Hualong One

Hualong One
3D-Aufbau des primären Reaktorsystems des Hualong One
Grundlegende Informationen
Entwicklungsland	Volksrepublik China
Entwicklungsjahr	2014
Entwickler	Hualong Pressurized Water Reactor Technology Corporation
Hersteller	Subunternehmen weltweit
Auslegung
Reaktortyp	Druckwasserreaktor
Bauart	Druckbehälter
Moderator	Wasser
Kühlmittel	Wasser
Reaktivitätskoeffizient	negativ
Brennstoff
Brennstoff	UO2
Form	Pellets
Geometrie	Tetragonal
Wechsel	Im abgeschalteten Zustand
Sonstige Details
Commons: Hualong One

Der Hualong One (chinesisch 华龙一号, deutsch Chinesischer Drache Nummer 1, Huá [华] für chinesisch, Lóng [龙] für Drache, Yī [一] für eins, Hào [号] für Nummer) ist eine von der Hualong Pressurized Water Reactor Technology Corporation (kurz HPTC) Limited entwickelte und von der Hualong International Nuclear Power Technology Company vermarktete Druckwasserreaktorbaulinie. Es handelt sich um ein Design der Generation III+, das seitens der China National Nuclear Corporation und der China General Nuclear Power Corporation durch das Zusammenführen ihrer Baulinien ACP1000 und ACPR-1000 geschaffen wurde und das Flaggschiff der beiden Unternehmen ist. Entwickelt wurde das Reaktormodell ab 2014 infolge der chinesischen Politik nach dem Reaktorunfall von Fukushima-Daiichi 2011, gemäß welcher nur noch Reaktoren der Generation III und höher genehmigt werden sowie aufgrund der Entscheidung aus dem Jahr 2012, den CAP1000 als Standardmodell zur chinesischen Staatsstrategie zu machen. Langfristig plant die HPTC die Entwicklung eines Hualong Two (chinesisch 华龙二号), um mit dem ebenfalls in der Staatsstrategie festgelegten Reaktormodell CAP1400 (vermarktet als Guohe One, chinesisch 国和一号) zu konkurrieren. Der Markenname Hualong Two ist bereits seit 2014 in der Volksrepublik China registriert. Neben den chinesischen Markt ist der Hualong One aktiv auf dem Exportmarkt platziert. Seitens der China General Nuclear Power Corporation wurde der Hualong One unter den verwendeten Markennamen HPR1000, sowie den nicht verwendeten Markennamen CHPR1000 und HPWR1000 im Jahr 2016 im Vereinigten Königreich registriert. Ehemals wurde für den Hualong One die Bezeichnung HL1000 verwendet, wobei zwischen dem HL1000-1 (CGN-Variante) und HL1000-2 (CNNC-Variante) unterschieden wurde.

Geschichte

Die Entwicklung des Hualong One baut neben den Basisvarianten auf insgesamt 5 Reaktorlinien auf, die in der Volksrepublik entweder selbst oder unter Lizenz entwickelt und errichtet wurden. Am stärksten beeinflusst wurde die Entwicklung durch die Reaktorlinien der China National Nuclear Corporation, die bis in das Jahr 1997 zurück gehen, als zwischen 20 Ingenieuren eine hitzige Debatte entbrannte, ob nach den 600 MW-Reaktoren des Typs CNP-600 eine selbstentwickelte 1000 MW-Reaktorlinie für den großflächigen Ausbau der Kernenergie in der Volksrepublik China zu entwickeln sei. Der Konflikt rührte daher, dass obwohl sich zu diesem Zeitpunkt die ersten CNP-600 im Kernkraftwerk Qinshan noch im Bau befanden, schon über den Bau eines 1000 MW-Blocks diskutiert wurde, ohne die Erfahrungen abzuwarten. Dennoch fuhr man mit der Entwicklung der Reaktoranlage fort und führte bereits mit der Entwicklung des 177 Brennelemente zählenden Kerns fort, der entgegen der Fortentwicklung von Reaktoren weltweit von dem üblichen Schema abwich die bekannten Konfigurationen von 121 Brennelementen oder 157 Brennelementen zu verwenden. Hauptziel war die Reduzierung der Leistungsdichte bei gleichzeitig effizienterer Nutzung des Kernbrennstoffs und einer erhöhten Sicherheit durch geringere lokale Leistungsspitzen. Weltweit befanden sich zu diesem Zeitpunkt nur vier Baulinien mit 177 Brennelemente-Kern in Betrieb: Der B&W-177, der Combustion Engineering 2-Loop in der 2900 MWth-Variante, das Combustion Engineering System 80 für vier südkoreanische Kernkraftwerke, sowie die drei von der Kraftwerk Union gebauten KWU DWR-1000 MWe-Anlagen Neckarwestheim 1, Gösgen und Trillo. Die Umsetzung des 177 Brennelemente-Kerns erwies sich als komplizierter als erwartet, da sich die gesamte Reaktorphysik durch das Hinzufügen von Brennelemente vom 157 Brennelemente-Kern als Ausgangspunkt zum 177 Brennelemente-Kern verändert. International ging deshalb der Trend eher zu einem Kern mit 157 Brennelementen wie beim AP1000, da die Anordnung erprobt war.

Kernkraftwerk Sanmen mit AP1000 in der Provinz Zhejiang im Jahr 2017

Ab 2004 begann die Volksrepublik China mit der Ausschreibung der Standorte Sanmen und Yangjiang (später Haiyang) für die Einführung importierter Reaktoren der Generation III+, was höhere Sicherheitsansprüche innerhalb der Volksrepublik China zur Folge hatte. Dem Entwicklerteam der China National Nuclear Corporation wurde daher klar, dass der CNP1000 den Ansprüchen dieser Reaktoren nicht genügen würde, weshalb man sich zur Weiterentwicklung und Einführung des Konzepts des CP1000 entschied. Die Entwicklung begann im Jahre 2009, in der man zunächst ein Doppelcontainment vorsah und ab 2010 ein kombiniertes Set von aktiven und passiven Sicherheitssystemen. Mit dieser Entwicklung übernahm das Entwicklungsteam der China National Nuclear Corporation einige der Grundzüge der für die Volksrepublik China vorgesehenen Reaktormodelle der Generation III+. Innerhalb der Expertenriege des Entwicklerteams der China National Nuclear Corporation wurde die Entscheidung des Imports von Reaktoren mit dem Argument stark kritisiert, dass der Import von Reaktoren keine Abkürzung zum Ausbau der chinesischen Kernkraftwerksflotte sei, wenn man sie unter Lizenz von geistigen Eigentum errichte. Die Entwickler schätzten daher die Entwicklung des eigenen Reaktormodells mit eigenen geistigen Eigentum wichtiger ein, da hierdurch die entsprechende Expertise geschaffen würde, die es für die Entwicklung der Kerntechnik in der Volksrepublik China brauche.

Die Entwicklung des CP1000 stellte das Team der China National Nuclear Corporation vor einige Probleme, insbesondere die Unterbringung von rund 3000 Kubikmetern Wasser im Reaktorgebäude für die passiven Sicherheitssysteme. Die weitere Verzögerung in der Weiterentwicklung führte dazu, dass die China National Nuclear Corporation sich entschied, den von der China General Nuclear unter Areva-Lizenz vermarkteten CPR-1000 für neue Kernkraftwerke einzusetzen, allerdings nur das Reaktorsystem in das für den Doppelblock entworfenen Gebäude des Typs CNP-1000, das sich praktisch kaum vom CPR-1000-Gebäude unterscheidet. Parallel erfolgte dabei die Entwicklung des CP1000, der in seiner Basis ein Reaktormodell der Generation II+ bis III war. Im Gegensatz zum CNP-1000 ist der CP1000 als Einzelblockanlage entworfen worden und 19 weitere Verbesserungen inkludiert. Ende 2010 wurde die Entwicklung des CP1000 abgeschlossen und am 28. Februar 2011 begann die Sicherheitsprüfung des CP1000 durch die National Nuclear Safety Administration. Das Design war soweit lokalisiert, dass kaum noch Komponenten verwendet wurden, die eine Lizenz durch dritte erforderten.

Am 8. März 2011 begann der Aushub der Baugrube für die Prototypeinheiten am Kernkraftwerk Fangjiashan. Mit dem drei Tage später stattfindenden Reaktorunfall im Kernkraftwerk Fukushima-Daiichi wurde die weitere Genehmigung neuer Kernkraftwerke in der Volksrepublik China ausgesetzt, einschließlich der Projekte, die sich noch nicht in der aktiven Bauphase oder in der Phase der Vorarbeiten befanden. Die Folge war, dass einige wichtige Personen aus dem Entwicklungsteam des CP1000 der Branche den Rücken kehrten und einige noch zögerten sich aus der Branche abzuwenden, da die weitere Entwicklung über die nächsten Jahre definitiv an Fahrt verlieren würde. Innerhalb des Entwicklerteams wurde sich in der Folge die Frage gestellt, ob Reaktoren der Generation III+ die bessere Lösung seien. Einig war man sich hinsichtlich dessen, dass die Sicherheitsanforderungen des CP1000 neu begründet werden mussten und praktisch der Bau dieses Reaktortyps durch den Unfall in Japan verhindert wurde. In der Folge begann das Entwicklerteam um den Chefdesigner Xing Ji mit der Entwicklung von Konzepten für solch ein Design mit zusätzlichen passiven Eigenschaften und eines Doppelcontainments. Die Erdbebenauslegung sollte für Querbeschleunigungen bis 0,3 g ausgelegt werden, womit die Anlage in jedem Landesteil der Volksrepublik China errichtet werden könnte und im Vergleich zum Framatome EPR mit 0,25 g eine bessere Auslegung darstellte. Dies entspricht einer Erdbebenstärke von etwa 9,0 auf der Richterskala. Das Resultat dieser Ideen war der Beginn der Entwicklung des ACP1000. Die Auslegung erfolgte nicht auf chinesische Ansprüche, sondern auf internationale Anforderungen für Reaktoren dieses Typs, was den Reaktor von der vorherigen Ausbaupolitik von Kernkraftwerken in der Volksrepublik China unterscheidet. Insbesondere die gesetzten Ziele der Erdbebenauslegung des ACP1000 führten zu fünf Überarbeitungen des Gebäudedesigns, um den Ansprüchen zu genügen. Das im Abschluss gefundene Layout der Anlage ist das heutige Basislayout des Hualong One in der CNNC-Variante, als auch in der Standardvariante.

Zusammenlegung der Entwicklung

Das Kernkraftwerk Dayawan in der Provinz Guangdong

Im Jahr 2011 stand die National Energy Administration der Volksrepublik China aufgrund einer Reihe von zuvor durchgeführten Entscheidungen vor einem organisatorischen Problem der Unternehmensstruktur innerhalb der Atomwirtschaft. Einerseits gründete der Staatsrat für den Import und die Technologieübertragung der Generation III+-Anlagen des Typs AP1000 die State Nuclear Power Technology Corporation. Diese Anlagen sollten für die Staatsstrategie errichtet werden und das Hauptreaktormodell für die nächsten Jahrzehnte in der Volksrepublik China werden. Parallel dazu entwickelte die China National Nuclear Corporation an ihren eignen Reaktoren und seit Oktober 2011 an der Entwicklung des ACP1000, der die Unabhängigkeit von Lizenzbauten erreichen sollte. Da dies allerdings keine Staatsstrategie ist war absehbar, dass die Anlagen kaum in großer Stückzahl errichtet werden würden. Die damalige China Guangdong Nuclear Power Corporation (ab 2014 China General Nuclear Corporation) hingegen führte großflächig den Bau von Reaktoren der Generation II fort auf Basis der in den 1980ern importierten Reaktoren im Kernkraftwerk Dayawan, die später zum CPR-1000 lokalisiert wurden. Mit dem Verbot des Baus von Reaktoren der Generation II durch den chinesischen Staat war der Neubau solcher Anlagen praktisch unmöglich. Die China Guangdong Nuclear Power Corporation arbeitete zum Umgehen dieses Problems bereits an einer verbesserten Version, dem ACPR-1000. Die Situation, die sich daraus ergab, wäre das Erliegen der chinesischen Atomwirtschaft gewesen und damit die vollständige Abgabe der Technologiewahl an Unternehmen im Ausland.

Die China National Nuclear Corporation mit Sitz in Peking und die China Guangdong Nuclear Power Corporation mit Sitz in Shenzhen sind zudem auch geografisch weit voneinander getrennt. Um die Konkurrenzfähigkeit mit der State Nuclear Power Technology Corporation wiederherzustellen, wies im September 2012 die National Energy Administration der Volksrepublik China die beiden Unternehmen daher an, ihre beiden Reaktormodelle zu rationalisieren und zusammenzuführen. Obwohl sich sowohl die China National Nuclear Corporation, als auch die China Guangdong Nuclear Power Corporation widersetzten, mussten schließlich beide sich dem Zwang der Technologieentscheidung des Staates beugen. Für die China National Nuclear Corporation bedeutete dies zudem, dass einige ihrer Kernkraftwerksprojekte gezwungen waren auf den AP1000 abgeändert zu werden. Dies war seitens des Unternehmens kritisiert worden, da die Technologieentscheidung und die Spezifizierung des Reaktormodells dem in Shanghai ansässigen SNERDI zugewiesen wird und das Unternehmen damit keinen Einfluss über das Design des Kernkraftwerks habe, trotz der eigenen Engineering-Abteilung. Eine ähnliche Situation gab es auch bei der China Guangdong Nuclear Power Corporation. Das Zusammenführen der einzelnen Reaktormodelle wurde daher insbesondere seitens der National Nuclear Safety Administration forciert, da die Behörde aufgrund der Eigenheiten der einzelnen Projekte und der fehlenden Personalressourcen ansonsten in Verzug geriet. Aufgrund der großen technologischen Unterschiede und des Entwicklungsaufwands hielten sich aber beide Unternehmen zurück.

Das Zurückhalten bei der Kooperation bedeutete für die China National Nuclear Corporation allerdings, dass sie ihre ACP1000, die sie im Kernkraftwerk Fuqing als Block 5 und 6 plante, entweder zugunsten des AP1000 aufgeben, oder aber die Arbeiten einstellen müsste, weshalb sich das Unternehmen entschied zunächst die Arbeiten an dem Projekt zu stoppen. Problematisch war insbesondere die angestrebte Zusammenarbeit innerhalb der Lieferketten der beiden Unternehmen, da zueinander konkurrierende Anbieter für einzelne Systeme sich weigerten mit dem Konkurrenten zu kooperieren. Eine Antwort auf den Streit innerhalb der China Guangdong Nuclear Power Company war in Zusammenarbeit mit Électricité de France und Areva einen eigenen Reaktor auf Basis des ATMEA1 zu entwickeln, den ACE1000 (Areva-CGN-EDF1000), der durch ein Abkommen vom Januar 2012 entwickelt werden sollte. Seitens Électricité de France gab es allerdings das generelle Interesse sich an der Entwicklung eines gemeinsamen Reaktors mit der China National Nuclear Corporation und der China Guangdong Nuclear Power Corporation zu beteiligen. Im September 2012 griff der chinesische Staat in den Konflikt mit einer Änderung der Anteilseigner an der China Guangdong Nuclear Power Corporation ein. Ursprünglich gehörten 45 % der Provinz Guangdong, 45 % der China National Nuclear Corporation und 10 % der China Power Investment Corporation, während die Aufsicht der Kommission zur Kontrolle und Verwaltung von Staatsvermögen unterlag. Der Anteil der Provinz Guangdong wurde auf 10 % reduziert, der Anteil der China National Nuclear Corporation auf 8 % und der Anteil der China Power Investment Corporation ging vollständig zur Kommission zur Kontrolle und Verwaltung von Staatsvermögen über. Zusätzlich fand eine Umfirmierung statt in China General Nuclear. Damit nahm der Staat der Volksrepublik China die Entscheidung quasi vorweg und wies das Unternehmen an, wie auch seine 100 %-Tochter China National Nuclear Corporation, ihre Entwicklung zusammenzulegen.

