 Tage am Stück, im achten insgesamt 443 Tage und im neunten 448 Tage.[31] Im Jahr 2003 kam es aufgrund schlechten Umgangs seitens des Personals zur Beschädigung von zwei Brennelementen. Im September 2005 beauftragte die China National Nuclear Corporation das deutsch-französische Konsortium Areva, vertreten durch die Tochter Framatome, das Unternehmen für die Modernisierung der gesamten Sicherheitsleittechnik des Blocks. Umfang des Vertrags ist die Lieferung des Reaktorschutzsystems mit der entsprechenden Signalaufbereitung für das Schnellabschaltsystem, Auslösesysteme für die aktiven Sicherheitseinrichtungen mit dem analogen Part (Relaisschaltung), sowie ein neues Neutronenmesssystem. Technologiebasis ist das von Areva vermarktete Prozess- und Sicherheitsleittechniksystem Teleperm XS. Der Umbau von der analogen auf die digitale Leittechnik sollte nach Plan während der Revision im Oktober 2007 erfolgen. Qinshan I war der erste Block in der Volksrepublik China, der auf eine digitale Sicherheitsleittechnik umgebaut werden sollte, der Vertrag sah allerdings bereits die Umrüstung der anderen chinesischen Anlagen mit vor, allerdings zu einem späteren Zeitpunkt.[51]

Am 28. Oktober 2007 ging der Block für die große Generalüberholung vom Netz, in der 7200 Veränderungen am Block vorgenommen wurden, sowie 37 technische Änderungen mit hoher Wichtigkeit. Es war die bisher größte Überholung des Blocks die durchgeführt wurde. Neben der neuen Leittechnik wurden regulär die Brennelemente getauscht. Ebenso erhielt der Reaktor einen neuen Druckbehälterdeckel, der aus einer besseren Legierung gefertigt war als der alte. Grund für den Ersatz ist eine Präventivmaßnahme aufgrund von Erfahrungen aus den Vereinigten Staaten von Amerika, Japan und Frankreich. Am 13. Januar 2008 ging der modernisierte Block wieder ans Netz.[52]

Stilllegung

Nach Planungen aus dem Jahr 2014 soll der Block im Jahr 2020 stillgelegt werden.[45]

Qinshan II

Bereits im ursprünglichen Plan von 1981 war vorgesehen die Anlage entweder um den Zwilligsblock von Qinshan I oder anderen Blöcken zu erweitern, weshalb entsprechendes Land bereits reserviert wurde.[1] Im Jahr 1986 wurde die Projektion abgeändert und der Bau einer zweiblöckigen Anlage vorgesehen mit einer Gesamtleistung von 1200 MW.[25] Mit den Arbeiten an diesen Blöcken sollte nach Planungen aus dem selben Jahr bereits 1988 begonnen werden.[8] Diese Planungen gingen vom Ministerium für Atomwirtschaft der Volksrepublik China aus, das nicht die Linie der Zentralregierung verfolgte, die mit ihrer Nuklearpolitik sehr vorsichtig agierte unter Eindruck des Reaktorunfalls von Tschernobyl. Die Volksrepublik China schickte deshalb Experten in die Sowjetunion um die Technik der sowjetischen Kernkraftwerke genauer zu Betrachten für Verbesserungen am chinesischen Design.[25] Ministerpräsident Li Peng verkündete allerdings bereits am 3. April 1986, dass das Land kein direktes Bauprogramm mehr habe, da das Land vom Reaktorimport auf den Bau eigener Anlagen umsteigen wollte. Infolge von Tschernobyl und den geänderten Ansprüchen erklärte Li Peng ebenfalls, dass die Staatsregierung eher vorsehen Qinshan auf eine Leistung von 600 MW zu vergrößern und damit den Zwillingsblock von Qinshan i zu bauen.[53] Aufgrund der Stornierung der Projekte Sunan (zwei Reaktoren mit je 1000 MW) und des Kernkraftwerks Dalian (zwei Reaktoren mit je 900 MW) wurde allerdings dann doch zugunsten der beiden 600 MW starken Blöcke in Qinshan entschieden, mit der Realisierung im siebten Fünfjahresplan zwischen 1986 und 1990.[54]

Block 1 & 2

Für die Sicherung der Qualität am Projekt wurde bereits 1986 die Kraftwerk Union AG für Assistenz an dem Projekt angeworben.[26] Im Jahr 1988 wurde diese Kooperation ausgebaut und die Verhandlungen zwischen der Kraftwerk Union AG und der Volksrepublik China über den Bau der Blöcke geführt. Im Jahr 1988 wurde bei einem Treffen deutscher und chinesischer Vertreter ein Technologietransfer vereinbart, während des Besuchs von Bundeskanzler Helmut Kohl. Die Kraftwerk Union hoffte, dass genauere Bedingungen nach den Parteikongress im November geschaffen werden könnten, der Verhandlungen über den Auftrag für Qinshan II aber bereits Ende Sommer 1988 beginnen würden. Die Chinesische Seite hatte unterdessen bereits endgültig beschlossen zwei 600 MW starke Blöcke errichten zu wollen. Der Bau des ersten Blocks sollte ehemals im Jahr 1991 erfolgen, der des zweiten 1992 und dieser innerhalb von fünf Jahren je Block vollendet werden. Die Kraftwerk Union AG wollte daraufhin eine dauerhafte Vertretung in der Volksrepublik China einrichten, da man damit rechnete in den nächsten Jahren Aufträge für rund einer Milliarde DM zu erhalten. Am 27. November 1988 wurde Hans Frewer als Berater für die chinesische Regierung im Bereich der Kernkraftwerksentwicklung ernannt. Frewer war zuvor bis zum 30. September im Vorstand der Kraftwerk Union AG tätig, hatte nach dem Austritt aus dem Vorstand allerdings als Konsultant bereits für die Kraftwerk Union AG mit den Vertretern Chinas verhandelt. Gerade für den Bau der neuen Blöcke für Qinshan II versuchte Frewer insbesondere deutsche Sicherheitstechnik und Sicherheitsdenken, auch im Bezug auf die Qualitätsanforderungen, der Volksrepublik China einzupflegen, insbesondere das Zieldenken in der problemlosen Umsetzung der Bauarbeiten bis zur Inbetriebnahme.[28]

Bis 1990 sollte der staatliche Kernkraftwerksbetreiber, die China National Nuclear Corporation, die eigens für den Betrieb des ersten chinesischen Kernkraftwerks in Qinshan Gegründet wurde, geschäftsfähig operieren können, weshalb die Volksrepublik China für die Bauphase eine Ausschreibung einforderte, bei der sich Framatome mit dem N4 beworben hatte, die Kraftwerk Union mit der KWU DWR-1300 MWe (Typ Baulinie '80), sowie beide Unternehmen zusammen über ihre neue Tochtergesellschaft Nuclear Power International noch einmal gemeinsam mit dem EPR. Kritisiert wurde dabei aber, dass es sich bei dem gemeinsamen Angebot nicht um ein innovatives Design handelt und es schlicht nur eine Kombination aus den beiden separaten Angeboten ist. Ebenso wurde bemängelt, dass sich die Angebote mittlerweile zum Politikum entwickelt haben.[55] Nach dem Tian’anmen-Massaker im Juni 1989 zogen Frankreich und Westdeutschland ihre angebotenen Hilfen für den Bau zurück.[56] Das war auch der Grund, weshalb die China National Nuclear Corporation auf die eigene chinesische Reaktorlinie wieder umgestiegen war. Qinshan II sollte demnach eine vergrößerte Variante von Qinshan I werden mit 600 MW je Block. Das Basisdesign für die Anlage sollte im Herbst 1991 abgeschlossen werden. Wie bereits bei Qinshan I sollen für Qinshan II eine Reihe von Komponenten international ausgeschrieben werden, davon aber nur betroffen die Software für die Anlage, das Kontrollsystem sowie die hydraulischen Systeme. Der Bau sollte dennoch mit Unterstützung westlicher Reaktorlieferanten erfolgen,[41] vornehmlich mit Hilfe der Bundesrepublik Deutschland, Frankreich und Japan.[57] Da Mistubishi Heavy Industries durch die US-Lizenzierten Fertigungsprozesse die Erlaubnis von Westinghouse bentögte, was der Konzern aber Mitsubishi verbat, war eine Kooperation mit Mistubishi Heavy Industries, was der japanische Maschinenbauer schwer bedauerte.[56]

