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Kernkraftwerk Takahama

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Kernkraftwerk Takahama
Standort
Land Flag of Japan.svg Japan
Präfektur Fukui
Ort Takahama
Koordinaten 35° 31′ 21″ N, 135° 30′ 15″ OTerra globe icon light.png 35° 31′ 21″ N, 135° 30′ 15″ O
Reaktordaten
Eigentümer Kansai Electric Power Company
Betreiber Kansai Electric Power Company
Im Betrieb 4 (3392 MW)
Einspeisung
Eingespeiste Energie im Jahr 2011 18835 GWh
Eingespeiste Energie seit 676050 GWh
Stand der Daten 2012
Zusatzfunktion Wasserentsalzung
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Die Quellen für diese Angaben sind in der Zusatzinformation einsehbar.

Das Kernkraftwerk Takahama (japanisch ) steht nahe der Stadt Takahama in der Präfektur Fukui. Die auf der Halbinsel Uchiura am japanischen Meer gelegene Anlage ist das dritte Kernkraftwerk der Kansai Electric Power Company und besteht aus vier Blöcken. Neben den Reaktoren beherbergt das Werk ein Simulatorzentrum.

Geschichte

Ab 1966 projektierte die Kansai Electric Power Company ihr drittes Kernkraftwerke in ihrem Versorgungsgebiet rund um Ōsaka. Als mögliche Standorte wurden Takahama in der Präfektur Fukui, Hidaka in der Präfektur Wakayama und Kasumi in der Präfektur Hyogo. Geologisch untersucht und in die Standortwahl letztlich eingeschlossen wurden nur Takahama und Hidaka, Kasumi sollte für etwaige zukünftige projekte reserviert werden. Bis 1970 plante man das Werk zu errichten, weshalb sich das Unternehmen schnell auf den Ankauf des entsprechenden Landes orientierte. Bereits 1967 waren rund 40 % des in Takahama benötigten Landes erworben. In Hidaka dagegen war man sich nicht sicher, da die Standortmöglichkeiten aufgrund der Lage im Landesinneren anstatt wie andere Werke am Meer sehr problematisch scheint, aber nähe zum Lastzentrum Ōsaka bot. Zunächst war das Projekt deshalb auf einen Reaktor der 500 MW-Klasse beschränkt worden.[1] Noch 1967 passte man jedoch die Leistung der Projektion an und suchte einen Standort für einen 700 MW starken Druckwasserreaktor,[2] mit der Option eine baugleiche Anlage der gleichen Leitungsklasse nachträglich zu errichten, die jedoch nicht wie der erste Block von Westinghouse, sondern von Mitsubishi alleine geliefert werden sollte. Diese Informationen waren jedoch nicht offiziell[3] Im Jahr 1968 entschied man sich für Takahama als Standort, da einerseits der Landankauf bereits fast vollständig war und sekundär der einzige Standort war, der die entsprechenden Kühlmöglichkeiten für die Reaktoren bereitstellte.[4]

Block 1 & 2

Das Kernkraftwerk Takahama im Jahr 1975

Im Jahr 1969 wurden die Planungen für das Werk abermals angepasst und die Leistung des Reaktors auf 826 MW erhöht. Obwohl man sich noch offen hielt was für ein Reaktor gebaut werden sollte wurde bereits unter der Hand spekuliert, dass Westinghouse den Auftrag erhalten solle, zusammen mit Mitsubishi. Westinghouse sollte die gesamte primäre Ausstattung liefern und errichten, Mitsubishi den gesamten sekundären teil des Druckwasserreaktors.[5] Der Lieferumfang von Westinghouse umfasste unter anderem den Reaktordruckbehälter, die Dampferzeuger, die dazugehörigen Pumpen mit Leitungen und der Brennstoff für die Erstkernbeladung.[6] Noch im gleichen Jahr ging die Bestellung für das Werk bei Westinghouse ein. Es war der bisher größte Kraftwerksblock, den Westinghouse exportierte und die größte Anlagen, die in Asien geplant war.[7][8] Die Kosten für das Werk sollten sich auf 183,3 Millionen Dollar belaufen. Bis zum 30. September waren die Vorarbeiten weitestgehend abgeschlossen, die im Juni angefragte Baugenehmigung wurde am 12. Dezember 1969 genehmigt.[9]