Am 18 März 2013 wurde Wu Xinxiong zum Direktor der National Energy Administration gewählt und initiierte im April 2013 die Zusammenführung des ACP1000 und ACPR-1000+. Hierzu wurde am 25. April 2013 ein Koordinierungstreffen zwischen den beiden Energieversorgern und der National Energy Administration einberufen. Beide Unternehmen sahen allerdings weiterhin davon ab in eine Kooperation einzutreten. Hintergrund war insbesondere die Ablehnung der China General Nuclear. Einerseits gab es in der Industrie den Ruf ein gemeinsames Unternehmen für die Entwicklung des Designs unter der Führung von Xing Ji zu gründen, der bereits der China Nuclear Engineering Corporation als stellvertretender Generaldirektor und Chefdesigner des ACP1000 vorstand. Ursächlich für diesen Ruf war, dass die Entwicklung dieses Reaktormodells weiter als die des ACPR-1000+ der China General Nuclear war. Ein erster Anlauf die Technologie staatlich zu bestimmten, stimmte der Generaldirektor der China General Nuclear zunächst zu, wies ihn aber später zurück. Zwischen April und Dezember 2013 wurden daher acht technische Seminare zwischen beiden Unternehmen zwecks Festlegung der Eckpunkte abgehalten. Bei diesen Meetings beharrte die China General Nuclear auf die Verwendung des im M310 und CPR-1000 verwendeten 157 Brennelemente-Kerns. Das Problem war allerdings, dass die Volksrepublik China an diesem Design keine Patentrechte besaß und somit die Fertigung von Kernbrennstoff in China einer Lizenz unterläge, als auch die China General Nuclear weder Erfahrung noch ein fertiges Brennelementdesign für diesen Kern hätte. Aus der Folge der Argumentation stimmte die China General Nuclear Ende 2013 zu, den 177 Brennelemente-Kern des ACP1000 mit eigenem Kernbrennstoff zu nutzen. Die China National Nuclear Corporation und die China General Nuclear beharrten allerdings auf ihre jeweils eigene Auslegung der Sicherheitssysteme.

IAEA-Generaldirektor Yukiya Amano vor einem Modell des ACP1000 im Jahr 2013

Ende 2013 entschieden sich beide Unternehmen dennoch ein jeweils eigenes Design zu entwickeln und in den Exportmarkt einzutreten. Hintergrund waren unter anderem Konflikte über die Aufteilung der Anlagenprojektion. Während die China National Nuclear Corporation die Planung des nuklearen Anteils sich zusprach, sollte gegen den Willen der China General Nuclear diese nur den konventionellen Anlagenteil entwerfen. Eine indirekte Konfliktsituation entstand in der Folge auch mit dem ersten Exportauftrag für den ACP1000 in Pakistan, dessen Vertrag im September 2013 unterzeichnet wurde. Physiker aus der Kerntechnikbranche kritisierten, dass man ein Design gewählt habe, das keine Referenzblöcke hat und die Anlagen im Kernkraftwerk Karatschi ans Netz gehen würden, wenn die Anlagen in Fuqing aufgrund der großen Verzögerungen, die sich durch diese Problematik ergaben, noch lange im Bau sein werden.

Im Januar 2014 stellten die beiden Unternehmen ein gemeinsames Projekt vor, den ACC1000, der sowohl den ACPR-1000, als auch den ACP1000 in einem Design zusammenführen sollte. Dieses zusammengeführte und standardisierte Projekt lehnte die National Energy Administration im ersten Antrag ab, da einerseits die Sicherheitsanforderungen, die Ende Januar 2014 für dieses Design gestellt wurden, nicht erfüllt waren. Zusätzlich forderte man das Design nur zu exportieren und nicht in China zu bauen. Ein Export ohne Demonstrationsanlagen in China wäre allerdings praktisch unmöglich gewesen. Hintergrund dieser Sperre war die Einführung des AP1000 durch den Staat als Standardmodell für Kernkraftwerke in der Volksrepublik China. Man befürchtete bei einen Erfolg des Hualong One die Ablehnung des lokalisierten CAP1000 und CAP1400 als Reaktormodell in China, was als Affront gegen die Regierung gesehen wurde. Die Einigung, die sich daraus letztlich ergab, war die Schaffung eines standardisierten Typs mit zwei Versionen, wobei die Variante der China General Nuclear im Aufbau etwas differenzieren sollte. Sowohl die China General Nuclear, als auch die China National Nuclear Corporation beantragten trotz der Ablehnung den Bau von vier Demonstrationsblöcke der jeweils eigenen Technologieplattform des Hualong One bei der National Energy Administration. Im Mai 2014 wurde das Design der China National Nuclear Corporation erstmals auf einer Ausstellung mit dem gemeinsamen Plattformnamen Hualong One vorgestellt, der erstmals am Kernkraftwerk Fuqing errichtet werden sollte. Klargestellt wurde auch, dass es zwei Varianten geben sollte. Am 3. November 2014 genehmigte die Nationale Energiebehörde der Volksrepublik China den Hualong One in der CNNC-Variante für die Anpassung der Blöcke Fuqing 5 und 6 in der Auslegung auf Basis des ACP1000. Kurz darauf wurde auch das generelle Design genehmigt.

Demonstrationsprojekte und Standardisierung

Am 7. Mai 2015 begannen die Bauarbeiten des Hualong-Demonstrationsprojekts im Kernkraftwerk Fuqing mit einer vorgesehenen Bauzeit von 62 Monaten. Am 24. Dezember 2015 folgte das Hualong-Demonstrationsprojekt der China General Nuclear am Kernkraftwerk Fangchenggang.

Bereits im Dezember 2014 gab es erste Überlegungen die Exportkapazitäten der beiden Unternehmen zwecks der Vermarktung des Hualong One auf dem Weltmarkt zu fusionieren. Ein entsprechender Antrag wurde bei der Kommission zur Kontrolle und Verwaltung von Staatsvermögen zu diesem Zeitpunkt bereits eingereicht. Im Dezember 2015 konnten sich die beiden Unternehmen auf die gemeinsame Vermarktung einigen und strebten die Gründung eines eigens für den Export zuständigen Unternehmens an, das mit einem Stammkapital von 77 Millionen Dollar zu je 50 % der China National Nuclear Corporation und der China General Nuclear gehören sollte. Am 17. März 2016 nahm die Hualong International Nuclear Power Technology Company offiziell ihre Geschäftstätigkeiten auf. Am gleichen Tag wurde auch die Hualong Pressurized Water Reactor Technology Corporation Limited (kurz HPTC) gegründet, die als gemeinsamer Designer des Hualong One auftreten sollte.Das Abkommen zur Gründung des Exportunternehmens vom Dezember 2015 enthielt neben den generellen Festlegungen der Unternehmensstruktur, Vorsitz durch die China General Nuclear und Hauptgeschäftsführung durch die China National Nuclear Corporation, auch eine Klausel den Hualong One in einem gemeinsamen Design standardisieren zu wollen. Hierzu wurde bereits im August 2015 ein Technologie-Integrationsabkommen unterzeichnet, der den Start der Zusammenführung des CNNC-Designs und CGN-Design markierte und bis 2016 bereits in Arbeit war. Im Gegensatz zum ersten Anlauf aus dem Jahr 2014 mit dem ACC1000 eine standardisierte Variante zu erstellen, die an den harten Anforderungen und der Vorgabe dieses Modell nur im Export einzusetzen, sowie der Anforderung gleiche oder bessere sicherheitstechnische Eigenschaften oder wirtschaftliche Parameter wie der AP1000 zu erreichen, war der Bau des neuen standardisierten Designs auch im chinesischen Inland vorgesehen. Im Rahmen dessen gab die China National Nuclear Corporation bekannt, zwei weitere Hualong One am Kernkraftwerk Zhangzhou errichten zu wollen.

Bis August 2016 wurden von beiden Unternehmen entsprechende Entwürfe des Hualong-One-Standarddesigns vorgelegt. Am 3. August 2016 wählten in einer Abstimmung eine Gruppe von Kerntechnikern der Hualong International Nuclear Power Technology Company mit 14 zu 3 Stimmen für die Annahme des Entwurfs der China National Nuclear Corporation auf Basis des CNNC-Designs ein Standardmodell zu entwerfen. Die Abstimmung wurde durch die National Development and Reform Commission, National Energy Administration, National Nuclear Safety Administration und der State Administration of Science der Volksrepublik China beglaubigt. Die China General Nuclear passte ihre Varianten ab dem Kernkraftwerk Taipingling entsprechend an, um eine integrierte Fusionslösung der beiden Modelle zu schaffen.

Am 19. November 2016 wurde in der Stadt Yantai in der Provinz Shandong ein neues Forschungszentrum der China General Nuclear Power Corporation, China National Nuclear Corporation und der State Power Investment Corporation gegründet, dass sich mit der praktischen Anwendung der Kernenergie, sowie der technischen Problemlösung bei der Entwicklung von Kernreaktoren, insbesondere des Hualong One, befassen sollte. Ab dem 13. April 2017 wurde seitens der National Energy Administration der Volksrepublik China mit der Ausarbeitung gemeinsamer Industriestandards für die Vereinheitlichung des Hualong One begonnen. Die Zusammenführung des CGN- und CNNC-Designs lief unter der Titel Hualong One Standardization Demonstration. Die Ausarbeitung geschieht vornehmlich auf den technischen Parametern der Blöcke Fuqing 5 und Fangchenggang 3 und betrifft den gesamten Lifecycle der Anlage: Die generelle Konzeption, Projektvorbereitung, Design und Engineering, Herstellung der Komponenten und Bau, Testbetrieb, kommerzieller Betrieb und Rückbau. Die generelle Standardisierung wurde durch die China National Nuclear Corporation geleitet, während China Nuclear Power Engineering, Shanghai Electric, China Nuclear Engineering Corporation und die China General Nuclear an separaten Bereichen für die Standardisierung zuarbeiteten. Überwacht wurde die Standardisierung seitens der National Energy Administration, der National Nuclear Safety Administration und der Standardisation Administration of China.

Seitens der National Energy Administration wurden bereits seit 2009 Anstrengungen unternommen die gesamten Standards zu aktualisieren und zu standardisieren. Dies führte dazu, dass zwischen 2009 und 2017 die zuvor 300 Standards zu 743 wurden. Die meisten Standards wurden dazu aus Frankreich, Russland, den Vereinigten Staaten und der IAEA übernommen. Ein Problem stellte dabei allerdings dar, dass mit der Staatsstrategie den AP1000 zu übernehmen, der auf Basis der Standards der IEEE und ASME entworfen wurde, ein Konflikt mit dem eignene entworfenen Hualong One bestehen könnte. Diese Standards wurden seitens National Energy Administration sukzessive in der Volksrepublik China eingeführt, woraus allerdings die Gefahr rührte, dass der Hualong One diesen nicht entsprechen könne, weshalb eine entsprechende Lokalisierung der Standards nötig war. Die Hualong-One-Standards, deren Einführung bis 2020 vorgesenen war, sollten daher die führenden Standards in der Volksrepublik China werden und auch auf importierte Reaktoranlagen angewendet werden. Hinzu kam Druck von allen Seiten in der Volksrepublik China den Hualong One den importierten und lokalisierten Varianten des AP1000 vorzuziehen. Dies erforderte allerdings die Baubereitschaft des Standarddesigns. Am 14. August 2017 wurde die Standardisierung des Designs zur Stärkung des Exportmarktes und Beschleunigung von Kernkraftwerksbauten seitens des Staates genehmigt. Darüber hinaus wurde vereinbart das geistige Eigentum des Designs vollständig an ihr Tochterunternehmen Hualong International Nuclear Power Technology Company zu übertragen.

Ende März 2018 verkündete die China National Nuclear Corporation und die China General Nuclear, dass das generelle Design des Standarddesigns des Hualong One abgeschlossen sei und die erste Anlage dieses Typs am Standort Zhangzhou der China National Nuclear Corporation errichtet wird. Im November 2019 kündigten die beiden Versorger an, die Entwicklung des Hualong One aus ihren Unternehmen auslagern zu wollen und diese vollständig in der Hualong Pressurized Water Reactor Technology Corporation, inklusive der Patente und Lizenzen, zusammenzufassen. Hintergrund war unter anderem die Aufnahme des Hualong One in die „Belt and Road“ Initiative des Staates, weitläufig bekannt als „neue Seidenstraße“. Die Aufnahme erfolgte insbesondere durch das seitens des Staates geschaffene aktive Unterstützung des Designs, insbesondere durch den Ministerpräsidenten Li Keqiang und den Präsidenten Xi Jingping. Durch diese Unterstützung untersteht die gewährleistete Weiterentwicklung des Designs nunmehr stärker dem Staat als zuvor, womit die China National Nuclear Corporation und die China General Nuclear zu einer vollständigen Zusammenarbeit aufgefordert werden. Die Übertragung der Lizenzrechte an das Unternehmen hängt auch damit zusammen, dass im Hualong-One-Konsortium die China General Nuclear eine schlechtere Position hatte als die China National Nuclear Corporation. Dies liegt daran, dass im Design einige technische Konstruktionen eingesetzt werden, deren Lizenzrechte bei der China National Nuclear Corporation liegen. Dies bedeutete, dass für jeden gebauten Hualong One der China General Nuclear entsprechende Lizenzgebühren an die China National Nuclear Corporation bis zu diesem Zeitpunkt anfielen. Dies betrifft alle Exportprojekte, als auch Bauten im chinesischen Inland.

Am 27. November 2020 ging Fuqing 5 als erster Hualong One ans Netz. Seitens der Volksrepublik China wurde dies als großes Signal kommuniziert, dass man das Monopol von ausländischen Unternehmen damit in der Volksrepublik gebrochen habe. Hinsichtlich seiner Lokalisierung beträgt der Anteil der aus chinesischer Fertigung gelieferten Komponenten an diesem ersten Demonstrationsblock jedoch nur 85 %. Als Demonstrationsprojekt und Basisprojekt für alle folgenden Standardblöcke des Hualong One wurde das Kernkraftwerk Fuqing 2022 als zentrale Ausbildungsbasis für die Schulung von Personal erweitert und mit einem Schulungszentrum versehen. Bisher erfolgte die Ausbildung von Personal seit 1999 in der Volksrepublik China ausschließlich im Kernkraftwerk Tianwan, das fast die komplette Arbeiterschaft der chinesischen Kernkraftwerke ausgebildet hat.

Im Mai 2021 hat das Entwicklungsteam die Entwicklung für die Hualong One Standardisation Demonstration abgeschlossen. Augenmerk wurde insbesondere auf die Standardisierung der Komponentenherstellung, des Hochbaus der Anlage und der Inbetriebnahme gelegt. Dabei wurde sowohl eine Dokumentation in Chinesisch wie auch eine englischsprachige Version für den Exportmarkt erstellt.

Weiterentwicklung

Bei der Weiterentwicklung des Hualong One, auch innerhalb der Baulinie zu einem verbesserten Hualong-One-Design, soll vornehmlich die Kostenseite beachtet werden, ohne Abstriche an der Sicherheit zu machen. Der erste Punkt umfasst bessere Betriebsparameter, damit eine höhere thermische Reaktorleistung bei verbessertem Neutronenfluss erreicht werden kann, und ein optimiertes Hydraulikdesign. Hierbei sollen allerdings keine Abstriche bei der mit dem Hualong One bereits erfolgten thermischen Sicherheitsmarge gemacht und die Fertigung der Komponenten nicht komplexer werden. Die zweite Maßnahme betrifft die Optimierung der technischen Designmerkmale. Die generellen Prinzipien des Einzelfehlers und der Redundanzen soll beibehalten werden, gleichzeitig die Anzahl der Sicherheitssysteme allerdings reduziert werden. Ebenfalls soll auf eine gemeinsame Haupteinspeisung der Sicherheitssysteme verzichtet werden, sodass ein Fehler mit gemeinsamer Ursache umgangen werden kann. Der dritte Punkt umfasst die Designerweiterungskriterien für Unfallabläufe, die, um eine übermäßige Redundanz von Systemen zu vermeiden und die Systemschwächen einzelner Systeme zu reduzieren, genauer ausgearbeitet werden sollen. Der vierte Punkt umfasst die Eliminierung des Doppelcontainments und der Einsatz eines einfachen Containments, ohne die Resistenz gegen interne und externe Ereignisse einzuschränken (darunter auch die Auslegung gegen den Absturz eines großen kommerziellen Flugzeugs). Der fünfte Punkt umfasst eine verbesserte Stromversorgung der Anlage, um innerhalb der Sicherheitsanforderungen eine übermäßige Zahl an Redundanzen abzubauen. Die postulierten Kosten für solch ein Hualong-One-Design sollen rund 5 % niedriger liegen als bei den ersten Serienblöcken.