Bis 1990 wurde die Machbarkeitsstudie für Qinshan II abgeschlossen und die Unterlagen mit dem Design der beiden 600 MW starken Druckwasserreaktoren an das Staatliche Planungskomitee zur Prüfung und Genehmigung übergeben. Nach Plans sollte der Reaktor in den nächsten Jahrzehnten der der chinesische Standardreaktor werden um die Anforderungen nach einer schnellen Realisierung solche Projekte zu geringen Kapitalkosten zu erfüllen.[57] Für die Unterstützung an dem Projekt bewarb sich neben den bekannten Siemens, Framatome und Nuclear Power International auch der japanische Maschinenbauer Mitsubishi Heavy Industries, allerdings für einen zu hohen Preis der aus Lizenzkosten für Westinghouse resultierten. Im Oktober 1990 teilte die China National Nuclear Corporation dieses Problem Mitsubishi Heavy Industries mit. Die Kooperation mit Nuclear Power International war ebenfalls relativ negativ geprägt und Framatome bot gleich den gesamten Technologietransfer an, allerdings unter der Bedingungen, dass die Komponenten in Frankreich zu besonderen Konditionen bestellt werden, womit die chinesische Seite nicht zufrieden war. Dennoch waren die Fachleute in der Volksrepublik insbesondere um eine Kooperation mit Framatome bemüht, da das Unternehmen als einziges, selbst Westinghouse konnte es nicht, das technische Englisch richtig umsetzten konnte, sodass es auch Chinesen verstanden. Pierr-Yves Gatineau, Manager für Auslandshandel bei Framatome erklärte allerdings, dass das Unternehmen versucht habe zwei Reaktoren des Typs M310 wie in Dayawan für Qinshan II anzubieten, die Chinesen aber das Angebot zurückgewiesen haben weil sie Unwillig seien. Als Begründung führte er darauf an, dass sie ihren CNP-300 für Qinshan I nach den Spezifikationen eines 600 MW starken Druckwasserreaktors von Westinghouse ausgerichtet hatten da sie meinten, es sei einfacher kleine Reaktoren zu bauen und zu exportieren. Dies war auch der Grund, weshalb das Ministerium für Kernenergie der Volksrepublik China den Kontakt mit Westinghouse suchte und Interesse an dem AP600 zeigte, allerdings für das Kernkraftwerk Yangjiang in der Provinz Guangdong.[56]

Am 14. April 1991 wurde mit den Vorarbeiten am Standort begonnen.[34] Das Design für diese Baustufe vom Typ CNP-600 wurde durch die China National Nuclear Corporation auf den internationalen Stand der Technik angepasst indem man sich entschlossen hatte ein Design aus dem Ausland zu importieren und den Block entsprechend darauf anzupassen.[58] Für den Bau der beiden Blöcke stellte die Standard Cattered Bank der State Developing Bank einen Kredit in Höhe von 24 Millionen Dollar zur Verfügung.[59] Für die Reaktordruckbehälter wurde eine internationale Ausschreibung lanciert, die die Fertigung für Reaktor 1 umfasste und das Fertigungswissen für Reaktor 2 an die Volksrepublik China, genauer die Shanghaier Kesselwerke, weitergegeben werden sollte. Es beworben sich Japans Mitsubishi Heavy Industries und der südkoreanische Hersteller Hamjung für den Auftrag. Der Auftragswert belief sich auf 20 Millionen Dollar und war 1995 zugunsten von Hamjung entschieden worden. Da die südkoreanische Regierung allerdings keinen Exportkredit zur Verfügung stellen wollte, war die China National Nuclear Corporation gezwungen den Auftrag an Mitsubishi Heavy Industries vergeben. Hamjung konnte diesen Verlust ein Jahr später wieder wettmachen durch die Ernennung von Atomic Energy of Canada Limited als einer der Lieferanten für Qinshan III.[60]

Für die Lieferung der Hauptpumpen und Ventile wurde 1996 die schottische Weir Group beauftragt, die mit einem Auftragswert von 20 Millionen Pfund den bisher größten Auftrag in der Energieversorgung erhalten wurde seit der Gründung der Firma rund 50 Jahre zuvor. Als Liefertermin war 1998 anvisiert. Die Auftragsvergabe an dieses Unternehmen geschah eher aus Zufall, da eine chinesische Delegation zuvor das Kernkraftwerk Sizewell B besichtigt hatte, für den das Unternehmen ebenfalls Ventile und Pumpen lieferte. Für die Reaktoreinbauten und die Instrumentierung wurde Framatome beauftragt, während andere zusätzliche Komponenten Unternehmen aus Spanien und Japan beauftragt wurden.[61] Für die Turbinen[62] und Kühlmittelpumpen der Anlage schloss die China National Nuclear Corporation ein Abkommen mit dem Department of Energy der Vereinigten Staaten von Amerika, sodass der Auftrag an Westinghouse vergeben wurde. Im Gegenzug begann das Department of Energy aktiv mit der China National Nuclear Corporation eine Ausweitung der Kooperation und warb insbesondere für den Bau des AP600 von Westinghouse in China.[63] Die Dampferzeuger für die Blöcke wurden in Spanien in Auftrag gegeben, wofür die BANKO Central Hispano einen Kredit von 60 Millionen Dollar mit einer Laufzeit von 22 Jahren zur Verfügung stellte.[64] Der Rest sollte in chinesischer Eigenfertigung erfolgen.[61]

Bau

Am 2. Juni 1996[19] wurde der erste Beton für Block 1 gegossen, womit der Bau des Blocks offiziell begann.[60][61] Am 1. April 1997 folgte auch Block 2.[19] Neben der Lieferung von materiellen Gütern hilft Framatom beim Bau der Blöcke für die technische Umsetzung.[65] Der Bau der Blöcke verlief bis 1999 problemlos, sodass durch die großen Anstrengungen die Planerfüllung wieder eingehalten werden konnte. Im gleichen Jahr konnte das Reaktorgebäude durch Aufsetzen des Domes vollendet werden. International wurde dieses Ereignis als Zeichen gedeutet, dass die Volksrepublik die internationalen Baupraktiken übernommen hat, da das Dach vollständig vormontiert auf das Gebäude gehoben wurde.[66] Am 17. März 1999 wurden die ersten Dampferzeuger des Typs Model 60 durch den spanischen Partner Westinghouse, der die Lizenz für die Dampferzeuger hält, Equipo Nucleares, S.A. (ENSA) vom spanischen Ort Santander direkt nach Qinshan. Die Dampferzeuger sind für Blocke 1 vorgesehen gewesen, während nur noch ein weiterer Dampferzeuger für Block 2 seitens ENSA zur Lieferung offen war, der andere sollte durch die Kesselwerke Shanghai geliefert werden.[67] Am 12. Dezember 2000 konnte die lokale Atomwirtschaft einen Erfolg feiern mit der Genehmigung des ersten eigenen Steuerstabsystems seitens der CNNC Nuclear Power Qinshan Joint Venture Company Limited, die von der Shanghai Xianfeng Motor Factory Company Limited gefertigt wurden und für die beiden Blöcke vorgesehen waren.[68]