Im Jahr 1970 wurde im Eilverfahren ein zweiter, baugleicher Kraftwerksblock bei der Japan Atomic Energy Comission beantragt. Ebenso wie der erste Block sollten die primören Systemen von Westinghouse kommen, die sekundären Systeme von Mitsubishi. Die Kosten für den Block belaufen sich auf 182 Millionen Dollar, davon 29 Millionen für die Erstkernbeladung, 153 Millionen für das Werk selbst.[10] Da das Unternehmen plante den Reaktor aus den Vereinigten Staaten von Amerika zu erwerben, genehmigte 1969 die Export-Import Bank der USA die entsprechenden Kredite für den zweiten Block in Takahama, sowie für zwei Reaktoren im Kernkraftwerk Ōi über 183 Millionen Dollar.[11] Allerdings wurden die Planungen abgeändert und die Lieferung der gesamten Ausrüstung, inklusive Primärsystem an Mitsubishi vergeben.[12] Was mit den Geldmitteln der Bank passierte ist nicht bekannt.

Bau

Mit dem Bau des ersten Blocks wurde am 25. April 1970 begonnen, mit dem Bau von Block zwei am 9. März 1971.[13] Tatsächlich ist der Bau von Takahama eine große Erfolgsgeschichte für die Nuklearindustrie gewesen, denn einerseits zeigte der Standort, dass es möglich war überall in der Welt an unpassendsten Terrain einen vollständigen Leichtwasserreaktor zu errichten, sekundär aufgrund der extremen Zeiteinsparungen beim Bau von Block eins. So konnte innerhalb von vier Jahren der gesamte Block errichtet werden, fünf Monate vor dem eigentlich geplanten Termin die Anlage fertiggestellt werden.[14] Der Brennstoff für den ersten Block wurde 1973 mit dem Schiff in Kōbe angeliefert und mit sechs Lastwagen nach Takahama gefahren, die jeweils sieben Touren zwischen dem Hafen und dem Kernkraftwerk absolvierten.[15]

Betrieb

Block eins und zwei im Vordergrund, im Hintergrund das abgerundete Reaktorgebäude von Block 3

Nach den Planungen aus dem Jahr 1969 sollte der erste Block August 1974 ans Netz gehen.[7] Der erste Block ging schließlich am 27. März 1974 ans Netz und fuhr ab dem 14. November 1974 im kommerziellen Betrieb.[13] Bereits im januar musste der Block jedoch wieder vom Netz, da mehr als 20000 Quallen am Tag den Zulauf der Kondensatorpumpen verstopften. In der Folge kündigte die Kansai Electric Power Company eine 700000 Dollar teure Nachrüstung an, um die Quallen von den Zuläufen fernzuhalten, insbesondere in den kommenden Sommermonaten 1975.[16] Am 17.&nbsüp;Januar 1975 folgte die Anbindung des zweiten Blocks an Stromnetz, sodass dieser am 14. November 1975 in den kommerziellen Betrieb überführt werden konnte.[13] Am 30. November 1976 begann die Rückzahlung des Kredits an die Export-Import Bank für Block zwei sowie die beiden Blöcke des Kernkraftwerk Ōi. Die Zinsen betragen 8 %. Gebürgt für den Kredit hat die Japanische Bank für Entwicklung. Die Rückzahlung sollte in neun Raten jeweils halbjährlich erfolgen.[17] In den ersten Jahren allerdings überzeugte das Werk nur bedingt mit dem Betriebsverhalten. Tatsächlich war der erste Block aufgrund von technischen Problemen sehr oft nicht man Netz, während der zweite Block einer der produktivsten in Japan war.[18]