Bereits im Jahr 2015 kündigte Zhang Luqing, Mitglied des Ständigen Ausschusses des Wissenschafts- und Technologieausschusses der China National Nuclear Corporation, die Entwicklung eines Hochleistungsreaktor an mit dem Namen Hualong Two (vereinzelt ACP1600) mit einer Leistung von 1500 bis 1600 MW und vier anstatt drei Primärschleifen. Dieser sollte ebenfalls Standardisiert sein und langfristig den Export der Atomwirtschaft der Volksrepublik China weiter beflügeln. Im Oktober 2020 wurde die Entwicklung des CAP1400 der State Power Investment Corporation abgeschlossen, womit für die Volksrepublik China ein weiteres Reaktordesign zur Verfügung stand, das mit vollständigen chinesischen Eigentumsrechten auch exportiert werden kann. Als Reaktion darauf kündigte ein halbes Jahr später am 14. April 2021 die China National Nuclear Corporation an, bis 2024 einen Hualong Two baureif entwickeln zu wollen, der mit reduzierten Baukosten von 13.000 Yuan pro installiertem Kilowatt (1990 Dollar/kW) bessere wirtschaftliche Parameter als der Hualong One mit 17.000 Yuan pro installiertem Kilowatt aufweisen soll. Zusätzlich sollte die Konstruktion ohne Abstriche an der Sicherheit und ohne signifikanten Abweichungen in der Technologie von der des Hualong One vereinfacht werden. Der Hualong Two soll den verbesserten Dampferzeuger des Typs ZH-J60 nutzen.

Technik

Das zentrale Reaktorsystem des Hualong One ist bei allen vermarkteten Varianten identisch, lediglich Details des Kernaufbaus und einzelne Komponenten von verschiedenen Herstellern unterscheiden sich, bedingt durch die Zuliefererkette der Unternehmen. Die Zusammensetzung der Sicherheitssysteme unterscheiden sich zwar in ihrer Zahl und ihrem Aufbau, nicht jedoch in ihrer Auslegung. Basis für die technischen Angaben dieses Artikels ist der UK-HPR1000, mit Besonderheiten für einzelne Unterversionen, falls vorhanden, ergänzend genannt. Die Anlage ist schematisch als Einzelblockanlage entworfen und ist in zwei Teile geteilt: Den nuklearen Teil, insbesondere das Volldruckcontainment mit dem Reaktordruckbehälter, dem Primärkreislauf und dem externen Abklingbecken, sowie den konventionellen Teil mit der Maschinenhalle, in der sich Dampfturbine, Kondensator sowie die sekundären Auskopplungsmöglichkeiten für Fern- und Prozesswärme befinden. Der Hualong One wird als Reaktormodell mit fast vollständigen geistigen Eigentumsrechten seitens der Volksrepublik China beworben. Insgesamt sind im Design 716 Patente mit Rechten in der Volksrepublik China im Einsatz, sowie 80 Patente aus dem Ausland, mehr als 100 Marken aus dem Ausland, 125 Patente im Softwarebereich und mehr als 1500 Dokumente über Innovationen in der Kerntechnik verfasst.

Kreisprozess

Das Kühlmittel Wasser wird in den drei Primärschleifen unter einem Druck von 155 Bar über die drei kalten Stränge, welche einen Innendurchmesser von 760 mm besitzen, in den Reaktordruckbehälter geleitet und strömt dort die Innenwand entlang im sogenannten Downcomer nach unten. Am Boden wird die Flussrichtung umgekehrt, sodass der Kern von unten durchströmt wird, und sich das Wasser von etwa 289,5 °C auf ungefähr 324,5 °C aufheizt. Von dort aus fließt es über die drei heißen Stränge der Loops durch die Rohrleitungen mit ebenfalls 760 mm Innendurchmesser durch die Heizrohre der drei vertikalen Dampferzeuger, welche als Rohrbündelwärmeübertrager ausgelegt sind. Nach der Wärmeübertragung wird das Kühlmittel jedes Kreislaufes mit einer Kreiselpumpe zurück in den Reaktorkern gepumpt. Um den Druck in den Kreisläufen zu halten, besitzt einer der Loops einen Druckhalter, welcher sich zwischen der Heißseite und dem Dampferzeuger im dritten Loop befindet. Der Massenstrom durch den Kern beträgt bei einer Nennleistung von 3190 MWth etwa 67320 m³/h.

Der Primärkreislauf hat nur die Aufgabe, die Wärme des Kernreaktors an einen sekundären Wasserkreislauf abzugeben, welcher als Clausius-Rankine-Kreisprozess ausgeführt ist. In den drei Dampferzeugern wird dabei Sattdampf bei 68 Bar Druck und etwa 280,9 °C erzeugt, welcher über drei Leitungen über redundante Sicherheitsventile aus dem Containment in das Maschinenhaus und dort in die Dampfturbine strömt, wo der Turbosatz elektrische Energie erzeugt. Dabei wird der Dampf nach dem Durchströmen der Hochdruckturbine in zwei parallele Wasserabscheider-Zwischenüberhitzer geleitet, um danach, je nach Turbinentyp, in die zwei oder drei Niederdruckturbinen eingespeist zu werden. Kondensatpumpen fördern das Kondensat aus dem Kondensator in den Speisewasserbehälter über eine Niederdruck-Vorwärmstrecke, bevor es in einen Entgaser fließt. Dieser wird von den Wasserabscheidern bespeist. Danach wird das Wasser von der Speisewasserpumpe des jeweiligen Dampferzeugers durch den Hochdruck-Speisewasservorwärmer gepumpt, welcher von den Zwischenüberhitzern mit Restwärme versorgt wird. Danach wird es mit 226 bis 228 °C in den Dampferzeuger gespeist und der Kreislauf beginnt von vorne. Die Speisewasserpumpen sind elektrisch betrieben.

Vereinfachtes Pinzipschaltbild des Hualong ohne Nebensysteme. Beschreibung per mouseover.

Reaktordruckbehälter

Der Reaktordruckbehälter des Hualong One hat wie jeder Reaktordruckbehälter die Sicherheitsaufgabe die Steuerstabantriebe in Position zu halten um die Reaktivitätskontrolle zu beherrschen, den Reaktorkern mit den Kerneinbauten in Position zu halten um die Kühlung zu gewährleisten, als zweite Sicherheitsbarriere zu dienen um den hohen Druck und Temperatur des Primärkreislaufs mit Einschluss der radioaktiven Substanzen während der gesamten garantierten Standzeit von 60 Jahren zurückzuhalten, sowie einen Zugang für Messinstrumente vorzuhalten, um die Funktion des Primärkreislaufs zu regeln. Konstruktive Merkmale zu den vorherigen Baulinien sind Änderungen einiger Konstruktionen des Reaktordruckbehälters und dessen An- und Einbauten. Dies beinhaltet unteranderem:

• Kombination des unteren Kerngitters und der Kernträgerplatte zu einem Bauelement.
• Eliminierung von Durchführungen von Messinstrumenten durch den Reaktordruckbehälterboden.
• Zusätzliche Beschichtung der Bauteile mit einer Reflektionsschicht um die Zuverlässigkeit der Komponenten vor Korrosion zu erhöhen.
• Optimierung (Verkleinerung) der unteren Kammer des Reaktors, um einen Hydraulikpuffer zu schaffen (erreicht durch Kombination des Kerngitters und der Kernträgerplatte).
• Konstruktive Änderung des Strömungsverteilers, um eine gleichmäßigere Strömungsverteilung am Kerneintritt zu schaffen.
• Doppelklauen für die Zahnstangengetriebe der Steuerstabmotoren, um deren Belastung zu reduzieren und damit die Standzeit zu verlängern.
• Kapselung des Steuerstabantriebs in eigene druckfeste Gehäuse, wodurch bei Leckage durch die Druckbehälterdeckeldurchführung das Wasser aus dem Primärkreislauf zurückgehalten wird.

Zusätzlich zu den genannten Maßnahmen wurde das Wasserinventar im Reaktorkern zwischen Eintrittsieb und oberen Ende des Reaktorkerns vergrößert. Hierdurch soll ein besseres Verhalten des Reaktors bei einem Kühlmittelverluststörfall durch Vorhalten größerer Wassermengen erreicht werden, wodurch vor Freilegen des Kerns die Karenzzeit erhöht wird. Der Reaktordruckbehälter besteht als Einschluss aus praktisch zwei Bauteilen: Den eigentlichen Schmiedebehälter mit den Kerneinbauten und den Reaktorkern, sowie den Reaktordruckbehälterdeckel mit seinen Durchführungen. Der Druckbehälterdeckel ist ein einzelner geschmiedeter halbkugelförmiger Dom mit einem Flansch, der mit den eigentlichen Schmiedebehälter mit 58 Bolzen, Muttern und Unterlegscheiben verschraubt wird. Der Druckbehälterdeckel hat 61 bis 69 Durchführungen (je nach Version) für die Steuerstabantriebe, sowie 12 Durchführungen für die Messinstrumente im Reaktorkern, sowie ein Entlüftungsrohr um Gase abzuführen. Die Durchführungen für die Steuerstabmotoren besitzen eine Adapterhülse aus Inconel 690, die mit dem Druckbehälterdeckel von innen verschweißt sind, um eine Abdichtung zu erreichen. Der gesamte Deckel ist mit einem Korrosionsschutz aus Edelstahl ausgekleidet. Um den Deckel exakt in Position mit den Kerneinbauten horizontal zu positionieren, gibt es vier Ausrichtungsstifte an der Unterseite des Druckbehälterdeckels. Die Dichtheit des Druckbehälters und des Deckels wird durch die kraftschlüssige Verbindung der beiden Bauteile durch die Verschraubung gewährleistet, sowie mit zwei C-Ringdichtungen, die in zwei Nuten des Schmiedebehälters positioniert sind.

Der Reaktorschmiedebehälter hat einen Innendurchmesser von 4340 mm und ist ein aus mehreren Teilen geschmiedeter Behälter mit einem halbkugelförmigen Boden und 6 Anschlüssen für die DN 750-Leitungen des Primärkreislaufs. Der gesamte Druckbehälter ist innen mit einer Edelstahlbeschichtung zum Korrosionsschutz plattiert. An der oberen Seite des Druckbehälters, die als Flansch für den Druckbehälterdeckel ausgelegt ist, gibt es insgesamt 58 Gewindebohrungen für die Verschlussbolzen, von denen drei Bohrungen für Führungsstangen für die Montage des Druckbehälterdeckels genutzt werden können. Um unteren Bereich des Druckbehälters gibt es einen 360 ° umlaufenden Stützring mit vier rechteckigen Schlitzen für die Fixierung der Position, für die Installation der Kerneinbauten. Auf mittlerer oberer Höhe befinden sich die sechs Durchführungen für die Primärkreisleitungen, abwechselnd ein Anschluss für den heißen und den kalten Strang. Die jeweils zusammengehörenden heißen und kalten Stränge eines Loops sind im Winkel von 50 ° nebeneinander angeordnet und sind mit einem mittigen Maß von 120 ° jeweils voneinander versetzt über den gesamten Umfang für alle drei Loops. Die Anschlüsse für die Loopleitungen sind aus einem austenitischen Edelstahl des Typs Z2CND18-12 mit einem kontrollierten Stickstoffanteil an den Reaktordruckbehälter geschweißt und dienen als Anschweißpunkt für die Primärkreisleitungen. Um eine hohe Qualität der Schweißstelle zwischen den Loopleitungen und dem Druckbehälter zu gewährleisten sind die Stoffe aus einem ähnlichen Material. Gleichzeitig dienen die Primärkreislaufstutzen als Aufhängung für den Reaktordruckbehälter, weshalb diese an der Unterseite eine speziell geschmiedete Form haben. Dazu wird als separates Bauteil vor dem Einbau des Reaktordruckbehälters ein Stützring im Reaktorschacht installiert. Der Stützring ist so ausgelegt, dass er die radiale Ausdehnung des Druckbehälters während des Betriebs zulassen kann. Bei Erdbeben mit hoher Querbeschleunigung begrenzt der Stützring die Bewegung der Komponenten, um ein Abreißen von Loopleitungen zu verhindern.

Der Reaktordruckbehälter und Druckbehälterdeckel ist aus Stahl des Typs 16MND5 gefertigt und mit 7 Millimeter austenitischen Stahl plattiert. Der Stützring des Reaktordruckbehälters und die Adapter im Druckbehälterdeckel ist aus einem Stahl (Inconel 690) der Güteklasse NC 30 Fe. Alle Materialien sind nach Anforderung der ASME nach den RCC-M-Vorschriften ausgelegt, weshalb auch das entsprechende Füllermaterial für die Schweißnähte nach diesen Kriterien gewählt wurde. Für den Druckbehälter und hochlegierte Stähle wird ein Füllermaterial nach den Anforderungen RCC-M S5000 gewählt, die Kontrolle erfolgt nach den Vorschriften RCC-M S2000. Für die niedriglegierten Stähle wird das Schweißnahtmaterial nach den Vorschriften RCC-M S2820 und RCC-M S2830 bestimmt. Für die meisten Schweißnähte wird als Füllmaterial ERNiCrFe-7 und E NiCrFe-7 (beides Nickel-Chrom-Eisen-Legierung) nach den Vorschriften RCC-M S2981 oder RCC-M S2986 gewählt. Für die Korrosionsplattierungen wird als Füllmaterial 309L nach den Vorschriften RCC-M S2930 oder RCC-M S2970 verwendet, oder aber 308L nach den Vorschriften RCC-M S2920 oder RCC-M S2960. Die Wahl des Füllermaterials liegt im Zusammenhang mit dem geringen Kobaltanteil, der bei längerer Bestrahlung aktiviert werden würde. Der Kobalt-Anteil liegt daher in den Füllmaterialien für die Schweißnähte bei nicht mehr als 0,06 %. Die Schmiederinge, sowie die Druckbehälterhalbkugeln des Deckels und des Druckbehälterbodens werden nach dem qualifizierten Produktionsprozess der ASME-Vorschrift RCC-M M140 gegossen und gefertigt. Dieser Produktionsprozess gewährleitet eine striktere Herstellung des Reaktordruckbehälters mit möglichst niedrigem Anteil von Kupfer, Phosphor, Schwefel und Kobalt, die allesamt bei hohem Anteil die Neutronenversprödung oder Aktivierung des Reaktordruckbehälters beschleunigen können. Die fertigen Schmiederinge des Druckbehälters werden durch ein Engspalt-Durchschweißverfahren mit einem niedrig legierten Füllermaterial miteinander verschweißt. Die zerstörungsfreie Prüfung des Druckbehälters erfolgt nach der Fertigung durch die ASME-Vorschriften RCC-M nach dem Unterpunkt M und MC. Zusammengesetzt wird der Druckbehälter aus sechs Schmiedestücken mit fünf Schweißnähten, der Deckel aus zwei Schmiedestücken mit einer Schweißnaht.

Bei dem Reaktorstahl des Typs 16MND5 handelt es sich um einen französischen Stahl, der in den Reaktoren des Typs Framatome M310, Paluel 4-Loop und Nouveau 4 verwendet wurde. Es ist eine abgewandelte Form des amerikanischen ASTM A508 CI-3-Stahls. Entwickelt wurde der Stahl von der Schmiede Le Creusot. Der Stahl wird nach dem Härten durch Abschrecken im Wasser zweimal hintereinander für je 4 Stunden und 40 Minuten auf 865 bis 895 °C erhitzt. Der Stahl wird anschließend für 7 Stunden und 30 Minuten bei 630 bis 645 °C erholt. Danach wird der gefertigte Druckbehälter mit der Umgebungsluft auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Zum Spannungsarmglühen wird der Druckbehälter für weitere 8 Stunden bei 610 °C geglüht. Die Dichtheit und Integrität des Reaktordruckbehälters wird werksseitig getestet mit einem Druck von 246 Bar bei einer Temperatur von 343 °C (Auslegungstemperatur) +30 °C, wobei der Auslegungsdruck bei 171,3 Bar liegt und der Betriebsdruck bei 155 Bar. Der Druckbehälter des Hualong One ist für eine garantierte Standzeit von 60 Jahren konzipiert.

Die Daten des eingesetzten Stahls können aus der nachfolgenden Tabelle entnommen werden:

Stahlsorte	Maximalwert w.t.% (nach RCC-M) Standardwerte w.t.% Minimalwert w.t.%											Bruchdehnung A %	Höchsthärte hmax	Sprödbruchanfangstemperatur	Neutronenflussresistenz Neutronen/cm2	Standzeit
	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Ni	Cu	Al	V
16MND5	0,220 0,159 N/A	0,30 0,24 0,10	1,60 1,37 1,15	0,020 0,005 N/A	0,015 0,008 N/A	0,25 0,17 N/A	0,57 0,50 0,43	0,80 0,70 0,50	0,20 0,06 N/A	0,040 0,023 N/A	0,03 <0,01 N/A	>20	217	-196 °C	6,9×1019	40 bis 80 Jahre

Im April 2017 wurde der erste Druckbehälter eines Hualong One für Fuqing 5 seitens China First Heavy Industries fertiggestellt. China First Heavy Industries ist derzeit das einzige Unternehmen, dass die Reaktordruckbehälter für den Hualong One fertigt. Die Kerneinbauten werden teilweise durch Shanghai Electric gefertigt.

