Kernheizkraftwerk Holešovice

Kernheizkraftwerk Holešovice
Kraftwerk Holešovice 2010, das Kernheizkraftwerk sollte sich in der Bildmitte am anderen Ufer der Moldau befinden.
Standort
Land	Tschechien
Region	Prag
Ort	Prag-Holešovice
Landkarte
Koordinaten	50° 6′ 35″ N, 14° 26′ 7″ O 50° 6′ 35″ N, 14° 26′ 7″ O
Reaktordaten
Planungen storniert	1975
Pläne storniert	2 (935 MW)
Zusatzfunktion	Fernwärme
Die Quellen für diese Angaben sind in der Zusatzinformation einsehbar.

Das Kernheizkraftwerk Holešovice (tschechisch Jaderná elektrárna s odběrem tepla [JEOT] Holešovice) sollte in der tschechischen Stadt Prag im Stadtteil Prag-Holešovice im Stadtbezirk Prag 7 entstehen. Das Kernheizkraftwerk war einer der ersten weit gediehenen Planungen für ein Heizwerk mit Kernreaktor in der Stadt Prag in den frühen 1970ern. Die Planungen scheiterten letztendlich am mangelnden Platz am vorgesehenen Standort.

Geschichte

Bis 1962 gab es in der Tschechoslowakei mehr als 100 Fernwärmenetze, davon 33 mit hoher Last. Zwischen 1955 und 1965 hat sich die Kapazität der Fernwärmenetze praktisch verdoppelt, allerdings wurde der Zubau vornehmlich mit konventionellen Heizwerken umgesetzt, insbesondere mit Braunkohle befeuerte Werke mit einen hohen Schwefelgehalt, die eine ökologische Belastung verursachten. Durch den Bau neuer Kraftwerke mit Kondensationsturbinen ist seit Anfang der 1960er die Zahl reiner Heizwerke zurückgegangen, allerdings wurden Fragen der Versorgungssicherheit mit den konventionellen Brennstoffen größer, um die Versorgung der Heizwerke zu sichern. Als eine Lösung sah man den Einsatz von Gasheizwerken vor, dessen Brennstoff allerdings importiert werden musste und neue Probleme schuf durch den nötigen Zubau von Gaspipelines. Daher wurde ab 1963 erwogen den Zubau von Kernheizkraftwerken zu prüfen. Dadurch die Tschechoslowakei bereits eine Kompetenz in der Kerntechnik für gasgekühlte Schwerwasserreaktoren hatten, namentlich den KS-150 im Kernkraftwerk A-1, wurden diese Reaktoren zunächst erwogen. Allerdings zeigte sich bereits in den ersten Projektierungen, dass diese Reaktoren mit einer thermischen Leistung von 800 MW hätten konstruiert werden müssen um bei dem Aufwand des Baus letztlich die Wirtschaftlichkeit des Designs zu erreichen. Sollte der Bau eines solchen Reaktors nicht machbar sein, war der Leichtwasserreaktor mit angereicherten Kernbrennstoff das Design der Wahl, obwohl der Preis für angereichertes Uran höher ist als der von Natururan aus der Tschechoslowakei und der Brennstoff importiert werden müsste.

Auf der Basis der ersten Erwägungen wurde daher beschlossen sich nicht nur auf einen mit Natururan betriebenen Schwerwasserreaktor mit Gaskühlung zu konzentrieren, sondern auch den Graphit-Gas-Reaktor, den Druckwasserreaktor und den Siedewasserreaktor zu berücksichtigen. Ausschlaggebend für die Technologiewahl war der Betriebsmodi des Fernwärmenetzes, das eine gewisse Regelbarkeit der Reaktoren voraussetzt, sowie Reservekapazität im Wartungsfall, weshalb die Reaktortypen eingeschränkt wurden. Erwogen wurde darunter der Bau eines Kernheizkraftwerks mit konventioneller Reserve, oder aber der Bau von mehreren Blöcken an einem Kernheizwerk, um die jeweils anderen Lasten bei Ausfall oder Wartung decken zu können.