Im Jahr 2000 konnte die letzte der beiden Nassdampfturbosätze mit einer Leistung von 650 MW im Dampfturbinenwerk Harbin gefertigt werden.[69] Als Sicherheitsleittechnik wurde bei Rolls-Royce die SPINLINE 3 Instrumentierungs- und Sicherheitsleittechnik bestellt.[70] Nach Plan sollte der Einbau im Jahr 2002 erfolgen.[71] Der Großteil der Reaktorkomponenten, rund 90 %, stammten aus der Volksrepublik China womit ein großer Teil lokalisiert werden konnte. Die Reaktorkomponenten stammten alle von Shanghai First Machine Tools Works, das zu diesem Zeitpunkt das einzige Unternehmen im Land war, das die Genehmigung hatte diese sicherheitsrelevanten Teile zu fertigen. Das Unternehmen erklärte nach der Fertigung der ersten Komponenten, dass die Volksrepublik China nun in der Lage sei Reaktorkomponenten für Druckwasserreaktoren in der Leistungsklasse zwischen 300 und 1000 MW zu fertigen.[72] Insgesamt lag die Lokalisierung des Projekts jedoch bei nur 33 %.[73]

Bei der Fertigung des zweiten Reaktordruckbehälters gab es allerdings Verzögerungen wegen Qualitätsdefizite bei den Schweißnähten durch teilweise schwere Schweißfehler. Die China National Nuclear Corporation forderte deshalb die Kesellwerke Shanghai zur reparatur des Druckbehälters auf. Sowohl die Aufsichtsbehörde, die China National Nuclear Corporation, als auch die Kesselwerke selber stimmten den Qualitätsdefiziten zu. Dies führte zu Kritik von Experten die meinten, dass der Technologietransfer verlangsamt werden sollten, wenn China die Qualität nicht entsprechend sicherstellen kann.[74]

Der Bau beider Blöcke kostete zusammen 1,8 Milliarden Dollar (14,8 Milliarden Yuan).[75]

Betrieb

Ursprünglich sah man 1996 vor, dass der erste Block 2001 ans Netz gehen würde, der zweite 2002.[60] Bereits 1998 wurde der Termin für die Netzsynchronisation des ersten Blocks auf das Jahr 2002 verschoben.[65] Am 14. Dezember 2001 konnte der Ladevorgang des ersten Brennstoffs im ersten Block abgeschlossen werden.[76] Am 29. Dezember 2001 wurde der erste Block erstmals kritisch gefahren[19][76] und wurde am 6. Februar 2002 erstmals mit dem Stromnetz synchronisiert.[19] Die Netzanbindung konnte damit 23 Tage vor dem geplanten Termin erfüllt werden.[77][78] Am 15. April 2002 wurde der Block in den kommerziellen Betrieb überführt,[19] und damit 47 Tage vor dem dafür ehemals vorgesehenen Termin.[79] Am 25. Februar 2004 wurde der zweite Block kritisch gefahren und konnte am 11. März 2004 als neuntes Kernkraftwerk der Volksrepublik China mit dem Stromnetz synchronisiert werden.[19][80] Aufgrund der höheren Lokalisierung der Komponentenproduktion wurde der Block als Meilenstein für die Volksrepublik China bezeichnet.[81] Am 3. Mai 2014 ging der Block in den kommerziellen Betrieb über.[19][82]

Block 3 & 4

Während der Vorarbeiten ab 1991 für die ersten beiden Blöcke von Qinshan II wurde der Standort bereits für zwei weitere baugleiche direkt neben den ersten beiden präpariert.[83] Im Jahr 2001 verweigerte die Provinz Zhejiang allerdings den Bau der Blöcke in Qinshan. Die China National Nuclear Corporation ging daraufhin in Verhandlungen mit der Planungskommission der Provinz, die den Plänen letztlich doch zustimmte, allerdings nicht für Qinshan sondern für den Standort Sanmen. Aufgrund der Probleme in der Provinz Guangdong das Kernkraftwerk Ling'Ao zu erweitern gab es auch die Option beide Konkurrenzprojekte in ein gemeinsames zu inkludieren.[84] Nach der Vollendung der ersten beiden Blöcke wurden die Planungen für die Erweiterungsblöcke von Qinshan II wieder aktiver konkreter. Das Konsortium Siemens-Areva unterzeichnete mit der China National Nuclear Corporation ein entsprechendes Kooperationsabkommen zur.[85] Dies betraf neben Qinshan II-3 und 4 im größeren Umfang ebenfalls die Erweiterung des Kernkraftwerks Ling'Ao.[86] Intern genehmigte die Zentralregierung die Kopie der ersten beiden Blöcke bis Juli 2004 bereits.[87] Entgegen der beiden ersten Blöcke, die einer probabilistischen Sicherheitsprüfung unterzogen wurden, sind die Blöcke modernisiert worden und entsprechen den neusten Sicherheitsanforderungen vom April 2004.[88]

Im Oktober 2005 wurden die Pumpen für die beiden Blöcke bei Mitsubishi Heavy Industries in Japan bestellt, die ab Juni 2008 geliefert werden und im Februar 2010 alle am Standort sein sollten. Jeder der Pumpen soll eine Förderleistung von 24.000 Kubikmeter pro Stunde haben und eine Leistung von 5,2 MW.[89] Die Blöcke unterliefen den Designprüfungen bis zum Jahr 2006 in denen Experten dem Design den Stand der Technik. Im Gegensatz zu der Zwillingsanlage umfassen die Blöcke rund 1000 Modifikationen zum Originaldesign. Davon erhoffte man sich die Auslastung von 65 % auf 75 % erhöhen zu können, sowie die Lokalisierung der Komponentenfertigung auf 70 % erhöhen zu können.[73] Am 27. April 2004 erhielt die PaR Nuclear den Zuschlag die Brennstoffwechseleinrichtungen für die beiden Blöcke bis 2007 zu liefern.[90]

Bau

Am 28. April 2006 wurde der Grundstein für die beiden Blöcke gelegt und seitens Wang Yuqing, Direktor der National Nuclear Safety Administration, die Baugenehmigung der beiden Blöcke freigegeben.[73] Noch am gleichen Tag ging mit dem Guss des ersten Beton Block 3 in Bau.[19] Dies geschah unter Anwesenheit des Vize-Premierministers der Volksrepublik China, Zeng Peiyan. Nach Plan sollten die Blöcke binnen 60 Monate vollendet werden.[91] Am 28. Januar 2007 ging der vierte Block in Bau.[19][92] Wie bereits für die anderen Blöcke lieferte ENSA erneut einen Dampferzeuger, allerdings nur diesen einen, die restlichen drei sollten von der Shanghai Electric Group Corporation kommen, für die die ENSA technische Unterstützung für die Fertigung zur Verfügung stellte.[93][94] Am 9. Februar 2009 lieferte der südkoreanische Maschinenbauer Doosan Heavy Industries den Reaktordruckbehälter für Block 3. Es war der erste Export eines Reaktordruckbehälters seitens Doosan Heavy Industries, abseits der Lieferung anderer Reaktorkomponenten für beispielsweise Qinshan III.[95][96]

Betrieb

Nach Planungen aus dem Jahr 2005 sollte der dritte Block im April 2011 und der vierte im Februar 2012 ans Netz gehen.[89] Am 13. Juli 2010 konnte der Reaktor von Block 3 erstmals kritisch gefahren werden.[19] Am 1. August 2010[19] konnte der Block kurz vor Mitternach erstmals mit dem Stromnetz synchronisiert werden und sollte nach einer Testreihe im Jahr 2011 in den kommerziellen Betrieb gehen.[97][98] Entgegen der Planungen[99][100] begann die kommerzielle Inbetriebnahme des Blocks bereits am 8. Oktober 2010[19] und wurde am 21. Oktober 2010 abgeschlossen.[99][100] Am 23. Oktober 2011 um 5:42 Uhr Ortszeit wurde der Ladevorgang des Reaktors in Block 4 abgeschlossen.[101] Am 17. November 2011 konnte der Reaktor kritisch gefahren werden und ging am 25. November 2011 ans Netz.[19][102][103] Am 30. Dezember 2011 ging der Block in die Übergabe für den kommerziellen Betrieb,[19] die am 8. April 2012 um 9:05 uhr abgeschlossen wurde.[104][105]