Reaktorkern

Der Reaktorkern besitzt eine aktive Höhe von 3,6576 Meter bei einem äquivalenten Durchmesser von 3,23 Meter und besteht aus 177 Brennstoff- und 121 Steuerstabbündeln. Diese Anordnung wird seitens den Designern der Anlage als chinesischer Reaktorkern bezeichnet, da nach deren Aussage diese Anordnung die weltweit erste sei. Tatsächlich gibt es allerdings weltweit mehrere Anlagen, die ebenfalls einen 177 Brennelemente fassenden Reaktorkern nutzen und die Baulinie B&W-177 nicht nur die gleiche Kernanordnung nutzt, sondern ebenfalls die gleiche Kernhöhe von 12 Fuß (3,6576 Meter) aufweist, allerdings der Durchmesser mit 4 Zentimetern etwas größer ist. Die 4,1049 Meter hohen Brennelemente im Reaktorkern setzen durch Kernreaktionen auf der aktiven Länge Wärme frei und sind in viereckigen Bündeln mit 264 Brennstäben in einer 17×17-Anordnung, gefüllt mit gesinterten Urandioxidpellets, zusammengefasst. Neben den Brennstäben gibt es 24 Führungsrohre für die Fingersteuerstäbe, sowie im Zentrum des Brennelements ein Instrumentierungsrohr für die Kerninstrumentierung. Je nach gefahrenen Zyklus können zwischen vier und 12 Stäbe mit abbrennbaren Absorbern in das Element eingebaut werden, die sich baulich nicht unterscheiden, allerdings die Pellets aus einer Mischung aus Urandioxid mit Gadoliniumoxid bestehen um die Reaktivität der frisch geladenen Brennelemente zu kompensieren. Dies betrifft allerdings nur die moderneren Kerne des Hualong One. Die Erstkerne im Kernkraftwerk Fuqing nutzten als Absorber Borosilikatglas, das allerdings einen schlechteren Einfangquerschnitt hatte und daher eine höhere Menge nötig war, um die Reaktivität für die frische Beladung zu reduzieren. Zusätzlich war das Handling der abgebrannten Absorber problematisch, die gesondert gelagert und behandelt werden mussten, weshalb nach dem Einsatz im Erstkern darauf verzichtet wurde. Dies erhöhte die Brennstoffkosten. Die Urananreicherung der Brennstoffbündel liegt bei 1,80 % bis 3,10 %, die je nach gefahrenen Brennstoffzyklus variiert, jedoch zusammen mit den anderen Brennelementen im Kern immer eine frische Ladung mit einer Äquivalentanreicherung von 4,45 % ergibt. Die nominale lineare Stableistung liegt bei 179,5 Watt pro Zentimeter. Der maximale Entladeabbrand für die Brennstäbe liegt bei 57 Gigawatttage pro Tonne Uran (GWd/tU), während der maximale Entladeabbrand für ein gesamtes Brennelement bei 52 GWd/tU liegt. Die Länge eines Brennstoffzyklus des Hualong One liegt bei 18 Monate.

Die zentralen Parameter können sich je nach Brennstofftyp unterscheiden. Durch den an international verwendete Kerne angepassten Standard ist der Hualong One in der Lage eine Reihe verschiedener Kernbrennstoffe von verschiedenen Zulieferern zu verwenden, was die Lieferketten für den Kernbrennstoff umfangreich diversifiziert (Siehe Abschnitt →Kernbrennstoffe).

Der Haupteffekt, der sich durch den 177 Brennelemente-Kern ergibt, ist bei einer gleichbleibenden thermischen Nennleistung des Reaktorkerns und einer größeren Verteilung des Brennmaterials im Kern, eine geringere Leistungsdichte des Reaktorkerns, was den Sicherheitsaspekt erhöht und die Nachwärmeabfuhr optimiert. Dies war der eigentliche Gedanke der Entwicklung des 177 Brennelemente-Kerns, der sich mit der Zeit allerdings zugunsten der Wirtschaftlichkeit etwas abgeändert hat und durch eine leicht erhöhte Leistungsdichte, jedoch geringer als in den Vorläuferanlagen der Baulinie M310 (CPR-1000) ist, sodass man im Vergleich zu diesen Anlagen sowohl einen Zugewinn an Wirtschaftlichkeit (+10 % Leistung) und Sicherheit (-3 % Leistungsdichte) mit dem Hualong One erreichen konnte. Für den Kern des Hualong One wurden zwei Kernvarianten mit Uranoxidbrennstoff entwickelt, die als Variante A und B geführt werden. Zueinander weisen die Kerne unterschiedliche Anordnung der Anreicherungsgrade auf, sowie eine unterschiedliche Verteilung der abbrennbaren Absorber. Variante A in den Hualong-One-Anlagen mit einer thermischen Leistung von 3050 MW (CNNC-Variante), darunter auch die Demonstrationsblöcke im Kernkraftwerk Fuqing und die Exportanlagen im Kernkraftwerk Karatschi, während die Kernvariante B in Anlagen mit einer thermischen Leistung von 3150 MW zum Einsatz kommt (CGN-Variante). In den standardisierten Anlagen der CGN und CNNC mit einer thermischen Leistung von 3180 bzw. 3190 MWth kommt nur die Kernvariante B zum Einsatz. Die Kernvariante A bietet durch ihre Schachbrettmusteranordnung eine bessere Leistungsverteilung und damit gleichmäßigeren Abbrand, sodass am Ende eines Brennstoffzyklus weiter Energie aus dem Kern in Form eines Streckbetriebs gewonnen werden kann. Problematisch ist allerdings, dass innerhalb von vier Wechselzyklen der letzte Zyklus das Nachladen von mehr als 60 neuen Brennelementen erfordert, weshalb einige Brennelemente mit einem Restgehalt von 2,40 % Uran 235 entnommen werden müssen, die in keinen standardisierten Nachladeschema wiederverwendet werden können. Aufgrund dieser Problematik wurde die Kernvariante B entwickelt, die das unwirtschaftliche Fahren von Brennelementen vermeiden kann. Dadurch diese zweite Variante ein nicht vollständiges Schachbrettmuster für die Anordnung der verschieden angereicherten Brennelemente nutzt, ist die Leistungsverteilung im Kern ungleichmäßiger. Aufgrund der Problematiken mit der Kernvariante A wurde die Verwendung der Kernvariante B in standardisierten Anlagen fest eingeführt.

Neben dem traditionellen Uranoxid-Kernbrennstoff kann der Hualong One auch Mischoxid-Kernbrennstoff (MOX) mit einer Bestückung von etwa 50 % im Kern nutzen. Ein entsprechender Reaktorkern für den MOX-Einsatz wurde bereits entworfen mit modifizierten Brennelementen. Die Limitierung auf 50 % MOX-Anteil hängt mit dem erhöhten Neutronenabsorbationsverhalten von Plutonium zusammen, dass den Wirkungswert der Steuerstäbe senken kann. Aufgrund der Materialwahl ist ein vollständiger MOX-Kern im Hualong One physikalisch nicht umsetzbar. Zusätzlich ist es möglich Accident Tolerant Fuel im Hualong One anzuwenden, wie er konstruktiv für US-Anlagen konzipiert wird.

Je nach Kernauslegung gibt es 61, 68 oder 69 Steuerstäbe im Kern, die allerdings konstruktiv identisch sind. Die Steuerstabbündel, die unter dem Markennamen Harmonie vertrieben werden, haben 24 Positionen, in denen Absorber positioniert werden können. Dazu gibt es zwei mögliche Anordnungen. Schwarze Steuerstabbündel bestehen aus 24 Absorberstäben, die eine Mischung als Füllung verwenden mit 80 % Silber, 15 % Indium und 5 % Cadmium. Das Hüllrohr der Steuerstäbe besteht aus Edelstahl 316L. Der zweite Typ, Graue Steuerstabbündel, bestehen aus 8 Absorberstäben mit der Silber-Indium-Cadmiummischung und 16 Edelstahlröhren, die mit Edelstahlplatzhaltern gefüllt sind und eine trägere Regelung ermöglichen. Die 39 Steuerstabbündel teilen sich in drei Funktionsgruppen auf: Die Abschaltgruppen SA, SB, SC (und SD je nach Modell), die Leistungsbank N1, N2 (generelle Leistungsregelung), G1 und G2 (Für Lastfolge „G-Mode“), sowie die Dopplerbank beziehungsweise Temperaturregelbank R. Während des Normalbetriebs erfolgt die Leistungsregelung nur über die Leistungsbank und Dopplerbank, womit diese über den gesamten Regelbereich des Blocks fahren können. Die Abschaltbänke werden lediglich für das vollständige Herunterfahren in den Kern gefahren. Dies geschieht manuell oder automatisch per Reaktorschnellabschaltung. Die Fahrfolge legt fest, dass für das Anfahren zuerst die Abschaltgruppen A bis C (D) gezogen werden, danach die Gruppe N, sowie als letztes die Gruppe G. Das Fahren dieser Gruppen erfolgt sequenziell überlappend. Die R-Gruppe wird automatisch gefahren. Das Abschalten sieht den gleichen Prozess in umgekehrter Reihenfolge vor. Die Überwachung der Reaktorparameter erfolgt durch Sensorik innerhalb und außerhalb des Reaktorkerns. Dabei wird der echte Wert der Sensorik innerhalb des Kerns regelmäßig genutzt um die Kalibrierung der Messsensorik außerhalb des Kerns durchzuführen. Im Gegensatz zu in China zuvor eingesetzter Messsensorik sind die Sensoren im Hualong One alle für eine Echtzeitdatenübertragung ausgelegt. Für den Antrieb der Steuerstäbe werden Zahnstangen-Schrittmotoren verwendet. Die Zahnstangen haben Doppelzähne für jede Ebene, wodurch der Verschleiß verringert und die Lebensdauer der Motoren erhöht werden soll. Das Design ist von den französischen Steuerstabantrieben inspiriert, wobei die Zahnstangen dieser Antriebe drei Zähne je Ebene haben. Zusätzlich ist jeder Steuerstabsantriebmechanismus mit einer eigenen Kapselung versehen, was bei Leckagen durch die Steuerstabdurchführung ein Austreten des Primärwassers verhindern soll. Die Motoren sind als Stepper ausgelegt, sodass diese nur Schrittweise gefahren werden können. Ein Schritt hat eine Fahrlänge von 15,875 Millimeter und die Gesamtanzahl der möglichen Schritte beträgt 228. Daraus ergibt sich ein maximaler Fahrweg von 3.619,5 mm. Die Steuerstabmotoren können die Steuerstäbe mit 1143 Millimeter pro Minute fahren, was 72 Schritte pro Minute sind. Ausgelegt sind die Schrittmotoren für 6 Millionen Schrittbewegungen, während die bauliche Auslegung für 60 Jahre vorgesehen ist. Bei einem Abschalten der Elektromagneten bei einer Reaktorschnellabschaltung, um die Steuerstäbe durch ihr Eigengewicht in den Reaktorkern fallen zu lassen, tritt eine Verzögerung von ≤150 Millisekunden nach Betätigen eines Schalters zum Ausklinken der Aufhängung ein.

Die Steuerstabantriebe sind die ersten in China gefertigten Antriebe ihrer Art. Zuvor wurden die Antriebe für rund 100.000 Yuan pro Stück aus dem Ausland importiert. Durch die eigene Produktion sind die Kosten rund 60 % niedriger. Insbesondere das Auftragsschweißen der Zähne auf die Zahnstangen war ein Problem, das man durch eine Materialwahl der Zähne mit Kobaltzusatz löste, wodurch keine Schweißspuren an den Zahnstangen übrigbleiben. Die Positionsgenauigkeit der Steuerstabantriebe wurde optimiert und auf 0,02 mm Spiel reduziert. Um die Lebensdauer von 60 Jahren oder 6 Millionen Schritte zu gewährleisten wurde ein 24 Meter hoher Versuchsstand installiert, um die 11 Meter langen und 65 Millimeter im Durchmesser messenden Hüllrohre der Zahnstangen unterzubringen. Die Resultate am Teststand erreichten sehr gute Ergebnisse ohne Fehler der Antriebe und konnten einer Belastung von 15 Millionen Schritten standhalten. Entwickelt wurden die Antriebe durch das China Nuclear Power Research and Design Institute und der Huadu Company.

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  Koordinatensystem des Reaktorkerns

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  Kern CNNC-Version:
       - 116 Brennelemente
       - 061 BE mit Steuerstäbe

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  Kern Standard-Version:
       - 108 Brennelemente
       - 069 BE mit Steuerstäbe

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  Kern CGN-Version und UK-HPR1000:
       - 109 Brennelemente
       - 068 BE mit Steuerstäbe

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  Verteilung der Kerninstrumentierung:
       - 177 Brennelemente
       - 11 Detektoren Gruppe 1
       - 11 Detektoren Gruppe 2
       - 10 Detektoren Gruppe 3
       - 10 Detektoren Gruppe 4
       - 4 Thermoelektrischer Wandler
       - 2 Detektoren Ausgangstemperatur

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  Beladung und Anreicherungsgrade der Kernvariante A:
       - 61 BE 1,8%
       - 68 BE 2,4%
       - 48 BE 3,1%
  8, 12, 16, 20 - Anzahl der abbrennbaren Absorberstäbe

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  Beladung und Anreicherungsgrade der Kernvariante B:
       - 73 BE 1,8%
       - 56 BE 2,4%
       - 48 BE 3,1%
  4, 8, 12 - Anzahl der abbrennbaren Absorberstäbe

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  CNNC-Version Steuergruppen:
       - 116 Brennelemente
   SA  - 009 Abschaltgruppe A
   SB  - 008 Abschaltgruppe B
   SC  - 008 Abschaltgruppe C
   N1  - 004 Leistungsbank N1
   N2  - 008 Leistungsbank N2
   G1  - 008 Leistungsbank G1
   G2  - 008 Leistungsbank G2
   R  - 008 Dopplerbank R

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  Standard-Version Steuergruppen:
       - 108 Brennelemente
   SA  - 009 Abschaltgruppe A
   SB  - 008 Abschaltgruppe B
   SC  - 008 Abschaltgruppe C
   SD  - 008 Abschaltgruppe D
   N1  - 004 Leistungsbank N1
   N2  - 008 Leistungsbank N2
   G1  - 008 Leistungsbank G1
   G2  - 008 Leistungsbank G2
   R  - 008 Dopplerbank R

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  CGN-Version und UK-HPR1000 Steuergruppen:
       - 109 Brennelemente
   SA  - 008 Abschaltgruppe A
   SB  - 008 Abschaltgruppe B
   SC  - 008 Abschaltgruppe C
   SD  - 008 Abschaltgruppe D
   N1  - 004 Leistungsbank N1
   N2  - 008 Leistungsbank N2
   G1  - 008 Leistungsbank G1
   G2  - 008 Leistungsbank G2
   R  - 008 Dopplerbank R

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  Aufbau eines Harmonie-Steuerstabs

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  Uranoxid-Brennelement mit abbrennbaren Absorbern:
       - 260/256/252/248/244/240 Brennstäbe
       - 004/008/012/016/020/024 Abbrennbare Absorber
       - 024 Steuerstabführungsrohe
       - 001 Instrumentierungsrohr

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  MOX-Brennelement:
       - 012 Brennstäbe geringer Pu-Anteil
       - 064 Brennstäbe mittlerer Pu-Anteil
       - 188 Brennstäbe hoher Pu-Anteil
       - 024 Steuerstabführungsrohe
       - 001 Instrumentierungsrohr

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  Brennelement-Aufbau, CF3 und AFA 3GAA mit Mixed grid, gestrichelt Abstandshalter des STEP-12

Druckhalter

Druckhalter und Abblasesystem im Hualong One

Der Druckhalter beaufschlagt die Primärkreisläufe mit Druck, sodass das Wasser darin trotz der hohen Temperaturen nicht siedet. Er besteht aus geschmiedetem Stahl des Typs 18MND5 und ist zum Korrosionsschutz doppelt ausgekleidet mit Stahl des Typs 309L und 308L. Der Druckhalter ist für einen Druck von 171,3 Bar und eine Temperatur von 360 °C ausgelegt, wobei die Betriebstemperatur bei 345 °C liegt und der Betriebsdruck bei 155 Bar. Um den Druck zu Regeln befinden sich im Boden, wo der Druckhalter mit dem Primärkreislauf verschweißt wird, 108 Heizelemente, die elektrisch betrieben werden und eine gemeinsame Leistung von 2,376 MW haben. Diese können das Wasser im Druckhalter teilweise verdampfen, wodurch der Dampfdruck der Blase an dessen Spitze steigt, und somit auch der Druck der Primärkreisläufe. Zur Reduzierung des Dampfdrucks kann im oberen Bereich des Druckhalters Wasser aus dem ersten und zweiten Loop eingesprüht werden, was den Dampf auskondensiert. Zur Druckentlastung der Kreisläufe ist der Druckhalter mit drei Ventilen bestückt. Im Gegensatz zu vorherigen Druckwasserreaktoren in China wurde das Volumen vergrößert das sich allerdings in den ersten beiden Versionen von den Standardvarianten unterscheidet. Das CGN-Basisdesign und das CNNC-Basisdesign nutzt einen Druckhalter mit 51 Kubikmeter Volumen. Aufgrund der Übernahme des CNNC-Designs für die Standard-Fusionsvariante wird der Druckhalter mit 67 Kubikmeter Volumen nach den ersten vier Demonstrationsblöcken überall verwendet. Hierdurch sollen bei Lastschwankungen die Belastungen für Komponenten und Rohrleitungen gesenkt werden.