Studie für Prag-Nord

Ab Mitte der 1960er begann Energoprojekt Prag mit ersten Studien zum Bau eines Kernheizkraftwerks für Prag, parallel für den Bau des Kernheizkraftwerks Brünn. Im Gegensatz zur Stadt Brünn war das Fernwärmenetz in Prag in mehrere einzelne Netze aufgeteilt. Die Versorgung sollte insbesondere für das jüngste Netz im Norden für Prag durch ein Kernheizkraftwerk erfolgen. Für Prag sah man den Bau eines Doppelblock-Kernheizkraftwerks vor mit Reaktoren des Typs WWER, die eine thermische Leistung von 500 MW pro Rektor erreichen sollten, baugleich mit den ersten Planungen für das Kernheizkraftwerk Brünn und dem Kernheizkraftwerk Pilsen. Bei dem Reaktor handelt es sich um eine vergrößerte Variante des WWER-70 im Kernkraftwerk Rheinsberg mit Steuerkasetten und Parametern des WWER-440. Jeder Block sollte eine 41 MW-Kondensationsturbine speisen, die jeweils 344 Gigacalorie Fernwärme pro Stunde ausspeißen sollten. Der preis für die Gigacalorie sollte bei 100 Kronen liegen, damit unter den für Prag üblichen Preis von 130 Kronen pro Gigacalorie. Das Fernwärmenetz arbeitete hauptsächlich mit Heißwasser. Als Backup sollte am Standort zusätzlich ein konventioneller Block errichtet werden. Die Untersuchungen zeigten zwar die generelle Konkurrenzfähigkeit eines Kernheizkraftwerks in Prag, aktiv durchgeführt wurden die Studien intensiviert durch die Atomenergiekommission der Tschechoslowakei aber nur für das Kernheizkraftwerk Brünn aufgrund besserer Bedingungen des Fernwärmenetzes, weshalb Energoatom aus eigenen Antrieb die Studien für Prag fortführte. Der positive Standortfaktor im Vergleich mit Brünn war, dass durch die Moldau eine entsprechend ausreichende Kühlwasserquelle in kurzer Distanz vorhanden war, die den Einsatz von Kondensationsturbinen erlaubt.

Eine Motivation, die Energoprojekt Prag dazu brachte die Untersuchungen fortzuführen, lag an der Tatsache, dass Prag mit 1,1 Million Einwohner Mitte der 1960er nach Prognosen von 1968 stark die Fernwärmeversorgung ausbauen werde, insbesondere durch das Wachstum und den Neubau neuer Stadtteile im Norden, Osten und Süden der Stadt, sodass rund 43 % der Einwohner an das Fernwärmenetz angeschlossen werden würden. Dass man sich vornehmlich auf den Norden von Prag konzentrierte lag daran, dass der dortige Entwicklungsplan wesentlich besser bekannt war mit erwarteten Fernwärmelasten zwischen 300 bis 400 Gigakalorie pro Stunde Anfang der 1970er, 500 Gigakalorie pro Stunde bis 1975 und 1000 Gigacalorie pro Stunde bis 1995. Da das gesamte Netz sich zu diesem Zeitpunkt noch im Aufbau befand und erst neue Fernwärmeheizanlagen gebaut werden mussten, waren die Planungsmöglichkeiten viel weitläufiger als beim Schwesterwerk in Brünn. Aufgrund des erwarteten langsameren Wachstums der Kapazität wurden die Planungen ab 1967 leicht abgeändert und pro Block zwei Kondensationsturbinen vorgesehen, sodass während hoher Fernwärmelast von 344 Gigacalorie pro Stunde noch 72 MW elektrisch erzeugt werden. Sollte die Fernwärmelast stark abschwächen sollte es möglich sein über die beiden Turbinen 124 MW elektrische Leistung zu erzeugen, sodass der Reaktor mit voller Leistung von 500 MW thermischer Leistung weiterhin voll ausgelastet bleibt. Die Kühlung der Kondensatoren sollte dann per Durchlaufkühlung durch die Moldau erfolgen.