Qinshan III

Im Jahr 1992 wurde erstmals der Bau von Qinshan III bis zum Jahr 2000 in Aussicht gestellt, wobei die Anlage noch ein weiteres mal mit zwei 600 MW starken Blöcken ausgestattet werden sollte, ähnlich wie Qinshan II.[56] Neben den von der Volksrepublik gewählten Standardtyp, den Druckwasserreaktor, evaluierten einige Unternehmen und Provinzen auch andere Reaktorkonzepte sehr intensiv, darunter insbesondere der von Atomic Energy of Canada Limited vermarktete CANDU, ein Druckschwerwasserreaktor.[106] Aufgrund dieses Interesses unterzeichnete die China National Nuclear Corporation mit der Atomic Energy of Canada Limited im November 1994 eine Absichtserklärung über den Kauf von zwei 700 MW starken Reaktoren des Typs CANDU 6 für 2,6 Milliarden Dollar. Als Standort war ebenfalls das Stammkraftwerk Qinshan vorgesehen.[107] Neben den ersten beiden Blöcken stellte Atomic Energy of Canada Limited klar, dass die Volksrepublik neben den beiden Blöcken durchaus noch vor Ende des 20. Jahrhunderts weitere Blöcke des Typs CANDU 6 bestellen könne.[108] Zum gleichen Zeitpunkt wurde ein Abkommen über die Zusammenarbeit im Bereich der friedlichen Nutzung der Kernenergie zwischen der Volksrepublik China und Kanada unterzeichnet, um den Export zu ermöglichen.[109]

Block 1 & 2

Qinshan III

Die Volksrepublik China begann 1995 mit den Verhandlungen für die beiden Blöcke. Man erwartete, dass für den Export ein Kanadischer Kredit zur Verfügung gestellt werden würde. Um die Diskussionen zu vertiefen reiste Ministerpräsident Li Peng nach Kanada um mit der dortigen Regierung über die Bedingungen zu verhandeln, sowie ein Memorandum mit dieser zu unterzeichnen.[109] Unterzeichner auf der kanadischen Seite war Premierminister Jean Chrétien.[110] Noch im Schnellverfahren wurde am 14. Oktober 1995 der Vertrag für die schlüsselfertige Errichtung der beiden Blöcke unterzeichnet.[111] Als Lieferant für die Dampferzeuger und die Druckhalter wurde das südkoreanische Unternehmen Korea Heavy Industries beauftragt, sowie die südkoreanische Firma Hamjung beauftragt. Einerseits liegen sie in der Region, sodass sie schnell agieren können, sekundär haben beide Unternehmen bereits essentielle Erfahrungen gesammelt beim Bau des vor Qinshan neusten CANDU 6-Projekts für das südkoreanische Kernkraftwerk Wŏlsŏng. Der Auftragswert für die südkoreanischen Unternehmen belief sich auf 120 Millionen Dollar.[60] Diese Auswahl war auf Basis einer internationalen Ausschreibung durch die China National Nuclear Corporation erfolgt, bei der sich noch japanische Unternehmen beworben, die jedoch das Angebot der Südkoreaner nicht überbieten konnten.[112] Der kanadische Lieferanteil sollte bei rund 1,3 Milliarden Dollar liegen, der Rest sollte durch ausländische Lieferanten gedeckt werden.[113] Der Bauvertrag mit Atomic Energy of Canada Limited wurde am 14. November 1996 unterzeichnet,[65] womit noch im gleichen Jahr mit den Vorarbeiten am Standort begonnen wurde.[114]

Der offizielle Vertrag wurde am 12. Februar 1997 unterzeichnet und damit effektiv.[115] Ab diesem Zeitpunkt liefen die 72 Monate, in denen die Anlage vollenden werden musste. Die Zeitspanne ist sehr eng und die bisher kürzeste aller bisherigen CANDU-Projekte.[116] Für den Bau der Anlage wurde ein Kredit von der Export Development Co. of Canada und der U.S. Export-Import Bank an die China State Development Bank in Höhe von 1,84 Milliarden Dollar ausgezahlt. Die Laufzeit des kanadischen Kredits beträgt 15 Jahre mit einer Schonfrist von sieben Jahren bei einer Verzinsung von 6,54 %.[117] Der Kredit der Vereinigten Staaten von Amerika hat eine Laufzeit bis 2018 bei einer Verzinsung von 7,49 %, die sich allerdings senken können je nach Auftragsvolumen für US-Unternehmen beim Bau der Drei-Schluchten-Talsperre.[118] Als Hauptauftragnehmer treten neben Atomic Energy of Canasa Limited auch der US-Kernkraftwerksprojektant Bechtel Limited sowie der japanische Maschinenbauer ITOCHU Corporation auf.[117] Ende 1997 trat der Vertragspartner für die Lieferung der beiden Lademaschinen der Reaktoren zurück, woraufhin Atomic Energy of Canada Limited die beiden Maschinen selbst fertigen musste. Das Kontroll- und Steursystem des Block wurde im Gegensatz zu den anderen CANDU 6 auf Stand des CANDU 9, wie er für das südkoreanische Kernkraftwerk Bonggil vorgesehen war, modernisiert. Das gleiche System wurde ursprünglich für den CANDU 6 am Kernkraftwerk Akkuyu in der Türkei entworfen.[115] Das Steuersystem wurde noch 1998 von Canadian Aviation Electronics Limited geliefert.[119]

Der Bau der beiden Blöcke war der bisher größte Technlogieexport Kanadas an die Volksrepublik China, weshalb das Projekt auch entsprechende Priorität bei Kanada hatte und daher der glatte Ablauf des Export an oberster Stelle stand, weshalb man besonders enge Kommunikation mit den chinesischen Partnern halten wollte.[120] Aufgrund der schnellen Realisierung konnte das Projekt vor dem geplanten Termin vollendet werden und rund 10 % günstiger als vorgesehen.[121]

Bau

Mit dem Bau des ersten Blocks sollte nach Plan im November 1998 begonnen werden, mit dem Bau des zweiten Blocks acht Monate später.[65] Der Mannaufwand für den Bau der beiden Blöcke wurde auf 27.000 Personenjahre geschätzt, bedeutet, wenn eine Person die beiden Blöcke alleine bauen würde, benötigte 27.000 Jahre. Auf Basis dieser Zahl lässt sich kalkulieren, wie viele Arbeiter man für den Bau benötigt, dass der Bau im Rahmen der kalkulierten Zeitspanne vollendet werden kann.[115] Mit den Bau des dritten Blocks konnte vor Zeitplan am 8. Juni 1998 begonnen werden, ebenfalls vor Zeitplan am 25. September 1998 mit dem Bau des zweiten Blocks.[19] Eine Besonderheit ist die neue Baumethode von Atomic Energy of Canada Limited, genannt „Open-top-construction“. Dabei wird ein Deckel mit Öffnungen nach dem Betonieren der Seitenwände des Reaktorgebäudes auf dem Gebäude platziert. Die einzelnen Öffnungen sind für die Installation von Komponenten und können für das Einheben von Komponenten geöffnet werden, bieten auch gleichzeitig den Vorteil, dass bereits installierte Komponenten vor Wettereinflüssen geschützt werden wenn sie geschlossen sind. Dadurch konnte Zeit gespart werden, weil die Komponenten direkt eingehoben und platziert werden konnten, ohne die zeitraubende Arbeit diese durch die Schleuse ins Containment zu bringen. Diese Baumethode erforderte allerdings einen Schwerlastkran auf der Baustelle.[122] Bis 1999 konnte durch die enge Kooperation der Volksrepublik China und Kanada entgegen der Planungen rapide das Bautempo gesteigert werden, sodass die Arbeiten vor dem Zeitplan waren. Durch den Einsatz der open-top Baumethode konnte binnen 18 Tagen das gesamte Containment beider Blöcke gegossen werden, was international ohne Beispiel war.[66] Dabei geholfen hat auch die modularisierte Bauweise, die in Qinshan das erste mal für einen CANDU 6 erprobt wurde.[123] Der andere Faktor war die Umstellung der Kernkraftwerksplanung auf ein 3-D CADD-System und damit die simultane Planung und Nachbesserung des Projekts während den laufenden Arbeiten. Aufgrund des schnellen Arbeitsablaufes wurde 1999 damit gerechnet werden, dass Block 1 binnen 55 Monate vor dem eigentlichen Termin fertiggestellt werden könnte und damit so schnell gebaut wurde wie kein anderer CANDU-Reaktor zuvor.[116]