Dampferzeuger

Aktuell gibt es für den Hualong One nur den Dampferzeuger des Typs ZH-65. Ein verbessertes Modell mit der Bezeichnung ZH-J60 ist in Entwicklung. Die Entwicklung der Dampferzeuger des Hualong One sollte ursprünglich mit Hilfe von ausländischen Unternehmen erfolgen. Dies stellte die China National Nuclear Corporation, als auch die China General Nuclear vor das Problem, dass die ausländischen Unternehmen eine Lizenzgebühr beim Export einforderten. Um allerdings das geistige Eigentum und damit die volle Exportfähigkeit zu erhalten, wurde mit einer Vielzahl chinesischer Unternehmen die Entwicklung eines eigenen Dampferzeugers umgesetzt. Die Entscheidung für die Entwicklung fiel am 14. November 2011 mit der Einrichtung einer Forschungsgruppe am China Nuclear Power Research and Design Institute.

ZH-65

Aufbau des ZH-65-Teststands in der Provinz Henan

Die Entscheidung zur Entwicklung eines eigenen Dampferzeugers war seitens der Volksrepublik China sehr ambitioniert, da es dazu keinen Staatsauftrag gab und auch keine entsprechenden Gelder. Die gesamte Entwicklung des ZH-65 wurde von den Geldern des China Nuclear Power Research and Design Institute finanziert. Dem kam allerdings entgegen, dass es viel Unterstützung für diese Arbeiten gab. Aus der Unterstützung und den verfügbaren Geldern wurden Experimentalaufbauten finanziert, um die Dampf-Wasser-Abscheidung für den ZH-65 zu erforschen. Die Experimentalaufbauten für den ZH-65 wurden auf das Nanyang Petroleum Exploitation Oilfield in der Provinz Henan gebaut und erprobt für die Sammlung von Daten. Dort befand sich ein entsprechend geeigneter Dampfkessel, der Heißdampf mit dem nötigen hohen Druck erzeugen konnte, der allerdings nur während geringer Auslastung des anliegenden Ölfelds vornehmlich in der Nacht und an Wochenenden für Versuche genutzt werden konnte, um den Betriebsablauf der Ölförderung nicht zu stören. Hinzu kam, dass die Versuche im Winter durchgeführt wurden, das Personal allerdings nur in Wohncontainer abseits der Stadt lebte. Bei den Dampfquellen handelt es sich um zwei 600 MW starke kohlebefeuerte Kessel mit unterkritischen Dampfparametern, die Temperaturen von 541 °C und einen Druck von bis zu 167 Bar erreichten, womit sowohl die Primärseite, als auch die Sekundärseite getestet werden konnte. Ausgelegt wurde der im horizontalen Maßstab verkleinerte Testaufbau, ausgenommen von des gesamten Prototyp-Testaufbaus des Dampferzeugers, für eine thermische Leistung von 60 MW, einen Druck von 174 Bar, eine Temperatur von 550 °C und eine Durchflussmenge von 120 Tonnen Dampf pro Stunde. Es handelt sich dabei um den größten Versuchsstand für Dampferzeuger in der Volksrepublik China.

Die Testläufe zeigten, dass die tatsächlichen Druckparameter bei Lastwechsel des Dampferzeugers nicht mehr als 1,3 % von den zuvor errechneten Werten abwichen und die Abweichung der Dampfmenge, die linear zur thermischen Eingangsleistung an- oder abstieg, nicht mehr als 4 % von den errechneten Werten abwich. Verschiedene Versuche in Bezug auf das Ausdampfen des Dampferzeugers durch Leckagen der Dampfleitung, sowie Lastwechselverhalten im hohen Leistungsbereich wurden erprobt und bestätigten die errechneten Werte, sowie die Auslegung des ZH-65 gemäß den Konstruktionsanforderungen für den Hualong One. Die Versuche am Teststand kosteten alleine rund 100 Millionen Yuan. Innerhalb von 27 Monaten nach der Entscheidung, einen eigenen Dampferzeuger zu entwickeln, war das Design für den eigenen Dampferzeuger des Hualong One vom Typ ZH-65 vollständig baureif ausgearbeitet. Die Entwicklung eines vollständig neuen Dampferzeugertyps binnen 27 Monate stellt international eine bisher unerreichte Benchmark dar. Die Entwicklungszeiträume für neue Dampferzeuger für den Einsatz in der Kerntechnik benötigt inklusive Experimente normalerweise rund 40 Monate. Im Gegensatz zu Dampferzeugern in anderen Reaktordesigns ist der Auslegungsdruck der ZH-65 mit höheren Dampfdrücken entworfen, sodass die Effizienz im Schnitt höher liegt als bei anderen Reaktormodellen. Der Hualong One ist allerdings nicht für den Auslegungsdampfdruck von 86 Bar ausgelegt und deshalb wird der Dampferzeuger nur mit einem Austrittdruck von 68 Bar betrieben. Die Entwicklung des Dampferzeugers wurde 2015 unter der Führung von Zhang Fuyuan abgeschlossen. Ein einzelner Dampferzeuger des Typs ZH-65 kostet rund 200 Millionen Yuan.

Die drei Dampferzeuger des Typs ZH-65 im Hualong One übertragen die Wärmeenergie der drei Primärkreise in den Sekundärkreislauf, dessen Wasser hier verdampft wird. Jeder der 365 t schweren Dampferzeuger besitzt eine Gesamthöhe von 22,6 m und einen Durchmesser an der breitesten Stelle von 4,87 m. Sie bestehen bis auf die Röhrchen des Wärmetauschers aus Stahl des Typs SA-508 Güteklasse 3, der Stahlklasse 2. Das Wasser des Primärkreislaufes strömt dabei durch das Bodenstück in die 5835 U-Röhrchen aus SB-163 UNS N06690 (Inconel 690). Diese besitzen einen Außendurchmesser von 17,48 mm und eine Wandstärke von lediglich 1,02 mm. So entsteht eine Gesamtwärmeübertragungsfläche von 6494 m². Das Wasser fließt innerhalb der U-Röhrchen im Speisewasser des Sekundärkreislaufes nach oben, und anschließend wieder nach unten zum Bodenstück, und von dort in die kalte Seite des Primärkreislaufes. Das 226 °C kalte Speisewasser des Sekundärkreislaufes wird im oberen Bereich des Dampferzeugers in diesen eingespeist, und läuft dann die Innenwände herab. Am Boden strömt das Wasser in den Wärmetauscher ein, um dort von den U-Rohren aufgeheizt zu werden. Der so entstandene Sattdampf zieht nach oben ab und wird im oberen Teil des Dampferzeugers durch Dampfabscheider und Dampftrockner geleitet. Der Restwassergehalt liegt dann bei gleich oder weniger als 0,25%. Der Dampfmassenstrom liegt bei 2039 t/h. Im Gegensatz zu Dampferzeugern von ausländischen Produzenten ist die Wassermenge in den Dampferzeugern des Hualong One vergleichsweise größer.

ZH-J60

Seit 2019 befindet sich der Dampferzeuger des Typs ZH-J60 in Entwicklung und soll im Hualong One, wie auch Hualong Two eingesetzt werden. Das Design soll kompakter sein und eine erhöhte Effizienz aufweisen. Dies wird durch den Einsatz eines axialen Economisers erzielt, sowie durch eine bessere Wasser-Dampf-Abscheidung durch den Einsatz von Abscheidern mit Doppelflügeln. Der Dampferzeuger soll zudem einen Abscheider für Schlacke haben, die sich im Dampferzeuger ablegen kann. Der ZH-J60 soll mit einem Frischdampfdruck von 68 Bar arbeiten und der Restwassergehalt bei gleich oder weniger 0,1 % liegen. Die Standzeit des Dampferzeugers soll mindestens 60 Jahre betragen.

Umwälzpumpen

Alle vor 2008 in der Volksrepublik China eingesetzten Hauptumwälzpumpen waren importierte Modelle. Ab 2007 begann die China National Nuclear Corporation mit der österreichischen Firme Andritz und der Harbin Electric Machinery Company die Entwicklung eigener Umwälzpumpen für den zunächst CP1000 in Fangjiashan und später ACP1000 und Hualong One in Fuqing. Andritz unterzeichnete hierfür einen Vertrag zur Technologieübertragung an die Harbin Electric. Die Volksrepublik China hat historisch gesehen bisher immer auf importierte Hauptumwälzpumpen zurückgreifen müssen, da kein Unternehmen bisher die Fertigung eigener Hauptumwälzpumpen ohne Technologieübertragung stemmen konnte. Für den Hualong One gibt es die Möglichkeit einer diversifizierten Lieferkette für die Hauptumwälzpumpen von verschiedenen Unternehmen, für die ebenfalls der Motor von einem jeweils anderen Unternehmen stammen kann. Seitens der China General Machinery Industry Association wurde 2022 speziell für den Hualong One der Motor des Typs YLGYQ1120-4 entwickelt. Der Motor wurde seitens der Xiangtan Electric Manufacturing Group gefertigt und ist kompatibel mit den eingesetzten Umwälzpumpentypen des Hualong One.

Harbin Electric

Die Pumpe der Harbin Electric ist eine wellengedichtete Hauptumwälzpumpe mit einem 10 kV-Motor. Pro Stunde kann die Pumpe rund 25450 Kubikmeter Wasser fördern und hält einer Primärkreistemperatur von bis zu 343 °C bei einem Betriebsdruck von bis zu 171,3 Bar stand. Der reguläre Betriebsdruck liegt bei 155 Bar und die Standzeit beträgt 60 Jahre. Im November 2008 unterzeichneten die China National Nuclear Corporation, Andritz und Harbin Electric den Vertrag zur Lieferung der Hauptumwälzpumpen für die Kernkraftwerke Fangjiashan und Fuqing 5 und 6. Die Fertigung der Hauptkühlmittelpumpen für Fangjiashan 3 und 4 sowie Fuqing 5 und 6 in China, Österreich, sowie die Zuliefererteile der italienischen Firma Foriatura begann 2015, war allerdings problembehaftet. Ab 2016 gefährdete dies den Zeitplan für den Bau der Demonstrationsblöcke im Kernkraftwerk Fuqing. Die genauen Problematiken wurden jedoch nicht veröffentlicht, brachte allerdings den Manager der China National Nuclear Corporation dazu Harbin Electric zu besuchen und ein zusätzliche Abkommen zu unterzeichnen, in der sich Harbin verpflichtete jede Woche, Monat und Quartal einen Bericht zu veröffentlichen, wie das Problem mit der Hauptumwälzpumpe gelöst wird. Harbin Electric sollte außerdem auch die Pumpen für die Exportblöcke Karatschi 2 und 3 liefern, die allerdings vollständig von Harbin Electric alleine gefertigt werden sollten ohne Teilnahme von Andritz als Technologiegeber. Unter den Bedingungen eines vollständigen Stromausfalls im Block (Station Blackout) ist die Pumpe dafür ausgelegt mindestens 72 Stunden die Dichtheit zum Primärkreis zu gewährleisten.

KSB RSR 750

Die KSB RSR 750 ist eine Hauptkühlmittelpumpe für Druckwasserreaktoren von KSB aus Frankenthal. Es handelt sich dabei um eine vertikale einstufige Kreiselpumpe mit doppelt redundanter Gleitringdichtung und zwei festen Dichtungen. Die Kühlung der Pumpe erfolgt über das Wasser des Primärkreislaufs. Angetrieben wird die Pumpe durch einen externen Motor, der je nach Ausstattung von verschiedenen Herstellern kommen kann und sowohl in 50 als auch 60 Hertz-Varianten angeboten wird. Pro Stunde kann die Pumpe rund 24000 Kubikmeter Wasser fördern und hält einer Primärkreistemperatur von bis zu 350 °C bei einem Betriebsdruck von bis zu 175 Bar stand.

Im Februar 2017 bestellte die China National Nuclear Corporation für die ersten Standard-Hualong-One-Blöcke 1 und 2 des Kernkraftwerks Zhangzhou sechs RSR 750 bei dem Gemeinschaftsunternehmen SEC-KSB der Shanghai Electric und KSB. Die Pumpe war mit Motor bestellt worden, der mit einer Spannung von 10 kV arbeiten sollte und eine Leistung von 6,6 MW aufweist. Im Jahr 2019 bestellte die China General Nuclear erstmals die Pumpe für ihre Hualong One am Standort San'ao.

Turbosatz

Je nach Hualong-Modell, aber auch generell bei den Standarddesigns, gibt es mehrere Wahlmöglichkeiten für den Turbosatz der Anlage. Der meistverbaute Standard-Turbosatz ist jedoch von Dongfang Electric des Typs TC-4F72.

Shanghai Electric TC-4F67 (LSB 1710 mm)

Die Niedergeschwindigkeitsturbine (1500 -1/min) des Typs Shanghai Electric TC-4F67 ist für eine Nennleistung von 1145 MW entwickelt worden, ursprünglich für den ACP1000. Die Turbine besitzt einen zweiflutigen Hochdruckteil und zwei zweiflutige Niederdruckteile. Die letzte Schaufelreihe der Niederdruckläufer hat eine Länge von 1710 mm und die Niederdruckläufer haben je ein Gewicht von 300 Tonnen. Die Schaufelreihen sind geschweißt. Die Dampfturbine nutzt ein von Shanghai Electric selbstentwickeltes Turbinenkontrollsystem. Eingesetzt wird der Turbosatz nur in den pakistanischen Reaktorblöcken Karatschi 2 und 3.

Harbin Electric TC-4F71 (LSB 1800 mm)

Harbin Electric bietet für den Hualong One eine Niedergeschwindigkeitsturbine (1500 -1/min) des Typs TC-4F71 an. Diese basiert auf der zuvor für den CAP1000 entwickelten Dampfturbine, allerdings mit einem Niederdruckzylinder weniger. Die Turbine arbeitet mit einer Frischdampftemperatur von 280,3 °C, die bei einem Druck von 64,5 Bar in den zweiflutigen Hochdruckteil einströmt. Nach Austritt wird der Dampf in die Wasserabscheider-Zwischenüberhitzer geleitet. Dort wird überschüssiges Wasser abgeschieden und es findet eine Überhitzung des Restdampfs statt, der danach auf die beiden zweiflutigen Niederdruckteile geleitet wird. Die Schaufellänge der letzten Stufe beträgt 1800 mm. Ausgelegt ist die Dampfturbine für eine Leistung von etwa 1200 MW. Erstmals eingesetzt wird diese Turbine in den Blöcken Changjiang 3 und 4. Obwohl die Technologie auf der von Westinghouse importierten Turbinentechnologie für den AP1000 basiert, gibt Harbin Electric an die vollständigen geistlichen Rechte an dem Design für die Hualong-One-Dampfturbine zu besitzen. Dies bezieht sich hauptsächlich auf die Schaufeltechnologie und des Designs für die 1800 mm langen Schaufeln der Endstufe. Im Gegensatz zur AP1000-Turbine ist das Design für den Hualong One optimiert und verkürzt worden. Durch ein einfacheres Layout der Dampfleitungen soll zudem, die Zugänglichkeit und Wartung optimiert werden.