Seitens des staatlichen Forschungsinstituts für Maschinenbau in Prag-Běchovice wurde eine weitere Studie ausgearbeitet für die zukünftige Gesamtversorgung aller drei neuen Fernwärmenetze der Hauptstadt, woraus sich für drei Kernheizkraftwerke Standorte ergaben und die Kosten für die Gigakalorie weiter verringert werden konnte auf 100 bis 70 Kronen bei gleichzeitiger hoher Einsparung konventioneller Brennstoffe und den Ersatz großer Heizwerke durch kleinere Anlagen. Für das südliche Netz wurde ein Standort nahe Braník (Modřany) erwogen, für das östliche Netz in Malešice und für das nördliche Netz in Prag-Holešovice am Standort des bestehenden konventionellen Heizwerks zur Versorgung der Stadtteile Holešovice und Troja. Hinsichtlich der Wärmelasten für das Netz im Norden wurde für das Kernheizkraftwerk Holešovice eine neue Kombination erwogen, in der zunächst ein WWER-Reaktor mit 500 MW thermischer Leistung installiert wird und zu einem späteren Zeitpunkt, mit dem Ansteigen der Wärmelast, ein zweiter Reaktor mit 500 MW thermischer Leistung, die allerdings zusammen in einen einzelnen Block-Setup zusammen mehrere Turbinen versorgen sollten, über deren Anzapfungen die Fernwärme abgezweigt wird. Die elektrische Gesamtkapazität der Doppelreaktoranlage (Block Holešovice 2) sollte rund 150 MW elektrisch betragen.

Projektanpassung auf WWER-440

Im Jahr 1971 wurde das Projekt und dessen Architektur in der Zeitschrift Architektura ČSR vorgestellt, wie es 1970 im Auftrag der staatlichen Kommission für Kernenergie erstellt wurde. Im Gegensatz zu den ursprünglichen Studien wurden Anpassungen am Reaktorsystem vorgenommen und die Installation von zwei Druckwasserreaktoren mit einer thermischen Leistung von 1400 bis 1500 MW vorgesehen, von denen zwei zunächst in Holešovice und danach zwei weitere in Braník entstehen sollten. Da man bewährte Anlagentechnik nutzen wollte wurden beide Anlagen zukünftig mit Reaktoren des Typs WWER-440 projektiert mit einer thermischen Leistung von 1400 MW pro Block. Der Standort Holešovice ist relativ eng, weshalb zunächst nur ein Block errichtet werden sollte, sodass das anliegende Heizwerk weiter während der Bauzeit im Betrieb bleiben könnte. Wenn der erste Block in Betrieb ist, sollte das Kohleheizwerk abgerissen werden, sodass Platz für die Baustelleninfrastruktur ist um den zweiten Block zu errichten. Das Kühlwasserpumpenbauwerk mit integrierter chemischer Wasseraufbereitung beider Blöcke sollte direkt an der Moldau liegen und das Wasser durch Tunnel unter dem Gleisvorfeld des heutigen Bahnhofs Holešovice verlaufen. Neben dem Kraftwerk sollte zudem eine 110 kV-Schaltanlage entstehen, die im niedrigen Spannungsbereich direkt den Strom in das städtische Stromnetz der Stadt Prag einspeisen sollte. Als Sicherheitsmaßnahme für den Strahlenschutz sah man zudem den Einsatz eines sphärischen Volldruck-Containments vor, wie es für deutsche Druckwasserreaktoren der Siemens Baulinie 1 verwendet wurde, mit einem Durchmesser von 42 Metern und einem Auslegungsdruck von 4,05 Bar. Das umgebene Reaktorgebäude sollte eine Wandstärke zwischen 60 und 100 Zentimetern aufweisen. Die obere Halbkugel des Reaktorgebäudes sollte einen Ringspalt von 150 Zentimetern zum Stahlkugelcontainment aufweisen. Zusätzlich wurde als Alternative auch der Einsatz eines Eiskondensator-Containments erwogen. Beide Blöcke sollten zudem einen gemeinsamen 100 Meter hohen Abluftkamin nutzen. Berechnungen zeigten, dass während des Normalbetriebs die radioaktive Belastung nur ein Hundertstel der Jahresdosis ausmachen würden.