Am 3. November 1979 kam es im zweiten Block zu einem Leck im System, bei dem 80 Tonnen Wasser aus dem primären Kreislauf ausgetreten sind. Da in der Folge in der Überströmleitung zur Messung der Temperatur des primären Kreislaufs ein Temperaturabfall festgestellt wurde aufgrund eines verringerten Strömungsvolumen, schaltete sich der Block selbst ab.[19] In einer nachfolgenden Untersuchung der Rohstoff und Energieorganisation des Ministeriums für internationalen Handel und Industrie wurde festgestellt, dass das Leck auf eine nicht befestigte Leitung im System zurückzuführen war, die ein Arbeiter vergessen hatte entsprechend zu fixieren. Aufgrund der mechanischen Einflüsse beim Betrieb lockerte sich die Leitung und brach. Da dieses Problem eigentlich nicht vorkommen durfte ordnete die Nukleare Sicherheitsbehörde von Japan drastische Maßnahmen für andere Werke jeglichen Reaktortyps an, zumal ein Kühlmittelverluststörfall (kurz engl. LOCA) ernste Folgen haben kann.[20] In der Folge wurde die Menge des ausgetretenen Wassers auf 73 Tonnen spezifiziert mit einer Aktivität von 5,04 Curie. Das Wasser konnte sicher im Containment aufgefangen werden und trat nicht aus der Anlage aus. Weitere Nachforschungen brachten zutage, dass der falsche Werkstoff, nämlich Kupfer für das Rohr verwendet wurde, dass die Temperatur von 320 °C und den Druck von 157 Atmosphären nicht standhalten konnte. Stattdessen hätte ein Rohr aus Stahl verwendet werden müssen.[21] Nach der Erlassung neuer Qualitätsrichtlinien ging der Block am 21. Dezember 1979 wieder ans Netz.[22]

Trotz der Probleme in den Blöcken erreichten beide Blöcke in den folgenden Jahren beste Ergebnisse in der Elektrizitätserzeugung und lagen mit den Lastfaktor an der Spitze der japanischen Kernreaktoren.[23]

Infolge der Katastrophe von Fukushima-Daiichi am elften März 2011 mussten alle Reaktoren, die sich zur einer routinemäßigen Wartung abgeschaltet befanden, erst einen Stresstest bestehen, bevor sie wieder ans Netz gehen dürfen. Block eins war bereits seit dem 10. Januar 2011 für eine Inspektion vom Netz, Block zwei ging am 25. November vom Netz.[24]

Block 3 & 4

Im Jahr 1975 gab es erstmals Planungen für einen dritten und vierten Block. Noch im gleichen Jahr wurde eine Umweltverträglichkeitsprüfung beantragt.[25] Allerdings blockierte der Gouverneur der Präfektur Fukui dieses Verfahren, das sich um ein Jahr verzögerte, letztlich aber doch durchgeführt werden konnte. Im Jahr 1978 stimmte die Präfekturverwaltung dem Bau des Werkes prinzipiell zu, das letzte Wort hatte allerdings die Regierung Japans über das Projekt. Sekundär öffnete es aber den Weg für die Kansai Electric Power Company formal um eine Baugenehmigung für Takahama drei und vier zu bitten.[26] Im Jahr 1979 wurden keine neuen Genehmigungen für Kernkraftwerke mehr erteilt, weshalb neben zwei weiteren Reaktoren für das Kernkraftwerk Fukushima-Daini, die jeweils eine eigene Baugenehmigung erhalten hatten, eine gemeinsame Baugenehmigung für Block drei und vier des Kernkraftwerks Takahama im Jahr 1980 ausgestellt wurde.[27]