Dongfang Electric TC-4F72 (LSB 1828 mm)

Dongfang Electric TC-4F72

Die Niedergeschwindigkeitsturbine (1500 -1/min) TC-4F72 von Dongfang Electric ist die meistverbaute Turbine für den Hualong One. Die 6124,9 Tonnen Frischdampf pro Stunde aus den Dampferzeugern strömen mit 280,9 °C in den Hochdruckläufer ein bei einem Frischdampfdruck von 65 Bar. Nach Durchfließen dieser wird der Dampf auf 268,8 °C überhitzt und über die beiden zweiflutigen Niederdruckläufer geleitet. Die Schaufeln der letzten Stufe der Niederdruckläufer haben eine Länge von 1828 mm. Der Kondensatordruck liegt bei 0,05 Bar. Jeder Niederdruckläufer hat ein Gewicht von rund 280 Tonnen. Die Schaufeln des Rotors sind an den Läufer geschweißt. Die erste Turbine dieses Typs wurde für eine maximale garantierte Leistung von 1161 MW in den Reaktorblöcke Fuqing 5 und 6 installiert. Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Blöcke waren die Schaufeln der letzten Stufe der Niederdruckturbine die längsten, die weltweit in einem Kernkraftwerk eingesetzt wurden. Der Rekord wurde 2022 mit der Inbetriebnahme von Olkiluoto 3 gebrochen, deren Schaufeln in der letzten Stufe 2 mm länger sind. Ausgelegt ist der Turbosatz bis zu einer Leistung von 1300 MW.

Alstom ARABELLE-1000

Alstom ARABELLE

Die Turbine ARABELLE aus Frankreich kann unter Lizenz von Dongfang Electric gebaut werden. Obwohl Analysten 2018 annahmen, dass der Markt für die ARABELLE im Falle des Hualong One ein Tabu sei, gleichwohl die Turbine aber für CAP1000-Projekte und den CPR-1000 sowie ACPR1000 zum Einsatz kommt, wird diese allerdings optional in Projekten angeboten. Für das Kernkraftwerk Xiapu ist diese Turbine vorgesehen. Die ARABELLE-1000 ist eine Niedergeschwindigkeitsturbine (1500 -1/min) und der Konfigurationsformel HMD+ND+ND+G mit insgesamt einen kombinierten Hoch- und Mitteldruckteil (jeweils eine Seite des Läufers einflutig) und zwei Niederdruckteilen mit einen Generator. Damit entspricht sie der Konfiguration der ARABELLE-1000, die in einem Leistungsspektrum von 900 bis 1400 MW eingesetzt werden kann. Die nötige Baugröße aufgrund der erwarteten Kühlwassertemperaturen in der Volksrepublik China erfordert die letzte Schaufelreihe mit einer Länge von 69 Zoll.

Generator

Je nach Hualong-Modell, aber auch generell bei den Standarddesigns, gibt es mehrere Wahlmöglichkeiten für den Generator von verschiedenen Herstellern.

Shanghai Electric QFSN-1100-4

In der Basisvariante der 1100 MW-Klasse des Hualong One wird der Generator des Typs QFSN-1100-4 der Shanghai Electric verwendet. Der Generator wurde ab 2010 für den ACP1000 entwickelt. Der Generator kann bis zu 1145 MW Leistung erreichen bei einem Leistungsfaktor von 0,85. Der Generator arbeitet mit einer Spannung von 24 kV und einer Drehzahl von 1500 -1/min. Der Gesamtwirkungsgrad des Generators liegt bei 98,71 %. Die Erregung der Maschine erfolgt bürstenlos. Die Kühlung des Generators erfolgt mit einer kombinierten Wasserstoff-Wasser-Kühlung. Die Wasserkühlung wird für den Stator verwendet, während der Rotor eine Wasserstoffkühlung nutzt. Der Generator selbst ist ein erprobtes Modell und auch in den beiden ACPR1000 Yangjiang 5 und 6 im Einsatz. Eingesetzt wurde der Generator erstmals in den Hualong-One-Blöcken Fangchenggang 3 und 4 und Karatschi 2 und 3. Der für das Kernkraftwerk Karatschi eingesetzte Generator trägt die modifizierte Bezeichnung QFSN-1145-4 und kann in der abgeänderten Form bis zu 1200 MW Nennleistung erreichen. Es handelt sich dabei um eine abgeänderte Bauweise eines Generators von Westinghouse.

Shanghai Electric QFSN-1300-4

Der Generator des Typs QFSN-1300-4 der Shanghai Electric ist für den Einsatz in der 1300 MW-Leistungsklasse entworfen worden. Die generellen technischen Eigenschaften gleichen denen des QFSN-1100-4. Auch die Kühlung der 1300 MW-Variante erfolgt getrennt mit Wasser und Wasserstoff. Der Generator wurde erstmals im Hualong-One-Fusionsprojekt in den Blöcken Zhangzhou 1 und 2 verbaut.

Dongfang Electric „Hualong One“

Der von Dongfang Electric gefertigte Generator des Typs „Hualong One“ ist ein 1200 MW starker Generator mit einem Wirkungsgrad von 99,078 %. Die Entwicklung des Generators begann im Jahr 2013 und wurde 2017 abgeschlossen mit der Erprobung auf dem Teststand. Eingesetzt wurde der Generator erstmals in den Blöcken Fuqing 5 und 6.

GIGATOP 4-pole

In der Kombination mit der ARABELLE-1000 wird der 27 kV-Generator GIGATOP-4 angeboten. Geplant ist der Einsatz im Kernkraftwerk Xiapu. Durch die höhere Effizienz der Turbine wird eine höhere Nennleistung von über 1215 MW erreicht.

Sicherheitstechnik

Der Hualong One ist hauptsächlich nach den Sicherheitsstandards HAF 101 und HAF 102, sowie den Sicherheitsstandards der IAEA entworfen worden. Berücksichtigt wurden außerdem die Sicherheitsempfehlungen des Chinese Nuclear Safety Guide HAD, der vornehmlich auf den von der IAEA festgelegten Sicherheitsstandards basiert unter Berücksichtigung der chinesischen Vorschriften. Der Hualong One wurde entsprechend von der IAEA auf dessen Sicherheit überprüft und hat diese Prüfung bestanden. Ebenfalls entspricht das Design in seiner Auslegung des UK-HPR1000 den Anforderungen der Western European Nuclear Regulators Association (WENRA). Die unterschiedlichen Sicherheitsplanungen der China National Nuclear Corporation und der China General Nuclear sind allerdings die Ursache, dass sich der Aufbau der Sicherheitssysteme zwischen den Versionen unterscheiden. Die China General Nuclear behielt ihre N+2-Auslegung ihrer Kernkraftwerke bei, womit sowohl die wichtigsten aktiven und passiven Systeme mit drei Sicherheitsdivisionen zu je 100 % Redundanz entworfen wurden. Die China General Nuclear konzentrierte sich dabei insbesondere auf das Einzelfallversagen der von der IAEA empfohlenen Auslegung im Safety Standard Report-2/1 (SSR-2/1), der eine Initiierung einer Störung in einem einzelnen Sicherheitsstrang vorsieht und das Versagen eines weiteren, sodass der dritte Sicherheitsstrang weiter verfügbar bleibt. Die China National Nuclear Corporation behielt hingegen die für die Baulinie CNP-300 und CNP-600 eingesetzte Auslegung von N+1 für die aktiven Sicherheitssysteme bei mit jeweils einen zusätzlichen passiven Pedanten, woraus eine Art N+2-Auslegung entsteht. Diese Art der Redundanz ist per Definition aber nicht redundant, da die Systeme jeweils ihren eigenen Versagenspfad haben und daher das Design nicht den generellen Anforderungen und Auslegungen von Reaktoren der Generation III entspricht, allerdings als solch ein Modell vermarktet wird. Die Wahl auf ein Gemisch aus aktiven und passiven Systemen ist vornehmlich eine Entscheidungsfolge nach dem Reaktorunfall von Fukushima-Daiichi im Jahr 2011. Zeitgleich bietet es Überseekunden die Möglichkeit zwischen den beiden Varianten zu wählen.

Die Wahl einer doppelten Redundanz für das CNNC-Design wird mit der probabilistischen Sicherheitsanalyse begründet. Während ein einzelner Sicherheitsstrang (1×100 %) eine Zuverlässigkeit von 90 % aufweist, schafft das Hinzufügen eines weiteren Sicherheitsstrangs zu einer doppelten Redundanz (2×100 %) einen Zuverlässigkeitsgewinn von 10 %, woraus sich ein Gesamtwert von 99 % ergibt. Das Hinzufügen eines weiteren identischen Sicherheitsstrangs für eine dritte Redundanz (3×100 %) bringt allerdings nur noch einen Zuverlässigkeitsgewinn von 1 %, woraus sich ein Wert von 99,9 % ergibt. Dies hängt damit zusammen, dass ein möglicher Fehler aufgrund gemeinsamer Ursache (Common Cause Failure) einen Einfluss auf alle Sicherheitsstränge haben könnte, da sie in ihrem Aufbau identisch sind. Daher wurde sich in der Designphilosophie an die Sicherheitsstandards nach dem IAEA SSR-2/1 gehalten, nach dem die Auslegung mit zwei zueinander redundanten Sicherheitssträngen vollständig ausreicht und zusätzliche Maßnahmen durch Anlagenauslegung für Versagensfälle in der deterministischen und probabilistischen Analyse erwogen werden sollte. Dies bezieht sich im Falle des Hualong One auf technische Sicherheitsfunktionen für den Fall eines Auslegungsunfalls oder eines auslegungsüberschreitenden Unfalls (Designerweiterungsbedingungen), die insbesondere in eher ungeschützten Bereichen auftreten. Dies wird durch den Einsatz der passiven Sicherheitssysteme erreicht, die jeweils partielle äquivalente Alternativen zu den aktiven Sicherheitssystemen darstellen. Hierdurch wird für bestimmte Sicherheitssysteme durch eine andere Auslegung sowohl ein Fehler aufgrund gemeinsamer Ursache umgangen, sowie auf die Verfügbarkeit von Strom oder andere Energieträger verzichtet. Die Systeme funktionieren nach den Naturgesetzen. Die Definition der Redundanz wird alleine durch die passive Alternative jedoch nicht vollständig erfüllt, da nicht jedes aktives System einen vollständig passiven Pedant in der CNNC-Variante hat.

ABWR

AP1000

CAP1400

CPR-1000

APR-1400

N4

Konvoi

FIN/Standard-EPR

CEPR

V-491

V-510

CGN-HPR

CNNC-HPR

UK-HPR1000

Kernschadensfrequenz im Vergleich zu anderen vergleichbaren Reaktormodellen

Durch diese unterschiedliche Auslegung der CGN- und CNNC-Version ergeben sich für die beiden Hualong One unterschiedliche Kernschadensfrequenzen. Beide Varianten werden allerdings nur mit einer Kernschadensfrequenz von weniger als 1×10^-6 beworben, da zusätzlich Standortbedingungen den Wert beeinflussen. Für das Design alleine beträgt die exakte Kernschadensfrequenz des CNNC-Designs mit zwei aktiven Systemen und passiven Sicherheitssystemen, was die Basisauslegung des Hualong One ist, 1,30×10^-7. Die CGN-Variante mit drei aktiven Sicherheitssystemen und passiven Sicherheitssystemen hat trotz des relativ kleinen Zuverlässigkeitsgewinns eine um 14,62 % niedrigere Kernschadensfrequenz von 1,11×10^-7. Für den UK-HPR1000 liegt dieser Wert bei 3,85×10^-7. Die passiven Systeme sind generell für eine Betriebsdauer von gleich oder mehr als 72 Stunden ausgelegt. Damit entspricht der Hualong in seiner Auslegung den Vorgaben der 72-Stunden-Regel der WENRA vollständig und weißt im Gegensatz zu anderen Reaktordesigns der Generation III wie dem AP1000 klare Maßnahmen für die gestaffelte Sicherheit auf. Sowohl die Versionen für den Bau in der Volksrepublik China, als auch die anderen Exportvarianten, sind vollständig kompatibel mit den European Utility Requirements (kurz EUR) und dem User Requirement Document (kurz URD).

Die Leitungswege aller Subsysteme sind generell so aufgebaut, dass alle in das Containment und herausgehende Leitungen mit Ventilen direkt am Ein- oder Austritt des Containments versehen sind um in bestimmten Fällen das Containment vollständig isolieren zu können. Hierdurch soll der Austritt jeglicher radioaktiver Stoffe verhindert werden. Dies ist eingeführt worden durch die Berücksichtigung von zusätzlichen 15 Auslegungsunfälle, die sowohl die Auslegungsstörfälle und Designerweiterungsbedingungen abdecken sollten, wenn sich die Anlage im abgeschalteten Zustand befindet.

Subsysteme

Die Sicherheitssysteme des Hualong One unterscheiden sich je nach Variante, haben aber beide die Eigenschaft vornehmlich aktive Sicherheitssysteme zu verwenden. Die CGN-Variante setzt in ihrer Basisauslegung mit der dreifachen Redundanz auf eine hohe Passivität, während die CNNC-Variante mit der doppelten Redundanz dafür zwei zusätzliche passive Systeme besitzt. Die Sicherheitssysteme des Hualong One wurden vor Einsatz alle erprobt. Während die generellen aktiven Sicherheitssysteme bereits in anderen Kernkraftwerken im Einsatz waren und deren Funktion validiert werden konnte, wurden für die passiven Sicherheitssysteme entsprechende Testanlagen errichtet und Experimente durchgeführt. Dennoch besteht die Möglichkeit, dass durch die hydraulischen und thermischen Eigenschaften der passiven Sicherheitssysteme deren Funktion beeinträchtigt werden kann. Im Gegensatz zum Advanced Passive sind diese im Hualong One unabhängig voneinander, allerdings kommt es vereinzelt zu Abhängigkeiten von aktiven Sicherheitssystemen.

Die nachfolgende Tabelle fasst die Sicherheitssysteme der Hualong-One-Varianten zusammen. Bei einem Klick auf das Sicherheitssystem springt der Bildschirm zum jeweiligen Abschnitt weiter. Bei Mouseover über die Haken wird die Redundanz der jeweiligen Variante angezeigt.

• — Aktives Sicherheitssystem
• — Sicherheitssystem mit aktivem und passivem Teil
• — Passives Sicherheitssystem
• — Nicht vorhanden

Sicherheitssystem		Versionen
		CGN	UK-HPR1000	CNNC	CGN-Standard	CNNC-Standard
Steuer- und Schutzsystem (Steuerstäbe)		68	68	61	69	69
Sicherheitssysteme Level 3 (Auslegungsstörfälle)
Safety Injection System	High Pressure Injection
	Low Pressure Injection
	Accumulator Injection
Auxiliary Feedwater System
Containment Heat Removal System (Spray)
Atmospheric Steam Dump System
Emergency Diesel Generators
Sicherheitssysteme Level 4a (Designerweiterungsbedingung)
Secondary Passive Heat Removal System
SBO Diesel Generator
Emergency Boron Injection System
Diverse Actuation System
Extra Cooling System
RPV High-point Venting System
Sicherheitssysteme Level 4b (Begrenzung schwerer Unfälle)
Passive Containment Cooling System
Fast Depressurization System
Containment Hydrogen Control System
Reactor Cavity Injection and Cooling System
Containment Filtration and Exhaust System
Severe Accident I&C and large capacity batteries
On-site emergency water makeup and mobile diesel generators

In den folgenden Abschnitten sind in den Grafiken aktive Systeme in rot gekennzeichnet und passive Systeme in grün.

Aktive Sicherheitssysteme

Safety Injection System

Das Safety Injection System besteht aus zwei Teilen: Eine Hochdruckeinspeisung und eine Niederdruckeinspeisung. Im Gegensatz zu vorher in China errichteten Anlagen sind die Pumpensysteme von anderen Systemen baulich getrennt errichtet, sodass bei einem Fehler in einem System die Funktion des Safety Injection System weiter gewährleistet bleibt. Als Wasserquelle wird der In-Containment Water Storage Tank (IRWST) genutzt, der durch seine Lage im Containment gleichzeitig gegen etwaige Einwirkungen von außen geschützt ist. Dadurch der IRWST in einem geschlossenen Gebäude untergebracht wird, kann der Wasserverlust minimiert werden, was insbesondere bei einer langfristigen Nutzung der Noteinspeisung ein Vorteil ist, da die Wasserquelle nicht gewechselt werden muss.