Für den Fernwärmebetrieb mit WWER-440 war die Anlage in einer speziellen Konfiguration vorgesehen. Block 1 sollte einen WWER-440 nutzen um zwei 220 MW Kondensatorturbosätze anzutreiben, sowie eine einzelne 50 MW starke Gegendruckturbine. Dadurch sollte der Block in der Heizsaison rund 500 Gigacalorie pro Stunde an Fernwärme ausspeißen können und 350 MW Elektrizität. Bei Abflauen der Heizsaison im Sommer sollte eine Fernwärmelast von 50 Gigacalorie pro Stunde anliegen und dafür, zur Gewährleistung des Volllastbetriebs, 435 MW Elektrizität erzeugt werden. Block 2 sollte mit seinen WWER-440 eine einzelne 500 MW Kondensationsturbine antreiben und nur Elektrizität erzeugen, allerdings mit der Möglichkeit bei Ausfall oder Revision von Block 1 einen Teil der Fernwärmelasten übernehmen zu können. Diese Auslegung mit zwei Turbinen im ersten Block und einer einzelnen Turbine im zweiten Block ist durch den nur wenig vorhandenen Platz am Standort Holešovice geschuldet.

Aufgrund der Lage im Zentrum der Metropole Prag war die gesamte Anlagenauslegung vornehmlich der nuklearen Sicherheit und den Schutz der Bevölkerung vor radioaktiven Belastungen gewidmet. Entsprechend wurden auch Unfallstudien für das Kernheizkraftwerk Holešovice durchgeführt. Aus diesen Studien ergab sich die ausgewählte Höhe von 100 Metern für den Abluftkamin der Anlage, da das Terrain um die Anlage sehr hügelig ist mit großen Höhenunterschieden im Vergleich zur Lage des Kernheizkraftwerks am niedrigen Moldauufer. Bei den Unfallanalysen wurde insbesondere die Belastung mit radioaktiven Iod 131 und 135 berücksichtigt. Als Szenario wurde ein Kühlmittelverluststörfall angenommen durch Bruch einer Leitung der Primärloops, wodurch direkt Wasser in das Containment läuft und verdampft, dabei die beiden Iod-Isotope freisetzt. Dabei kommt es zu keiner direkten Freisetzung von Radioaktivität in die Umwelt, da dies das Versagen des Stahlkugelcontainments voraussetzt. Wenn dieser Fall eintreten würde und radioaktive Gase in den Ringspalt zwischen Containment und Reaktorgebäude gelangen, findet eine Freisetzung in geringen Mengen über die Abluftanlage des Kernheizkraftwerkes statt, die zu einer Dosis von <5 Millisievert für die umliegende Bevölkerung führen würde. Bei Standhalten aller Sicherheitsbarrieren kommt es dabei zu einer Belastung von nicht mehr als 2 Millisievert für Arbeiter in der Anlage und 0,12 Millisievert für die Bevölkerung. Der limitierende Faktor aufgrund der Topologie der Umgebung stellt hier der Abluftkamin dar. Während des Normalbetriebs liegt die dauerhafte Belastung für die Bevölkerung durch das Kernheizkraftwerk Holešovice bei rund 0,01 Millisievert pro Jahr, während die Hintergrundstrahlung in der Umgebung zu einer Dosis von 0,0004 Millisievert pro Jahr führt.

Am 24. Januar 1972 sprach sich während einer Pressekonferenz aktiv der Minister für Forst- und Wasserwirtschaft, Ladislav Hruzík, dafür aus das Problem der Luftverschmutzung in Prag anzugehen durch den Bau von Kernheizkraftwerken für die Hauptstadt. Als möglichen Zusatzzweck für das Kernheizkraftwerk Holešovice sah man auch ein großes Erholungsgebiet entlang der Moldau zu schaffen, um die Abwärme aus der Anlage zu nutzen. Ideen waren mehrere Strände mit nuklear beheizten Schwimmbecken an der Moldau, die Beheizung von Fischzuchtbecken, großer Gewächshäuser oder Brutstationen für Nutztiere.