Im Jahr 1999 wurde der französische Elektronikhersteller Alcatel beauftragt spezielle Kabel für die Signalübertragung und Spannungsversorgung des Reaktors zu Verfügung zu stellen. Das Auftragsvolumen belief sich auf 3,9 Millionen Dollar und umfasste die Lieferung von 90 verschiedenen Leitungstypen die speziell für Nuklearanwendungen entworfen wurden.[46] Über das Jahr 2000 konnte in Rekordzeit die Installation wichtiger Komponenten in den Blöcken abgeschlossen werden, sodass bereits mit der Installation von Rohrsystemen in den Blöcken begonnen werden, darunter die Zubringer zum Reaktor, das Primärsystem und die Calandriaberohrung. Qualitativ war der Einsatz der vielen neu entwickelten Erfahrungen von Erfolg, sodass sehr wenige Nachbesserungen benötigt wurden um die Qualitätsanforderungen zu erfüllen.[124] Im Jahr 2001 wurde das erste schwere Wasser für Block 1 angeliefert, die Lieferung für Block 2 sollte im Frühjahr 2003 erfolgen.[125] Am 22. Oktober 2001 besuchte der kanadische Premierminister Jean Chrétien die Baustelle um den Arbeitsfortschritt zu begutachten. Begleitet wurde Premierminister vom Gouverneur der Provinz Zhejiang, Lu Wenge.[126][125] Atomic Energy of Canada Limited begann ab 2002 die Arbeitskräfte auf der Baustelle zu reduzieren, da das Projekt aufgrund des sehr schnellen Fortschritts bereits in der Endphase der Montagearbeiten war.[125] Während der Bauspitze befanden sich 8000 Arbeiter auf der Baustelle, davon 150 Angestellte der Atomic Energy of Canada Limited.[127]

Aufgrund der Anlage gab es für die beteiligten Firmen einige Probleme. Gegen Atomic Energy of Canada Limited wurde ein Gerichtsverfahren eingeleitet, nachdem der Sierra Club, eine nordamerikanische Umweltorganisation, den Vertrag zwischen Kanada und der Volksrepublik China als nicht rechtmäßig eingeschätzt hatte, da das Umweltverträglichkeitsverfahren nicht nach den gleichen Anforderungen wie in Kanada stattgefunden habe. Zwar konnte Atomic Energy of Canada Limited den Club durch Vorlage der Originaldokumente widersprechen, der Club akzeptierte die Ergebnisse aber generell nicht.[128] Das andere Verfahren war gegen ITOCHU eingeleitet worden. Das Unternehmen hatte einen Fehler in der Buchhaltung verursacht und drei Jahre lang die Steuerberichte deshalb nicht richtig angegeben. Das Unternehmen hatte rund 400 Millionen Yen einer Agentur in Hong Kong zukommen lassen um Zusatzinformationen über Qinshan II zu beziehen. Das Finanzamt in Japan wurde darüber nicht informiert, obwohl es sich um eine sozialpflichtige Abgabe gehandelt habe. Das Unternehmen musste deshalb den Betrag nach zahlen.[129]

Betrieb

Nach Planungen von 1998 sollte der erste Block im Jahr 2004 ans Netz gehen, der zweite im Jahr 2005.[65] Im Oktober 1998 erhielt Hydro-Quebeck International für rund 4 Millionen Dollar den Auftrag von Atomic Energy of Canada Limited die Operatoren für die Blöcke neun Monate im zweiten Block des Kernkraftwerks Gentilly auszubilden. Dabei sollten die chinesischen Auszubildenden lernen, wie man einen CANDU verwaltet, betreibt, wartet und technische Unterstützung leistet.[130] Aufgrund des guten Baufortschritts rechnete man 1999 damit, dass die Blöcke im Februar und November 2003 ans Netz gehen könnten.[116] Im Jahr 2000 wurde die Ausbildung eines 200 Mann starken Teams in Gentilly erfolgreich abgeschlossen. Um die Schulungen zu optimieren schloss Atomic Energy of Canada Limited ein Abkommen mit der Xi'an Jiao Tong Universität über die Produktion von Lehrbüchern und die Anwendung von Multimediakursen. Für die langfristige technische Kooperation schloss das Unternehmen ein Abkommen it dem Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute über die Entwicklung fortschrittlicher Werkzeuge für CANDU-Anlagen.[124]

Am 21. September 2002 wurde der Reaktor im ersten Block erstmals kritisch gefahren[19] und wurde damit drei Wochen vor dem Zeitplan.[131] Am 19. November 2002 erfolgte die erste Netzsynchronisation[19] womit der Block zum siebten in Betrieb befindlichen Kernkraftwerk der Volksrepublik China wurde.[132] Kang Rixin, Vorstand des Betreiberkonsortiums, erklärte anlässlich der Inbetriebnahme, dass die Blöcke im Schnitt teurer sein werden als konventionelle Kraftwerke, allerdings die Betreibergesellschaft in Verhandlung mit der Regierung stehe, eine Volllastauslastung beider Blöcke zu 85 % zu garantieren, sodass mit den Kreditrückzahlungen nach Plan erfolgen können. Allerdings war bereits zu diesem Zeitpunkt klar, dass selbst bei voller Inbetriebnahme von Qinshan die Leistung zur Bedarfsdeckung nicht ausreichen würde und deshalb zusätzliche Leistung aus der Drei-Schluchten-Talsperre benötigt würde.[133] Am 17. Dezember 2002 fuhr der Block erstmals mit seiner Nennleistung von 728 MW unter Volllast.[127] Am 31. Dezember 2002 wurde der Block in den kommerziellen Betrieb überführt[19] und damit 43 Tage vor dem geplanten Termin, dem 12. Februar 2003, vollendet werden.[123] Die Operatorenbelegschaft von Qinshan III-1 hatte bei der Inbetriebnahme im Jahr 2003 ein Durchschnittsaalter von 26 Jahren, während der älteste Operator vor erst sieben Jahren die Universität verlassen hatte.[134]

Am 29. April 2003 (abweichend von der PRIS-Angabe vom 18. Januar 2003,[19] da erst am 30. Januar 2003 die hydrostatischen Versuche abgeschlossen werden konnten.[127]) wurde der Reaktor des zweiten Blocks erstmals kritisch gefahren.[135][136] Am 12. Juni 2003 wurde der Block erstmals mit dem Elektrizitätsnetz synchronisiert und wurde damit der achte Kernkraftwerk der Volksrepublik China. Am 24. Juli 2003 wurde der Block in den kommerziellen Betrieb übergeben[19] und damit 112 Tage vor dem geplanten Termin, den 12. November 2003, vollendet werden. Der Block wurde mit 54 Monaten Bauzeit so schnell gebaut wie kein anderes Kernkraftwerk mit CANDU-Reaktor, kein anderes Kernkraftwerk in der Volksrepublik China[123] und ist auch in der gesamten Nuklearindustrie hinsichtlich des Aufwandes und der benötigten Zeit für die Fertigstellung ohne Beispiel.[137] In den ersten drei Brennstoffzyklen gab es in beiden Blöcken vermehrt Leckagen an den Brennelementen, die meistens durch mitgerissene Kleinteile im Primörkreislauf verursacht wurden.[48]