• CGN: Das Safety Injection System ist aufgeteilt in drei Sicherheitsdivisionen mit einer Gesamtredundanz von 3×100 %. Jeweils ein Strang ist in einem der drei Sicherheitsgebäude räumlich getrennt untergebracht. Der Einspeisepunkt der Medium-Head Safety Injection, der Hochdruckeinspeisung, liegt auf mittlere Reaktorhöhe, was die Förderhöhe der Pumpen reduziert zu der eher traditionell eingesetzten High-Head Safety Injection. Für die langfristige Einspeisung wird die Low-Head Safety Injection des Niederdruckeinspeisesystems verwendet. Dieses System ist kombiniert mit einem Wärmetauscher, der die Wärme an das Nachwärmeabfuhrsystem abgibt. Die Wasserquelle für beide Systeme ist eine gemeinsame Einspeiseleitung aus dem IRWST. Die Einspeisung des Wassers erfolgt in die kalten Stränge der drei Primärloops zwischen den Hauptumwälzpumpen und dem Reaktordruckbehälter. Als passiven Teil besitzt das System für jeden Loop einen mit Borsäure versetzten Wasservorrat, der bei Unterschreiten des Ansprechdrucks passiv in das System geleitet wird. Die Borkonzentration liegt bei 1300 Parts per million. Die Hochdruckpumpen arbeiten mit einer Spannung von 10 Kilovolt und haben eine elektrische Leistung von 500 Kilowatt.
• CNNC: Das Safety Injection System ist mit einer Redundanz von 2×100 % jeweils in zwei Divisionen aufgeteilt. Das System besteht aus drei Subsystemen, die Hochdruckeinspeisung speist normal nur in die kalten Stränge der drei Loops ein. Optional kann sie aber auch in die heißen Stränge der Loops einspeisen. Die Niederdruckeinspeisung speist sowohl in die heißen als auch kalten Stränge ein. Bei entsprechendem Druckabfall besitzt jeder Loop im kalten Strang je einen Druckspeicher mit Borsäure versetzten Wasservorrat, der bei Unterschreiten des Ansprechdrucks passiv in das System geleitet wird. Die Borkonzentration liegt bei 1300 Parts per million.

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  Druckspeicher in den CGN-Varianten

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  Druckspeicher in den CNNC-Varianten

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  Hochdruckeinspeisung in den CGN-Varianten

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  Hochdruckeinspeisung in den CNNC-Varianten

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  Niederdruckeinspeisung in den CGN-Varianten

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  Niederdruckeinspeisung in den CNNC-Varianten

Auxiliary Feedwater System

• CGN: Das Auxiliary Feedwater System hat eine Redundanz von 3×100 % mit seinen drei Sicherheitsdivisionen, und ist mit jedem einzelnen Strang in jeweils einen der drei Sicherheitsgebäude untergebracht und damit räumlich zueinander getrennt. Das System dient zum Wiederbefüllen der Dampferzeuger im Falle eines Wasserverlusts, beispielsweise nach Abblasen von Frischdampf in die Atmosphäre. In den Reaktoren des Typs M310 der China General Nuclear wurde das System auch zum Befüllen beim Anfahren der Anlage verwendet, was allerdings im Hualong One nicht vorgesehen ist. Geregelt wird die Einspeisung durch ein elektrisches Stellventil, um die Leistung zu begrenzen, sowie durch ein zweites Ventil zur Füllstandsbegrenzung des Dampferzeugers. Das Wasser für das System wird aus jeweils einen Speisewasservorratstank pro Sicherheitsdivision entnommen, der für einen Betrieb des Systems von 24 Stunden vorgesehen ist und danach mit dem Wasser aus dem Tank des Secondary Passive Heat Removal Systems wiederbefüllt werden kann, sodass die Betriebszeit auf 48 Stunden verlängert wird. Für die langfristige Wärmeabfuhr bei einem Verlust der externen Wärmeabfuhr kann das System mit einer dieselgetriebenen Pumpe wiederbefüllt werden und so die langfristige Nachwärmeabfuhr über das Sekundärsystem gewährleistet werden mit dem Feed-and-Bleed-Verfahren. Die im System verbauten Pumpen sind für eine Förderleistung von maximal 110 Kubikmeter pro Stunde ausgelegt. In einer reduzierten Leistungsstufe fördern die Pumpen maximal 90 Kubikmeter pro Stunde. Die Speisewassertanks haben je ein Speichervolumen von 692,8 Kubikmeter, von denen 561,9 Kubikmeter nutzbar sind.
• CNNC: Das Auxiliary Feedwater System für das Befüllen des Dampferzeugers auf der Sekundärseite ist ausgelegt mit einer Redundanz von 2×(2×50) %. Dies wird dadurch erreicht, dass es das System zweimal gibt und innerhalb des Systems zwei Pumpen. Eine Pumpe ist eine elektrisch betriebene Pumpe, die zweite Pumpe wird mit einer Turbine angetrieben, die Frischdampf aus den Dampferzeugern bezieht und für den Fall eines Verlusts der Stromversorgung des Blocks zum Einsatz kommt. Hierdurch soll eine Diversifizierung für den Fall eines Fehlers aufgrund gemeinsamer Ursache erreicht werden. Die Systeme pumpen Wasser aus dem außerhalb des Containments liegenden Auxiliary Feedwater Tank in den Dampferzeuger. Im Gegensatz zum CGN-Design wird das Speisewasser in einem gemeinsamen Tank für beide Sicherheitsdivisionen gelagert und entnommen.

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  Auxiliary Feedwater System in den CGN-Varianten

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  Auxiliary Feedwater System in den CNNC-Varianten

Containment Heat Removal System

• CGN: Das Containment Heat Removal System ist mit einer Redundanz von 2×100 % ausgelegt. Das Wasser wird aus dem IRWST über Siebe entnommen und mit einer Pumpe über einen Wärmetauscher geleitet. Anschließend teilt sich das System auf. Das primäre System ist die Bespeisung der Containment-Sprühanlage zur Wärmeabfuhr und Druckreduzierung im Sicherheitsbehälter. Das Wasser fällt durch sein Eigengewicht zum Boden des Containments und damit zurück in den dort gelegenen IRWST. Von dort kann der Kreis erneut beginnen. Die Pumpen des Systems fördern jeweils 330 Kubikmeter Wasser pro Stunde. Die zwei weiteren Subsysteme, die durch das System bespeist werden, sind ein Spülsystem für die Siebe des Systems im IRWST. Sollten diese verschmutzt sein, kann das Wasser der jeweiligen Systeme zur Selbstreinigung der Siebe genutzt werden. Eine weitere Funktion erfüllt das System im Falle einer Auslegungsüberschreitung zur Beherrschung der Kernschmelze. Ein Teil des Wassers, rund 40 Tonnen pro Stunde, wird über eine Abzweigung der Leitung in den Reaktorschacht gefördert zum Wiederauffüllung des Reactor Cavity Injection and Cooling Systems genutzt für die langfristige Kühlung des im Reaktordruckbehälter zurückgehaltenen geschmolzenen Reaktorkerns. Die restliche Wassermenge wird über das Containment-Sprühsystem genutzt um den dabei entstehenden Dampf zu kondensieren und den Druck zu steuern. Die Aktuation des Systems erfolgt bei kleineren Kühlmittelverluststöfällen und beim Verlust der Nachwärmeabfuhr durch einen Verlust der externen Stromversorgung, sowie beim Einsatz des Reactor Cavity Injection and Cooling Systems. Im Anlagenstillstand dient das System als Backup im Falle eines Ausfalls des Volumenregelsystems bei Wartungsarbeiten.
• CNNC: Das Containment Spray System mit einer Redundanz von 2×100 % dient zum Druckabbau im Containment bei einem Kühlmittelverluststörfall im Primärkreislauf oder einer Leckage an einer der sekundären Dampfleitungen innerhalb des Containments. Hierdurch soll ein Überdruckversagen des Containments verhindert werden. Das Wasser für das Containment Spray System kommt aus dem IRWST, wird mit einer chemischen Zusatzflüssigkeit zum Schutz vor Korrosion und binden von etwaigen radioaktiven Spaltgase bei Kühlmittelverluststörfall versehen, und wird durch elektrische Pumpen zu der Sprühinstallation unterhalb der Reaktorgebäudekuppel geleitet. Das Wasser fällt und fließt anschließend durch sein Eigengewicht an den tiefsten Punkt des Containments, wo sich der IRWST befindet. Hierdurch kann das Wasser langfristig für das Containment Spray System im geschlossenen Kreis gehalten werden, da es keine Verdunstungsverluste gibt.

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  Containment Spray System in den CGN-Varianten

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  Containment Spray System in den CNNC-Varianten

Atmospheric Steam Dump System

Die drei Divisionen des Atmospheric Steam Dump System, eine pro Loop auf der Sekundärseite, sind in zwei von drei Sicherheitsgebäuden untergebracht. Das System dient vornehmlich zum Abblasen von Frischdampf aus den Dampferzeugern auf der Sekundärseite, um während eines Unfalls unter Auslegungsbedingungen und den Designerweiterungsbedingungen die Nachwärme aus der Anlage abzuführen. Die Redundanz beträgt 3×50 %. Die Aktuation des Systems wird entweder bei Erreichen des Ansprechdrucks der Impulsventile von 89 Bar erreicht oder durch manuelles Öffnen des manuellen Abblaseventils. Zum Schutz der Umgebung vor hohen Lärmemissionen befinden sich am Austritt des Frischdampfabblasesystems Schalldämpfer. Das System ist ebenfalls für den Einsatz der Nachwärmeabfuhr vorgesehen im Rahmen eines Feed-and-Bleed-Verfahrens. Das heißt Wasser in die Dampferzeuger Nachspeisen und den Dampf in die Atmosphäre abblasen.

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  Atmospheric Steam Dump System

Emergency Diesel Generators

Eigens für den Hualong One wurde der Dieselgenerator des Typs 12PC2-6B mit einer Leistung von 8 MW entwickelt und für den Einsatz im Nuklearbereich qualifiziert. Entworfen wurde der Dieselgenerator vom Unternehmen MAN Diesel und von der französischen Turbo France SAS. Hergestellt wird der Dieselgenerator allerdings lokal von der Shaanxi Diesel Engine Heavy Industry Limited unter Lizenz. Dass man bisher keinen eigenen Dieselgenerator entwickelte liegt daran, dass man im Bereich der Dieselgeneratoren historisch bereits eng mit diesen Unternehmen, sowie mit MTU, Areva und Alstom kooperierte und die Entwicklung solcher Dieselgeneratoren in der Volksrepublik China bisher nicht ausgereift genug war. Der Dieselgenerator hat insgesamt 12 Zylinder und arbeitet mit einer Geschwindigkeit von 600 Umdrehungen pro Minute. Die Dieselgeneratoren sind für einen Dauerbetrieb unter Volllast von 8 Stunden ausgelegt und für 4000 Startvorgänge während ihrer Standzeit von 40 Jahren ausgelegt. Die Anlauf- und Umschaltzeit nach Eintritt des Verlusts der externen Stromversorgung beträgt weniger oder gleich 10 Sekunden.

• CGN: Die drei vorhandenen Dieselgeneratoren (Redundanz 3×100 %) sind in einzelnen Dieselgeneratorhäusern untergebracht und seitlich zu den einzelnen Sicherheitsgebäuden, die sie speisen, gelegen. Eine Ausnahme bildet der Dieselgenerator des Sicherheitsstrangs C, dessen Gebäude räumlich getrennt neben dem Dieselgeneratorhaus für den Sicherheitsstrang A liegt. Um die ununterbrochene Spannungsversorgung sicherzustellen befinden sich in jedem Sicherheitsgebäude für die Zeit der Umschaltung auf die Dieselgeneratoren Batterien, die jeweils eine Ladekapazität für zwei Stunden haben. Die Dieselgeneratoren speisen auf der Notfallebene der 10 kV-Versorgung des Blocks ein und versorgen damit alle Subsysteme der Anlage, die in der Hierarchie darunter liegen.
• CNNC: Die Redundanzauslegung der Dieselgeneratoren beträgt 2×100 %. Jeder Dieselgenerator versorgt dabei eine Sicherheitsdivision mit Strom. Für die Basisvariante ist der Generator der Dieselgeneratoren für 6,6 kV Arbeitsspannung ausgelegt. Für die standardisierten Varianten wird nur noch der 10 kV-Generator eingesetzt.

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  Schaltung bei Netzverlust im CGN-Design
       - Ausfälle

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  Schaltung bei Netzverlust im UK-HPR1000
       - Ausfälle

SBO Diesel Generator

Im Falle eines Station Blackout (SBO) stehen zusätzliche Dieselgeneratoren in diesem System zur Verfügung. Die Redundanz ist in der CGN-Variante wie in der CNNC-Variante identisch 2×100 % mit zwei Dieselgeneratoren, die jeweils nur die SBO-Sektionen der Sicherheitsdivisionen A und B mit Strom versorgen. In der CGN-Variante kommt es in der Sicherheitsdivision C zu einem vollständigen Schwarzfall. Die Subsysteme der SBO-Versorgung sind generell unter Spannung bei Eintritt eines Notstromfalls. Die Versorgung wird durch die normalen Dieselgeneratoren gesichert. Wenn deren Kraftstoffvorrat aufgebraucht ist, müssen die SBO-Dieselgeneratoren manuell gestartet werden und versorgen ab der SBO-Ebene alle darunterliegenden Ebenen mit Strom. Um einen Fehler aufgrund gemeinsamer Ursache zu verhindern, sind die SBO-Dieselgeneratoren nicht Baugleich mit den Notstromdieselgeneratoren und von einem anderen Hersteller.

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  Schaltung bei Station Blackout im CGN-Design
       - Ausfälle

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  Schaltung bei Station Blackout im UK-HPR
       - Ausfälle

Emergency Boron Injection System

Das Emergency Boron Injection System gibt es nur in der Variante der China General Nuclear mit einer Redundanz von 3×100 %. Die drei Sicherheitsdivisionen sind zusammen im Brennstoffgebäude (Borlagertanks und Pumpen) und in den einzelnen Sicherheitsdivisionen (Leitungsdurchführung) untergebracht. Die Lagertanks mit einem Fassungsvermögen von je 40 Kubikmeter Borsäure beinhalten eine hoch konzentrierte Borlösung mit einer Anreicherung von 35 % mit Bor 10 und auf 7000 Parts per million konzentriert, die durch Kolbenpumpen bei Bedarf in die kalten Stränge der drei Primärloops eingespeist werden und die Unterkritikalität des Reaktors gewährleisten sollen. Das System ist so ausgelegt, dass es sich bei Bedarf automatisch starten kann, um Reaktivität im Reaktor zu kompensieren. Der Förderdruck der Kolbenpumpen liegt bei 259 Bar bei jeder Pumpe bei 10,5 Kubikmeter pro Stunde. Der hohe Förderdruck gewährleistet eine generelle Einspeisung von Borsäure in das Reaktorsystem bei jeden möglichen Druck im Primärsystem. Die Leitungswege werden mit einer elektrischen Ladung versehen, um das Kristallisieren des Bors in den Leitungen zu verhindern. Das System kann das gesamte Reaktorsystem abschalten und unterkritisch halten im Falle eines angenommenen Störfalls ohne Schnellabschaltung. Praktisch kann die im System vorhandene Borsäurelösung die Funktion der Steuerstäbe im Störfall vollständig ersetzen.

Dass dieses System nicht in der CNNC-Variante eingesetzt wird liegt vornehmlich daran, dass im Gegensatz zur CGN-Variante spezielle, aber unwahrscheinliche Reaktivitätsextreme im CNNC-Design nicht berücksichtigt werden. Der IRWST ist in beiden Designs mit Borsäure versetzt mit einen Anteil von 1300 bis 1400 Parts per million bei einer Anreicherung des Zusatz mit Bor 10 von 35 %. Damit ist die Borkonzentration ähnlich hoch wie in den Flutbehältern. Im CNNC-Design wird diese Maßnahme daher als ausreichend erachtet.

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  Emergency Boron Injection System in den CGN-Varianten

Extra Cooling System

Das Extra Cooling System wird nur in der Variante der China General Nuclear eingesetzt mit einer Redundanz von 2×100 %. Das System dient zur Diversifizierung der Wärmesenke im Falle, dass der normale Wärmeabfuhrpfad unterbrochen ist. Es ist in den Sicherheitsgebäuden A und B untergebracht und führt dort von den Systemsträngen über einen Wärmetauscher des Nachwärmeabfuhrsystems des Abklingbeckens und des Containment Heat Removal Systems die Nachwärme ab. In einem Zwischenkreis befindet sich ein weiterer Wärmetauscher, in dem die Wärme an einen Kühlturmkreislauf übergeben wird. Dort erfolgt die Kühlung über die Umgebungsluft in einem Zellenkühler oder Kühlturm.