Projektgrenzen und Verlegung

Während weiteren Planungen 1972 und 1973 stieß man zu diesem Zeitpunkt auf ein Problem bei der Umsetzung des Projekt, das zeigte, dass der Bau von zwei WWER-440 für da Kernheizkraftwerk Holešovice unmöglich waren. Hinsichtlich der Menge an verfügbaren Kühlwasser aus der Moldau zeigte sich, dass am Standort Holešovice maximal ein WWER-440 mit Kondensationskühlung und direkten Durchlauf errichtet werden könnte. Aufgrund dieser Problematik begann das staatliche Institut für Raumplanung weitere Standorte für die Anlage mit mehr Platz für zusätzliche Kühlmöglichkeiten zu erkunden. In die engere Auswahl kamen unter anderem das rechte Moldau-Ufer und der Stadtteil Troja und neben dem Prager Zoo in Podhoří, die allerdings bei genauere Analyse auch nur für Einzelblockanlagen geeignet waren. Das Institut suchte daher aktiv auf Basis der gesetzlichen Vorgaben für Kernkraftwerksstandorte nördlich von Prag weitere Standorte, bei deren Suche die Ortschaften Třeboradic und Kojetice als geeignet schienen. In Třeboradic wäre es möglich gewesen entsprechende Kühlwasservorratsbecken im Troja-Becken anzulegen, sodass der Bau von zwei WWER-440 möglich wäre. Bei Kojetice mit Ausdehnung des Kraftwerks in Richtung Neratovice wäre zudem möglich gewesen Wasser aus der Elbe zu nutzen, die weitaus mehr Wasser führt als die Moldau und eher für eine Durchlaufkühlung von zwei WWER-440 ausreichend gewesen wäre.

Nach umfangreicher Planung der Anlage wurde 1975 beschlossen mit dem Projekt nicht fortzufahren. Trotz der generellen Machbarkeit gab es in Holešovice einerseits recht wenig Platz für die Anlage, die andere Seite waren ungeklärte Fragen im Bezug auf den Strahlenschutz. Da auch die Platzierung des Kernheizwerks Radotín mit der Stadtplanung in Schwierigkeiten kam, wurde das gesamte Projekt außerhalb direkt an die Stadtgrenze von Prag verlegt und im gleichen Jahr die Planungen für das Kernheizkraftwerk Kojetice begonnen, nachdem die Ortschaft Kojetice 1975 an das nördliche Fernwärmenetz von Prag angeschlossen wurde.

Standortdetails

Prag hatte zum Projektionszeitrum Mitte der 1960er Jahre rund 1.1 Million Einwohner. Das Fernwärmenetz im Norden von Prag arbeitete nur mit Heißwasser mit einer Vorlauftempertaur von 150 °C und einer Rücklauftemperatur von 70 °C. Der Standort Holešovice weist sehr gute geologische Bedingungen für den Bau eines Kernheizkraftwerkes auf durch einen massiven Sockelfels, auf dem die Anlage positioniert hätte werden können. Ebenfalls ist die Besiedlungsdichte in direkter Umgebung für den Bau von zwei Reaktoren vertretbar, da im Umkreis von 500 Metern um die beiden Reaktoranlagen keine Menschen wohnten und nur Anlagen waren, die nicht dauerhaft besucht werden, darunter Parks, der Fluss Moldau und Sportanlagen. Aufgrund der Stadtplanung und den Neubau von Wohnungen im Plattenbaustil sollte sich das Kernheizkraftwerk Holešovice architektonisch nahezu unbemerkt in den Stil seinerzeit einpflegen.

Siehe auch

Portal Kernkraftwerk

• Liste der verworfenen Kernkraftwerke
• WWER

Kernkraftwerke in Tschechien