Im Jahr 2006 wurde für die beiden Blöcke der Auftrag für den Bau eines Trockenlagersystems für abgebrannte Brennelemente an die Atomic Energy of Canada Limited vergeben, die ihr MACSTOR-400 Tockenlagersystem für Qinshan III etablieren wird. Das Auftragsvolumen belief sich auf 10,7 Milliarden Dollar.[138] Die Lagerkapazität gewährleistet Platz für 50 Jahre.[139] Seit 2009 erzeugen die Blöcke zusätzlich Kobalt 60-Strahlenquellen für die Nahrungsmittelkonservierung, medizinische Desinfizierung, für die Qualitätskontrolle bestimmte Produkte, für die Strahlentherapie und andere Zwecke. China hatte zuvor keine Kapazitäten Kobalt 60 herzustellen und musste die Strahlenquellen importieren. Beide Blöcke können damit den Bedarf an Kobalt 60 in der Volksrepublik China zu 80 % decken und sollten jährlich rund 6 Millionen Curie Kobalt 60 erzeugen.[140] Bis zum Jahr 2009 konnten die Reaktoren mit einem Verfügbarkeitsfaktor von 88,8 % über die gesamte Laufzeit die beste Verfügbarkeit aller Reaktoren in der Volksrepublik China erreichen.[141] Am 22. März 2010 wurde versuchsweise erstmals Brennstoff mir Uran aus der Wiederaufbereitung in Block 1 eingesetzt. In den folgenden sechs Monaten sollten 24 weitere Brennelemente folgen. Nach Ablauf der einjährigen Versuchsphase sollte entschieden werden, ob diese Praktik zukünftig weiter angewandt werden solle. Der wiederaufbereitete Urananteil hatte im Schnitt eine Anreicherung von rund 1,6 %, dieser wurde mit nicht spaltbaren Uran 238 versetzt um etwa die Mischung zu erhalten, die Natururan hätte. Ein ähnliches Versuchprogramm hatte zuvor bereits in Wŏlsŏng stattgefunden, bei dem es das Ziel war Brennstoff von Druckwasserreaktoren direkt in CANDU-Reaktoren zu nutzen. Zwar sprachen die Studien ebenfalls für einen möglichen Einsatz, in der Praxis brachen die Brennstofftableten jedoch, erwärmten sich und beschädigten die Brennelementhüllrohre, woraufhin die Spaltgase entweichen konnten.[142][143][144] Am 30. März 2011 wurde die Erprobung des NUE-Brennstoffs mit Erfolg abgeschlossen. Nach einer Examination des Brennstoffs in einer heißen Zelle erhoffte man sich ab 2013 alle Brennelemente auf NUE-Brennstoff umzustellen. Bis 2012 wurde ein Thoriumdioxid-Puder entwickelt für Brennstoff, der allerdings vor Einsatz in Qinshan bis 2014 in einem Forschungsreaktor erprobt werden sollte.[48] Zwischen 2007 und 2012 gab es lediglich zwei Brennstoffschäden in den Blöcken, was im internationalen Schnitt bei Schwerwasserreaktoren ein guter Wert ist.[48]

Bis März 2014 wurden die Gespräche für eine NUE-produktionslinie begonnen. Jeder der CANDU 6 bräuchte jährlich rund 140 Tonnen wiederaufbereitetes Uran und 60 Tonnen abgereichertes Uran, wodurch jährlich 200 Tonnen Natururan eingespart werden können, was etwa der halben Jahresproduktion einer mittelgroßen Uranmine entspricht.[145] Nach Plan sollen beide Blöcke bis Ende 2014 auf einen vollen NUE-Kern umgestellt werden.[146]

Block 3 & 4

Im Jahr 1996 gab es die Option neben dem Bau der ersten beiden Blöcke vier weitere CANDU 6 in die Volksrepublik China nach Qinshan für 4 Milliarden Dollar zu exportieren. Dies hing allerdings von den Gegebenheiten und dem Willen der chinesischen Seite ab.[147] Noch 2001 versuchte Atomic Energy of Canada Limited zwei weitere Blöcke für Qinshan anzubieten.[125]

Im Rahmen der Kooperation an den ersten beiden Blöcken von Qinshan III gab es Ende 2001 eine Veranstaltung der Atomic Energy of Canada Limited mit Chinesischen Nuklearinstituten um die chinesischen Designanforderungen für den ACR-1000 zu untersuchen. Ein entsprechendes Abkommen für die direkte Teilnahme der Institute aus China und Hitachi wurde im März 2002 unterzeichnet.[125] Obwohl 2006 die Entscheidung fiel als Standardreaktor auf AP1000 von Westinghouse zu setzen, waren CANDU-Anlagen in China nach wie vor hoch angesehen, da der Bau und Betrieb der ersten beiden Blöcke stark überzeugte.[148] Aufgrund des gewachsenen Potentials von CANDU-Anlagen und der Tatsache, dass eine Studie die Nutzung von Thoriumbrennstoff für die Reaktorlinie als möglich bestätigte, entschied ein ausgewähltes Gremium der China National Nuclear Corporation im Dezember 2009 den Bau von zwei neuen CANDU-Blöcken als Option offen zu halen. Primär bezog sich der Neubau auf den Enhanced CANDU 6,[141] der die direkte Weiterentwicklung der ersten beiden Blöcke von Qinshan III ist.[149] Eine Realisierung hätte bereits kurzfristig erfolgen können. Das Gremiums gab bekannt die Third Qinshan Nuclear Power Company Limited bei einer Anfrage für einen Neubau in Qinshan bei der China National Nuclear Corporation, als auch bei der Staatsregierung zu unterstützen. Angestrebt wurde eine Realisierung im 12. Fünfjahresplanes zwiscghen 2011 zund 2015.[141] Nachdem die Reaktorsparte von Atomic Energy of Canada Limited an SNC-Lavalin Incorporated verkauft wurde, schloss die Third Qinshan Nuclear Power Company, China North Nuclear Fuel Corporation und das Nuclear Power Institute of China zur Fortführung der Brennstoffentwicklung für CANDU-Reaktoren, im Rahmen dessen auch die kooperative Entwicklung des Advanced Fuel CANDU Reactor (kurz AFCR). Man erhoffte sich binnen 24 Monate ein Detraildesign des Reaktors zu entwerfen mit der Optimierung des Designs zur Schließung des Brennstoffkreislaufs. Am Ende sollte zudem ein Vorprojektabkommen unterzeichnet werden für den Bau von zwei AFCR-Blöcken in der Volksrepublik China, mit Standortfrestlegung und Lizenzierungsbasis.[150][151][152][153]

Nach Aussage von Ye Qin Zhen, Vorstand der China Academy of Engineering, Energy and Mining, wird im Falle eines Ausbaus von Qinshan III ein Reaktor des Typs ACR-1000 zum Einsatz kommen.[154]

Standortdetails

Der Berg Qinshan bietet für die Reaktoren einen optimalen Felssockel[7] aus Tuff[155] mit einer Tiefe von 22 Meter als Baugrund für die Gebäude.[7] Geformt wurde das Gestein in prähistorischer Zeit.[155] Umgeben ist das Kernkraftwerk zum Schutz vor Wellen von einem 8 Meter hohen Deich, der an Qinshan I rund 1700 Meter lang ist.[7] Dadurch konnten 60 Hektar zusätzlich gewonnen werden, die mit Abraum von der abgetragenen Bergflanke gefüllt wurde. Historisch gesehen weist der Standort nur eine geringe seismische Aktivität auf, weshalb für Qinshan I auf eine voll erdbebenfeste Auslegung verzichtet wurde, zumal der Block auf der felsigeren und damit besseren Seite des Standortes liegt.[1] Vor der Küste, rund 20 Kilometer Offshore der Anlage, befindet sich allerdings die Nord-Nordwest verlaufende Jiangshan-Shaoxing-Verwerfung, die eine aktive Verwerfung ist. Am Standort selber gibt es keine aktiven Verwerfungen. Das[155] Seismisch gesehen geschahen das letzte schwere Erdbeben am 9. Oktober 1505 und war das bisher schwerste registrierte Erdbeben in dieser Region. Die Auswirkungen waren über die Grenzen der Provinz Zhejiang hinweg spürbar. Als Epizentrum konnten in 13 Studien keine direkte Position ermittelt werden. Fakt ist nur, dass das Epizentrum in der Nähe der Küste zur Provinz Zhejiang war und sich sehr nahe an den Kernkraftwerken Qinshan und Sanmen befand. Infolge des Baus des Kernkraftwerks Qinshan wurde 1986 eine neue Studie veröffentlicht, die das Beben als nicht nachweisbar und nicht lokalisierbar beschrieb und die Ergebnisse der vorherigen Studien anzweifelte.[156] Das Meer in der Umgebung hat eine Tiefe von 10 bis 20 Meter, wodurch die Gezeiten keine Auswirkungen auf die Wasserverfügbarkeit für die Kühlung der Anlagen hat.[1] Nach dem Reaktorunfällen von Fukushima-Daiichi wurde der Deich um Qinshan I erhöht.[157] Die Baustoffe und das personal für den Bau der Anlage kamen alle aus der Region. Am Standort gibt es unter anderem einen kraftwerkseigenen Steinbruch, in dem Gestein für das Kernkraftwerk abgebaut wurde.[1]