Bau

Block drei ging am 12. Dezember 1980 in Bau, Block vier am 19. März 1981.[13] Im Gegensatz zu den vorherigen Reaktormodellen wurde mit dem Bau von Block drei des Kernkraftwerks Ikata von mitsubishi Heavy Industries ein japanisches Volldruckcontainment eingeführt, dass im Gegensatz zu den US-Containments stabiler ist und mehr Resistenz gegen Erdbeben bietet. Bei allen folgenden Druckwasserreaktoren nach Ikata Block drei wurde dieses Containment eingesetzt, unabhängig von der Baugröße und Konfiguration des Primärsystems. So kam es auch bei Block drei und vier des Kernkraftwerks Takahama zum Einsatz, dass neben den technischen Vorteilen in einer Standardkonfiguration der Gebäude aufgebaut wurde und so die Bauzeit weiter massiv verkürzt werden konnte. Die Konfiguration entspricht der des Kernkraftwerks Sendai.[28]

Betrieb

Block drei und vier im Juli 2011

Nach Planungen aus dem Jahr 1980 sollte der dritte Block im August 1984 und der vierte Block im Februar 1985 ans Netz gehen.[27] Block drei ging am neunten Mai 1984 erstmals ans Stromnetz, gefolgt von Block vier am ersten November 1984. Block drei ging am 17. Januar 1985 in den kommerziellen Betrieb über, Block vier folgte am fünften Juni 1985.[13] Die Zeit vom Gießen des ersten Betons bis zur ersten Kritikalität betrug bei Block drei rund 39 Monate und wurde in internationaler Rekordzeit errichtet. Zum Vergleich brauchten Reaktoren in Frankreich beim Bau durchschnittlich 70 Monate, in den Vereinigten Staaten von Amerika im Schnitt ganze 135 Monate. Japan lag mit solch kurzen Bauzeiten auch bei anderen Werken an der Weltspitze in der schnellen Umsetzung von Kernkraftwerksprojekten.[29] Einer der Gründe für die schnelle Umsetzung der Errichtung der beiden Blöcke ist einerseits die Spezifikation, die die Kansai Electric Power Company am Reaktordesign zusammen mit den Reaktorlieferanten Mitsubishi Heavy Industries eingeführt hat, sekundär die Verwendung von moderneren Bauverfahren.[30]

Ab 1999 sollten Block drei und vier mit Mischoxid-Brennelementen geladen werden. Allerdings wurde aufgrund fehlerhafter Sicherheitsanalysen dieses Projekt vorerst auf Eis gelegt und erst 2004 die Beladung der Reaktoren mit MOX-Elementen ab 2007 genehmigt.[31] Im April 2008 schloss die Kansai Electric Power Company mit Areva einen Vertrag über die Lieferung von 16 MOX-Elementen für Block drei und vier.[32] Im November des gleichen Jahres schloss Areva mit dem Betreiber einen weiteren Vertrag über die Lieferung weiterer 32 Brennelemente.[33] Am 30. Juni 2010 erreichte das erste Schiff aus Cherbourg mit den geladenen MOX-Elementen Takahama. von den 32 geladenen Brennelementen waren 12 für Takahama und 20 für das Kernkraftwerk Genkai bestimmt.[34]

Infolge der Katastrophe von Fukushima-Daiichi am elften März 2011 mussten alle Reaktoren, die sich zur einer routinemäßigen Wartung abgeschaltet befanden, erst einen Stresstest bestehen, bevor sie wieder ans Netz gehen dürfen. Block vier war bereits seit dem 21. Juli 2011 für eine Inspektion vom Netz, Block drei ging am 21. Februar 2012 als letzter Reaktor der Kansai Electric Power Company für routinemäßige Wartungsarbeiten vom Netz.[35]