Qinshan III wurde auf einer sehr kleinen Halbinsel gebaut. Um die Anlage zu platzieren musste das aus den Bauarbeiten abgetragene Geröll zum Aufschütten von Küste verwendet werden. Das Wasser in der Umgebung der beiden Blöcke hat einen relativ hohen Schlickgehalt.[123]

Die Umgebung der Anlage ist sehr dicht besiedelt. Im Jahr 1986 lag der Schnitt bei 600 Einwohner pro Quadratkilometer. Lediglich im Umkreis von 700 Meter um Qinshan I befinden sich keine Wohnhäuser.[1] Die Besiedlungsdichte am Standort beträgt heute 240 Einwohner pro Quadratkilometer, im Umkreis von fünf Kilometer um die Anlage gibt es 18.600 Einwohner. Das Klima ist eher subtropisch-maritim mit einer jährlichen Druchschnittstemperatur von 16,3 °C mit einem Jahresmaximum von 37,4 °C und einem Jahresminimum von -5,3 °C. Die relative Luftfeuchtigkeit liegt über 80 %.[158]

Eigentümer und Betreiber

Die Eigentümer und Betreiber des Kernkraftwerks Qinshan unterscheiden sich zwischen den einzelnen Baustufen und bestehen aus Firmen, die mehrere Teilhaber haben, die sich wie folgt aufteilen:[159]

  • Qinshan I
    • Qinshan Nuclear Power Company, Gegründet im November 1982
      • 100 % - China National Nuclear Corporation
  • Qinshan II
    • Nuclear Power Plant Qinshan Joint Venture Company Limited, Gegründet am 20. Juli 1988
      • 50 % - China National Nuclear Corporation
      • 20 % - Zhejiang Provincial Electric Power Development Corporation
      • 12 % - Shenergy Company
      • 10 % - Jiangsu Guoxin Investment Group Limited
      • 6 % - China Power Investment Corporation
      • 2 % - Anhui Province Energy Group
  • Qinshan III
    • The Third Qinshan Jointed Venture Company Limited, Gegründet am 31. Januar 1997
      • 51 % - China National Nuclear Corporation
      • 20 % - China Power Investment Corporation
      • 10 % - Zhejiang Provincial Electric Power Development Corporation
      • 10 % - Shenergy Company
      • 9 % - Jiangsu Guoxin Investment Group Limited
Betreiber
  • Qinshan I
    • CNNC Nuclear Operarion Management Company Limited
  • Qinshan II
    • Nuclear Power Plant Qinshan Joint Venture Company Limited
  • Qinshan III
    • The Third Qinshan Jointed Venture Company Limited

Technik Qinshan I

Qinshan I ist ausgestattet mit einem Druckwasserreaktor vom Typ CNP-300 und erreicht bei einer thermischen Reaktorleistung von 966 MW eine elektrische bruttoleistung von 310 MW, von denen netto 298 MW in das Elektrizitätsnetz gespeist werden.[19] Die ursprüngliche Projektion sah eine thermische Leistung von 966 MW mit einer elektrischen Nennleistung von 300 MW vor, allerdings bereits mit der Möglichkeit die thermische Leistung auf 1035 MW zu erhöhen um eine elektrische Nennleistung von 330 MW erreichen zu können.[20] Technisch gesehen ist das Design des CNP-300 und insbesondere des Modells für Qinshan stark an den internationalen Stand der Technik angepasst worden. Technisch gesehen arbeitete man insbesondere mit Mitsubishi Heavy Industries an der Adaption von Wissen über die Planung eines Kernkraftwerks und die Entwicklung eines Reaktorsystems. Hinsichtlich der Hauptparameter der Blöcke ist Qinshan I mit Blöcken in der gleichen Leistungsklasse stark ähnelnd, allerdings wurde die gesamte Leistungsdichte des Kernes herunter gesetzt und durch physikalische Effekte die Effizienz des Reaktorsystems gesteigert. Eine Besonderheit zum Zeitpunkt des damaligen Entwurfs aus den 1970er war, dass man bereits an einer starken Standardisierung arbeitete und versuchte die Komponenten so zu entwerfen, dass man sie durch einfache Erweiterung weiterer Primärschleifen auch in größeren Reaktoranlagen hätte verwenden können.[160] Die meisten Komponenten wurden in der Volksrepublik gefertigt, allerdings die Aufträge für Schlüsselkomponenten an erfahrene Lieferanten in Westdeutschland, Japan, Frankreich und Schweden vergeben.[1]

Das Containment von Qinshan I besteht aus vorgespannten Beton und wurde von dem Kesselwerk Shanghai gefertigt. Der Auslegungsdruck liegt bei 3,5 Bar und die innere Plattierung ist aus Stahl.[161] Insgesamt besteht der Spannbeton aus C40-Beton und 1000 Spannseilen. Das Containment hat einen Innendurchmesser von 36 Meter und im Ganzen eine Höhe von 59,6 Meter. Die Wandstärke liegt bei 1 Meter. Die späteren baugleichen Containments ab dem ersten Block in Pakisten 5,5 Meter niedriger konstruiert. Ausgelegt ist das Containment für eine Leckrate von 1,65 % unter kalten Bedingungen und 3 % unter heißen Bedingungen. Bei Prüfungen wurden diese Werte allerdings mit 0,45 % unterboten.[162] Der Brennstoff für den Block wird in der Brennelementefabrik Yibin hergestellt.[163] Der Brennstofftyp bezeichnet sich als CF1.[48]

Chefdesigner der Anlage war der 1927 geborene Ouyang Yu.[2]

Technik Qinshan II

Die Blöcke von Qinshan II sind ausgestattet mit Reaktoren des Typs CNP-600. Block 1 und 2 erreichen bei einer thermischen Reaktorleistung von 1930 MW eine elektrische Bruttoleistung von 650 MW, von denen sie 610 MW netto in das Elektrizitätsnetz ausspeisen. Block 3 und 4 erreichen bei einer thermischen Reaktorleistung von 1930 MW eine elektrische Bruttoleistung von 660 MW, von denen sie 610 MW netto in das Elektrizitätsnetz ausspeisen.[19] Für die Gebäudekonfiguration wurde als Referenz das Kernkraftwerk Dayawan gewählt, da das Design Lizenzkostenfrei durch den Technologietransfer von Framatome an die Volksrepublik China.[164] Als Instrumentierungs- und Sicherheitsleittechnik kommt in allen vier Blöcken das von Rolls-Royce entwickelte SPINLINE 3 zum Einsatz, das die Weiterentwicklung des N4 SPIN für Reaktoren des Typs Nouveau 4, sowie des P4 SPIN für Reaktoren des Typs Paluel 4-Loop ist.[165] Jeder der Reaktoredruckbehälter hat eine Länge von 12,4 Meter und einen Druchmesser von 6,3 Meter bei einem Gwicht von 300 Tonnen.[166] Die Containments von Qinshan II besteht aus vorgespannten Beton und wurde von der China Nuclear Energy Industry Corporation gefertigt. Der Auslegungsdruck liegt bei 4,5 Bar und die innere Plattierung ist aus Stahl.[161]

Der Brennstoff für die Blöcke von Qinshan II wird in der Brennelementefabrik Yibin hergestellt.[163] Der Brennstofftyp bezeichnet sich als CF3 und ist für einen Zielabbrand von 52 Gigawatttagen pro Tonne Uran vorgesehen. Das Hüllrohrmaterial besteht auf Zircalloy N36. Der Brennstoff wird seit 2013 eingesetzt, zuvor war es Brennstoff des Typs CF2. In den Reaktoren kam es aufgrund dieses Brennstoffs bis 2012 zu keiner Leckage, da die Blockleistung von 650 MW und damit die Reaktorleistung relativ niedrig ist, die Brennelemente aber die 1000 MW-Brennelemente für den CNP-1000 sind und in den Reaktoren aufgrund der gleichen Bauform verwendet werden.[48] Seit Juli 2014 wurde die Anlage standardmäßig auf einen Betrieb mit CF3-Brennstoff umgestellt.[167]

Technik Qinshan III

Qinshan III ist ausgestattet mit zwei Reaktoren des Typs CANDU 6, von denen jeder Block bei einer thermischen Reaktorleistung von 2064 MW eine elektrische Bruttoleistung von 728 MW erreicht, von denen 650 MW in das Elektrizitätsnetz gespeist werden.[19] Im Gegensatz zu den Referenzblöcken Wŏlsŏng 2 bis 4, die bereits vom Import aus Kanada 84 sicherheitstechnische Modifikationen enthalten, haben die beiden Blöcke in Qinshan zusätzliche Modifikationen erhalten:[168]

  • Es gab vom Basisdesign des CANDU 6 keine Anforderungen das Branschutzsystem Erdbebenfest auszulegen, sodass auch nach einem Erdbeben die Stromversorgung gewährleistet wird. Atomic Energy of Canada Limited ging davon aus, dass durch die Abschaltung der seismisch festen SDS2 kleine durch das Erdbeben verursachte Feuer mit einem Handfeuerlöscher gelöscht werden können. Auf Wunsch des Eigentümers wurden allerdings für Qinshan III die Stromversorgung der Feuerwasserpumpen Erdbebenfest ausgelegt, wodurch ein robusteres System geschaffen wurde.
  • Wegen der Gefahr von Tornados wurde eine Anpassung der Gebäude auf einen Basistornado vorgenommen, weshalb viele Strukturen nicht in Leichtbauweise sondern aus Stahlbeton gebaut wurden und Schutzmaßnahmen für relevante Komponenten getroffen werden mussten.
  • Um die Notfallplanung zu gewährleisten wurde ein technisches Unterstützungszentrum und ein Überwachungssystem für kritische sicherheitsrelevante Parameter in das Design integriert.
  • Das Abklingbecken besteht aus einer Edelstahlwanne um die Wahrscheinlichkeit einer Leckage zu verringern.
  • Das Abklingbeckenwasser wird durch einen sekundären Zwangsumlaufkreis mit Kühlwasser gekühlt und nicht mit technischem Brauchwasser, wodurch ein Übertreten des Wassers über den Rand des Abklingbeckens vermieden wird.
  • Die Belüftung, Heizung und Klimaanlage für den sekundären Anlagenteil sind Erdbebenfest ausgelegt für die Gewährleistung der Nachwärmeabfuhr infolge eines Erdbebens.
  • Sonstige Änderungen im kleinen Umfang um den chinesischen Regelungen zu entsprechen.

Zum Abbau von etwaigen Wasserstoff besitzt der Block Wasserstoffzünder, die den Wasserstoff verbrennen.[168] Aufgrund der höheren Kühlwassertemperaturen in Qinshan haben die Druckröhren der Blöcke eine besondere Oberflächenbehandlung bekommen und sind Glasperlengestrahlt. Dadurch wird die Bruchfestigkeit bei hohen Temperaturen erhöht.[169] Die Containments von Qinshan III besteht aus vorgespannten Beton und wurde von Atomic Energy of Canada Limited gefertigt. Der Auslegungsdruck liegt bei 2,24 Bar und die innere Plattierung ist aus Stahl.[161] Die beiden Blöcke von Qinshan III waren Entwurfsbasis für den von Atomic Energy of Canada Limited entwickelten Nachfolger, den Enhanced CANDU 6 (kurz EC6).[149]

Für die beiden Blöcke wurde ab April 2000 nahe der Stadt Baotou eine Brennelementefabrik eigens für die CANDU-Reaktoren in Qinshan errichtet. Die Jahresproduktionskapazität der Anlage liegt bei 200 Tonnen.[170][163] Im November 2008 schlossen Atomic Energy of Canada Limited, Third Qinshan Nuclear Power Company, das Nuclear Power Institute of China und der chinesische CANDU-Brennstofabrikant China North Nuclear Fuel Corporation ein Abkommen über die Entwicklung einer Strategie wiedergewonnenes Uran aus der Wiederaufbereitung von Druckwasserreaktor-Brennelementen in den beiden Blöcken als Brennstoff zu verwenden. Dieser Strategie hat das Potential eine gesamte CANDU-Flotte mit 17.000 MW mit Brennstoff zu versorgen, langfristig sehe man allerdings auch die Thoriumnutzung im Blickpunkt.[171][172] Der Thoriumschritt wurde im Juli 2009 initiiert. Ein entsprechendes Abkommen wurde zwischen der Atomic Energy of Canada Limited, der Third Qinshan Nuclear Power Company, China North Nuclear Fuel Corporation und dem Nuclear Power Institute of China unterzeichnet. Dieses Abkommen umfasst die gemeinsame Entwicklung, Demonstration und die Evaluation für die kommerzielle Reife.[173][174][175] Nachdem die Reaktorsparte von Atomic Energy of Canada Limited an SNC-Lavalin Incorporated verkauft wurde, schloss die Third Qinshan Nuclear Power Company, China North Nuclear Fuel Corporation und das Nuclear Power Institute of China zur Fortführung der Brennstoffentwicklung für CANDU-Reaktoren mit dem Tochterunternehmen CANDU Energy.[150]

Daten der Reaktorblöcke

Das Kernkraftwerk Qinshan besteht aus sieben aktiven Reaktoren.

Reaktorblock[19] Reaktortyp Leistung Baubeginn Netzsyn-
chronisation
Kommer-
zieller Betrieb
Stilllegung
Typ Baulinie Netto Brutto
Qinshan I DWR CNP-300 298 MW 310 MW 20.03.1985 15.12.1991 01.04.1994
Qinshan II-1 DWR CNP-600 610 MW 650 MW 02.06.1996 06.02.2002 15.04.2002
Qinshan II-2 DWR CNP-600 610 MW 650 MW 01.04.1997 11.03.2004 03.05.2004
Qinshan II-3 DWR CNP-600 610 MW 660 MW 28.04.2006 01.08.2010 05.10.2010
Qinshan II-4 DWR CNP-600 610 MW 660 MW 28.01.2007 25.11.2011 30.12.2011
Qinshan III-1 PHWR CANDU 6 650 MW 728 MW 08.06.1998 19.11.2002 31.12.2002
Qinshan III-2 PHWR CANDU 6 650 MW 728 MW 25.09.1998 12.06.2003 24.07.2003

Einzelnachweise

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  3. Melvin Gurtov, u.a.: China's Security: The New Roles of the Military. Lynne Rienner Publishers, 1998. ISBN 1555874347. Seite 188.
  4. Howard M. Holtzmann, u.a.: A New look at legal aspects of doing business with China: developments a year after recognition. Practising Law Institute, 1979. Seite 742.
  5. a b National Council for United States-China Trade, u.a.: The China Business Review, Band 8. National Council for US-China Trade, 1981. Seite 33.
  6. National Council for United States-China Trade, u.a.: The China Business Review, Bände 8-9. National Council for US-China Trade, 1981. Seite 34.
  7. a b c d e British Broadcasting Corporation. Monitoring Service: Summary of World Broadcasts: The Far East. Weekly supplement, Teil 3, 1982. Seite 80, 81, 82.
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  9. American Nuclear Society: Nuclear News, Band 21,Ausgaben 9-15. American Nuclear Society, 1978. Seite 81.
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  11. British Broadcasting Corporation. Monitoring Service: Summary of World Broadcasts: The Far East. Weekly supplement, Teil 3. 1983.
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  13. Impact International, Bände 13-14. News & Media, 1983. Seite 157.
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Siehe auch