Technik Block 1 & 2

Das Containment der beiden Blöcke weist eine Besonderheit auf. Da das Gebäude kein direktes Belüftungssystem besitzt und im Falle eines Unfalls im Containment der Druck nicht schnell genug abgeführt werden kann, haben die Gebäude kein Dach erhalten. Stattdessen würde direkt durch eine Öffnung oben am Containment der Dampf direkt in die Umwelt abgeblasen. Diese Konstruktionw urde erst mit dem Bau von Block drei des Kernkraftwerks Mihama gelöst, der ansonsten baugleich mit dem Blöcken von Takahama ist. Die in Takahama eingesetzte Abblasetechnik wurde vollständig von Westinghouse übernommen, stellte aber zu diesem Zeitpunkt bereits nicht mehr den Stand der Technik dar.[36] Neben den beiden Blöcken enthält der Komplex ein sechs Milliarden Yen teures Simulatorzentrum für die beiden Blöck.[37]

Die beiden Blöcke sind ausgestattet mit Druckwasserreaktoren, von denen einer seitens Westinghouse errichtet wurde, der zweite baugleiche von Mitsubishi Heavy Industries unter einer Westinghouse-Lizenz. Die beiden Blöcke erreichen eine elektrische Bruttoleistung von 826 MW, von denen 780 MW in das Elektrizitätsnetz gespeist werden.[13]

Technik Block 3 & 4

Block drei und vier sind Ausgestattet mit jeweils einen Druckwasserreaktor vom Typ Mitsubishi 3-Loop. Jeder Block erreicht eine Bruttoleistung von 870 MW, von denen 830 MW in das Stromnetz gespeist werden.[13]

Daten der Reaktorblöcke

Das Kernkraftwerk Takahama besteht aus vier Blöcken, die sich in Betrieb befinden.

Reaktorblock[13] Reaktortyp Leistung Baubeginn Netzsyn-
chronisation
Kommer-
zieller Betrieb
Stilllegung
Typ Baulinie Netto Brutto
Takahama-1 DWR Mitsubishi 3-loop 780 MW 826 MW 25.04.1970 27.03.1974 14.11.1974
Takahama-2 DWR Mitsubishi 3-loop 780 MW 826 MW 09.03.1971 17.01.1975 14.11.1975
Takahama-3 DWR Mitsubishi 3-loop 830 MW 870 MW 12.12.1980 09.05.1984 17.01.1985
Takahama-4 DWR Mitsubishi 3-loop 830 MW 870 MW 19.03.1981 01.11.1984 05.06.1985

Einzelnachweise

  1. Nihon Genshiryoku Sangyō Kaigi: Atoms in Japan, Band 11. Japan Atomic Industrial Forum., 1967. Seite 18, 23.
  2. Electrical world, Band 168,Ausgaben 4-12. McGraw-Hill, 1967. Seite 23.
  3. Western European Union, u.a.: Actes officiels - Assemblée de l'Union de l'europe occidentale, Ausgabe 3. W.E.U., 1967. Seite 136.
  4. Nihon Genshiryoku Sangyō Kaigi: Atoms in Japan, Band 12. Japan Atomic Industrial Forum., 1968. Seite 29.
  5. Electrical times, Band 156. 1969. Seite 117.
  6. Kerntechnik, isotopentechnik und- chemie, Band 12. Karl Thiemig, 1970. Seite 101.
  7. a b American Nuclear Society: Nuclear news, Band 12. American Nuclear Society., 1969. Seite 29.
  8. Kerntechnische Gesellschaft im Deutschen Atomforum: Atomwirtschaft, Atomtechnik, Band 14. Handelsblatt GmbH, 1969. Seite 423.
  9. Nihon Genshiryoku Sangyō Kaigi: Atoms in Japan, Band 13. Japan Atomic Industrial Forum., 1969. Seite 30.
  10. Kerntechnische Gesellschaft im Deutschen Atomforum: Atomwirtschaft, Atomtechnik, Band 15. Handelsblatt GmbH, 1970. Seite 409.
  11. Export-Import Bank of the United States: Annual report. Seite 1970. Seite 86.
  12. Kerntechnische Gesellschaft im Deutschen Atomforum: Atomwirtschaft, Atomtechnik, Band 16. Handelsblatt GmbH, 1971. Seite 155.
  13. a b c d e f g h Power Reactor Information System der IAEA: „Japan“ (englisch)
  14. Atomic Industrial Forum, u.a.: Nuclear industry, Band 21. Atomic Industrial Forum, 1974. Seite 42.
  15. Kagaku Keizai Kenkyūjo (Tokyo, Japan): Chemical economy & engineering review: CEER., Band 5. Chemical Economy Research Institute, 1973. Seite 59.
  16. American Nuclear Society: Nuclear news, Band 18,Ausgaben 1-2. American Nuclear Society., 1975. Seite 76.
  17. Bureau of National Affairs (Arlington, Va.): International trade reporter's U.S. export weekly, Ausgaben 50-75. Bureau of National Affairs, 1975. Seite 207.
  18. Nuclear engineering international, Band 23. Heywood-Temple Industrial Publications Ltd., 1978. Seite 7.
  19. Kagaku Keizai Kenkyūjo (Tokyo, Japan): Chemical economy & engineering review: CEER., Band 11. Chemical Economy Research Institute, 1979. Seite 48.
  20. Asahi Shinbunsha: Japan quarterly, Band 27. Asahi Shimbun, 1980. Seite 142.
  21. American Nuclear Society: Nuclear news, Band 23,Teil 1. American Nuclear Society, 1980. Seite 67.
  22. Kerntechnische Gesellschaft im Deutschen Atomforum: Atomwirtschaft, Atomtechnik, Band 25. Handelsblatt GmbH, 1980. Seite 107.
  23. Kerntechnische Gesellschaft im Deutschen Atomforum: Atomwirtschaft, Atomtechnik, Band 29. Handelsblatt GmbH, 1984. Seite 111.
  24. World Nuclear News: Japanese nuclear generation dwindles, 28.11.2011. Abgerufen am 28.07.2012. (Archivierte Version bei WebCite)
  25. France. Commissariat à l'énergie atomique: Rapport annuel - Commissariat à l'énergie atomique. Le Commissariat, 1975. Seite 212.
  26. Nuclear engineering international, Band 23. Heywood-Temple Industrial Publications Ltd., 1978. Seite 7.
  27. a b Ostasiatischer Verein: Ostasien Südasien Südostasien: Wirtschaft. Ostasiatischer Verein, 1980. Seite 208.
  28. Nuclear engineering international, Band 28,Ausgaben 1-6. Heywood-Temple Industrial Publications Ltd., 1983. Seite 44, 45.
  29. Power engineering, Band 89. PennWell Pub. Co., 1985. Seite 10.
  30. Nuclear engineering international, Band 30. Heywood-Temple Industrial Publications Ltd., 1985. Seite 46, 47.
  31. Brice Smith: Insurmountable Risks: The Dangers of Using Nuclear Power to Combat Global Climate Change. RDR Books, 2006. ISBN 1571431624. Seite 118.
  32. World Nuclear News: Areva to supply MOX fuel for Takahama units, 28.04.2008. Abgerufen am 28.07.2012. (Archivierte Version bei WebCite)
  33. World Nuclear News: Areva signs MOX supply contract with Kansai, 24.11.2008. Abgerufen am 28.07.2012. (Archivierte Version bei WebCite)
  34. World Nuclear News: MOX ships making deliveries, 05.07.2010. Abgerufen am 28.07.2012. (Archivierte Version bei WebCite)
  35. World Nuclear News: Last Kansai reactor goes off line, 21.02.2012. Abgerufen am 28.07.2012. (Archivierte Version bei WebCite)
  36. American Nuclear Society: Transactions of the American Nuclear Society, Band 29. Academic Press, 1978. Seite 86.
  37. Nuclear engineering international, Band 29. Heywood-Temple Industrial Publications Ltd., 1984. Seite 8.

Siehe auch

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