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  Extra Cooling System in den CGN-Varianten

RPV High-point Venting System

Das RPV High-point Venting System mit einer Redundanz von 2×100 % dient dazu nicht kondensierbare Spaltgase aus dem Reaktordruckbehälter im Falle eines schweren Unfalls abzuführen. Dadurch soll der Einfluss von hohen Druck auf das Kühlmittel im primären Kreislauf, was zum Erliegen des Naturumlaufs führen kann, verhindert werden.

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  RPV High-point Venting System (nach Kernkraftwerk San'ao)

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  RPV High-point Venting System (nach Kernkraftwerk Taipingling)

Containment Filtration and Exhaust System

Das Containment Filtration and Exhaust System dient im Falle der Auslegungsüberschreitung des Drucks innerhalb des Containments für die gefilterte Druckentlastung. Obwohl dieses System in neueren Generation III-Anlagen wegen alternativen Wegen der Druckreduzierung nicht mehr zum Einsatz kommt, die der Hualong One ebenfalls besitzt, wurde als Folge des Reaktorunfälle von Fukushima-Daiichi dieses System nachgerüstet. Das System wird vornehmlich verwendet um bei Auslegungsüberschreitungen eine Beschädigung des Containments durch Überdruck zu verhindern. Es ist so ausgelegt, dass 24 Stunden nach Eintritt eines Unfalls und Ausfall des Emergency Heat Removal Systems das Containment manuell druckentlastet werden kann, wenn der Auslegungsdruck des Sicherheitsbehälters oberhalb des Auslegungsdruck von 5,2 Bar ist und die Berstscheibe zerstört wird. Der maximale Durchsatz durch das System beträgt 4 Kilo pro Sekunde mit einer Temperatur der Abluft von 140 bis 180 °C.

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  Containment Filtration and Exhaust System in den CGN-Varianten

Severe Accident I&C and large capacity batteries

Als zusätzliche Diversität haben beide Varianten zusätzliche Notstromakkumulatoren mit einem Leistungsvorrat für 24 Stunden. Die Systeme dienen zur Gleichstromversorgung der Leittechniksektion und einen Teil der Wechselstromverbraucher über einen Wechselrichter zur Beherrschung von auslegungsüberschreitenden Unfällen. Die Batterien zur Versorgung der Anlagenleittechnik werden automatisch zugeschaltet, wenn der Kraftstoff der SBO-Dieselgeneratoren und der mobilen Diesel aufgebraucht ist, sowie in der Zwischenzeit zwischen SBO-Dieselgeneratorausfall und Anbindung eines mobilen Dieselaggregats. Für die weniger sicherheitsrelevanten Systeme stehen Akkumulatoren mit einer Nutzungskapazität für 2 Stunden zur Verfügung. Die Akkumulatoren für 24 Stunden Kapazität versorgen nur die wichtigen Subsysteme mit Energie. Die Batterien sind nicht dafür vorgesehen, dass diese leer laufen. Das bedeutet, dass langfristig die Sicherung durch ein mobiles Dieselaggregat erfolgen muss. Eine Nichtsicherung kommt einer Auslegungsüberschreitung gleich und ist in der Strategie des Anlagendesigns nicht vorgesehen.

On-site emergency water makeup and mobile diesel generators

Die On-site-Notfallmaßnahmen wurden als Lehre aus den Reaktorunfällen im Kernkraftwerk Fukushima-Daiichi eingeführt. Im Fall, dass ein Station-Blackout länger als die vorgesehen 72 Stunden anhält und damit die Zeitskala der Blockautonomie überschritten wird, müssen zusätzliche Maßnahmen extern ergriffen werden um den Block in einen stabilen Zustand zu halten. Stabiler Zustand bedeutet in diesem Fall nicht, dass die Anlage schadensfrei ist, sondern die Beherrschung einer bestimmten Situation, ein Auslegungsunfall oder Beherrschung eines auslegungsüberschreitenden Unfalls durch die installierten und baulichen Sicherheitssysteme der Anlage. In Anlagen des Typs Hualong One werden daher zusätzliche Fahrzeuge oder transportable Systeme vorgehalten:

• Mobile Dieselgeneratoren:

Die mobilen Dieselgeneratoren können im Falle eines Station-Blackout die Stromversorgung der Leittechnik für den sicherheitsrelevanten Bereich wiederherstellen. Dies betrifft lediglich den Bereich, der für die Bedienung der sicherheitsrelevanten Systeme im Falle einer Störung Strom benötigt, womit die generelle Überwachung der Anlage gewährleistet werden kann.

• Mobile Wassertanks und Mobile dieselgetriebene Pumpen:

Die mobilen Wassertanks werden für die Notwasserversorgung während eines Station-Blackouts eingesetzt für drei Bereiche der Anlage. Bei einem Ausfall des Safety Injection System kann das Wasser direkt in den Primärkreislauf eingespeist werden, wenn die dortigen Pumpen ausgefallen sind und damit eine Wasserentnahmen aus dem IRWST nicht möglich ist. Die Einspeisung kann allerdings nur mit einer mobilen dieselbetriebenen Pumpe erfolgen. Dabei handelt es sich um eine kleine mit der Hand tragbaren Pumpe. Ein ähnliches System besitzt der Sekundärkreislauf, der ein Notfalllagerbecken besitzt über den das Wasser in die Dampferzeuger geleitet werden kann. Dies erfordert allerdings die Betriebsbereitschaft der Speisewasserpumpe der Anlage. Bei einem Ausfall des Kühlsystems des Abklingbeckens ist es möglich durch seine Lage das Wasser passiv über einen höhergelegenen Einspeisepunkt von einem Lastkraftwagen mit Wassertank direkt in das Abklingbecken einzuleiten.

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  Schaltung bei Station Blackout mit mobilen Dieselgeneratoren im CGN-Design
       - Ausfälle

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  Schaltung bei Station Blackout mit mobilen Dieselgeneratoren im UK-HPR1000
       - Ausfälle

Passive Sicherheitssysteme

Secondary Passive Heat Removal System

• CGN: Das Secondary Passive Heat Removal System hat eine Redundanz von 3×50 % und dient im Falle eines Station-Blackout zur Abfuhr der Nachwärme aus dem Reaktor. Bei einem Station-Blackout fallen sowohl die regulären Wärmesenken der Nachwärmeabfuhr aus, wie auch das Extra Cooling System. Die Aktivierung des Systems erfolgt durch den Abfall des Elektromagneten, der die Ventile des Systems während des Normalbetriebs auf der Vor- und Rücklaufleitung geschlossen hält. Durch ein Einsetzen eines Naturumlaufs im Primärkreislauf wird die Wärme weiterhin an die Dampferzeuger abgegeben. Der im Dampferzeuger auf der Sekundärseite entstehende Dampf steigt nach oben in die nun geöffneten Steigleitungen zu den Wärmetauschern, die sich im Wärmetauschertank befinden. Die Wärmetauschertanks befinden sich an der Außenseite des sekundären Reaktorgebäudes ganz oben angebracht. Die Wärme wird an den Wärmetauschertank übertragen, sodass der Dampf in den Leitungen kondensiert und durch sein Eigengewicht zurück in die Dampferzeuger fließt. Das Wasser im Wärmetauschertank verdampft mit dem dauerhaften Betrieb und muss nach mindestens 72 Stunden nachgefüllt werden, was durch mobile Pumpen möglich ist. Die CGN-Variante bietet zudem die Möglichkeit das dort gespeicherte Wasser für die Nachbefüllung des Speisewassertanks des Auxiliary Feedwater Systems sowie zum Befüllen des Abklingbeckens zu nutzen. Jeder der einzelnen Divisionen ist in der Lage 20 MW thermische Leistung abzuführen. Die Wärmetauscher des Systems bestehen aus 69 Röhren aus austenitischen Stahl. In dem Wärmetauschertank befinden sich insgesamt 4010 Kubikmeter Wasser, von denen 3035 Kubikmeter nutzbar sind. Der Tank ist ausgelegt für einen Druck von 2 Bar und einer Wassertemperatur von 130 °C.
• CNNC: Das Secondary Passive Heat Removal System hat eine Redundanz von 3×50 % und dient zur Nachwärmeabfuhr im Falle eines vollständigen Verlusts der Stromversorgung im Block, sowie bei einem Versagen des aktiven Auxiliary Feedwater System. Das System ist mit dreifacher Redundanz ausgelegt und jeder Strang ist mit je einem Loop des Sekundärkreises verbunden. Während im Primärkreislauf ein Naturumlauf durch die Wärmekonvektion eintritt, verdampft im Dampferzeuger das Wasser. Ebenfalls durch den natürlich aufsteigenden Dampf wird dieser in Wärmetauscher geleitet, die sich im außen am Containment angebrachten Wärmetauscher-Wassertank befinden. Durch wird das Wasser kondensiert und fällt durch sein Eigengewicht zurück in die Dampferzeuger, wo der Kreislauf erneut beginnt. Das Wasservolumen im Wärmetauscher-Wassertank ist ausschlaggebend für die Betriebszeit, die sich auf 72 Stunden beläuft, bevor der Tank wieder mit mobilen Pumpen oder Feuerwehrtankwagen aufgefüllt werden muss. Jeder der einzelnen Divisionen ist in der Lage 20 MW thermische Leistung abzuführen. Die Wärmetauscher des Systems bestehen aus 69 Röhren aus austenitischen Stahl. In dem Wärmetauschertank befinden sich insgesamt 4010 Kubikmeter Wasser, von denen 3035 Kubikmeter nutzbar sind. Der Tank ist ausgelegt für einen Druck von 2 Bar und einer Wassertemperatur von 130 °C.

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  Secondary Passive Heat Removal System in den CGN-Varianten

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  Secondary Passive Heat Removal System in den CNNC-Varianten

Passive Containment Cooling System

Das Passive Containment Cooling System mit einer Redundanz von 3×50 % wird nur in den CNNC-Designs verwendet. Das System besteht aus Wärmetauschern, die an einen sehr hohen Punkt im Reaktorgebäude untergebracht sind. Der Dampf im Falle eines Kühlmittelverluststörfalls oder bei Einsatz des Cavity Injection and Cooling System wird dadurch kondensiert und fällt durch sein Eigengewicht in die Auffangwanne, oder den IRWST. Die vom Containment Heat Removal System aufgenommene Wärme wird an den außen am Containment liegenden Wärmetauscher-Wassertank abgegeben. Dadurch die Wärmemenge im Vergleich zum Secondary Passive Heat Removal System geringer ist, kann die Nutzungsdauer über 72 Stunden liegen, generell ist allerdings hier der Wert von 72 Stunden aufgrund des Wasserinhalts im Wärmetauscher-Wassertank praktisch vorgegeben. Die Wärmetauscher sind im Reaktorgebäude auf einer Höhe von 32 Metern installiert. Pro Division werden vier Wärmetauscher eingesetzt.

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  Passive Containment Cooling System in den CNNC-Varianten

Fast Depressurization System

Das Fast Depressurization System dient zum schnellen Abbau von Druck im Primärkreis für den hypothetischen Pfad einer Hochdruckkernschmelze und ist der passive Pedant des RPV High-point Venting System. Hierdurch soll das Erhitzen des Containments, das nach einer Hochdruckkernschmelze eintritt, verhindert werden, da es zum Containmentversagen führen kann. In beiden Varianten des Hualong One ist das System so ausgelegt, dass es während des Normalbetriebs und bei Spannungsverlust immer geschlossen bleibt. Der Schwellwert ändert sich allerdings zwischen diesen beiden Zuständen. Während bei vorhandener Spannung die Ventile auch bei vollem Auslegungsdruck geschlossen bleiben, sinkt der Grenzwert ohne Spannung auf 20 Bar ab. Wird der Druck von 20 Bar erreicht, wird durch den Druck das Ventil aufgeschoben, sodass es zu einem schnellen Druckabfall im Reaktorsystem kommt. Das Gas-Dampf-Gemisch wird dann in den Abblasebehälter des Druckhalters abgeleitet. Hintergrund der Grenze von 20 Bar sind Analysen, wonach eine Hochdruckkernschmelze erst oberhalb dieses Drucks ein Risiko für die Integrität des Containments darstellt.

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  Fast Depressurization System

Containment Hydrogen Control System

Zum Abbau etwaiger explosiver Wasserstoffbildungen im Containment, entstanden durch eine Kernschmelze, befinden sich in der Reaktorkuppel am höchsten Bereich katalytische Wasserstoffrekombinatoren, die Wasserstoff in Wasser umwandeln. Insgesamt befinden sich im Reaktorgebäude 30 Wasserstoffrekombinatoren in der CNNC-Variante die automatisch aktiviert werden, wenn die Wasserstoffkonzentration den Mindestansprechwert erreicht. Die CGN-Variante hat insgesamt 29 Wasserstoffrekombinatoren installiert, von denen für die vollständige Wirkung des Systems 27 nötig sind. Alternativ zu den katalytischen Wasserstoffrekombinatoren können Wasserstoffkerzen in den Anlagen installiert werden, die den Wasserstoff kontrolliert abfackeln können. Die katalytischen Wasserstoffrekombinatoren sind dafür ausgelegt bei vollständigen Schmelzen des Reaktorkerns und damit voller Zirkonium-Wasser-Reaktion, die den Wasserstoff freisetzt, den Wasserstoff bei Austritt in das Reaktorgebäude bis auf 4 % Konzentration binnen 12 Stunden nach Beginn der Auslegungsüberschreitung abzubauen.

Reactor Cavity Injection and Cooling System

Das Reactor Cavity Injection and Cooling System dient zum Zurückhalten einer Kernschmelze und ist im Hualong One für die In-vessel retention (kurz IVR) vorgesehen. Das bedeutet, dass das geschmolzene Corium im Reaktordruckbehälter zurückgehalten wird. Dazu umgibt den Reaktordruckbehälter eine aus Edelstahl der Güteklasse Z6CN18.09 hergestellte Isolierungskonstruktion, die im Normalbetrieb lediglich die Abwärme zurückspiegelt und während der Kernschmelze als Hohlrauminjektionssystem dient. Durch den festgelegten Spalt zwischen Druckbehälter und Reaktorisolierung wird eine Art Kühlsystem geschaffen, das eine Naturkonvektion erlaubt um aktiv und effizient die Abwärme des Coriums über den Reaktordruckbehälter gezielt abzuführen. Die Anforderung für den Einsatz eines Rückhaltesystems im Falle einer Kernschmelze wird durch die Vorschrift HAF 102 der National Nuclear Safety Administration gefordert. Diese setzt voraus, dass Anlagenereignissequenzen, die zu hohen Strahlendosen oder zu einer großen radioaktiven Freisetzung führen könnten, praktisch eliminiert werden müssen. Zusätzlich müssen konstruktive Vorkehrungen getroffen werden, um den Verlust der strukturellen Integrität des Containments in allen Anlagenzuständen zu verhindern. Die Leitlinie HAD 102/06 der IAEA sieht ebenfalls vor, dass entsprechende Maßnahmen geschaffen werden müssen, um die Wärmeabfuhr eines geschmolzenen Reaktorkerns zu gewährleisten. Diese empfiehlt entweder den Einsatz der Rückhaltung im Reaktordruckbehälter oder aber den Einsatz eines Kernfängers. Nach dem Reaktorunfall im Kernkraftwerks Fukushima-Daiichi wurden diese Vorschriften offiziell eingeführt, sodass entsprechende Maßnahmen für neue Reaktoren getroffen werden mussten, inklusive für den Hualong One. Für das CNNC-Design und für das CGN-Design wurden zwei unterschiedliche Konstruktionen für die Schmelzerückhaltung entworfen. Beide Systeme sehen für den Fall der Rückhaltung die Druckentlastung des Primärkreises vor und die Eliminierung von Durchführungen am Reaktordruckbehälterboden, sodass keine Öffnungen vorhanden sind, durch denen die Kernschmelze den Reaktordruckbehälter verlassen könnte. Der Strömungsbereich des Kühlmittels ist zwischen dem Reaktordruckbehälter und der umgebenden Isolierung gegeben. Die größte Gefahr bei Versagen der Rückhaltung und dem Durchschmelzen des Reaktorkerns durch den Reaktordruckbehälter ist die daraus resultierende Dampfexplosion, die die Integrität des Containments gefährden kann. Entsprechende Analysen für den Hualong One zeigten jedoch, dass bei einer großen Dampfexplosion aufgrund des Anlagendesigns vornehmlich im Reaktorschacht Schäden auftreten und ein Versatz der Durchführungen durch diesen auftritt, durch das Volumen des Containments dieses aber nicht beschädigt werden kann.

• CGN: Das Design der China General Nuclear nutzt einen Naturumlauf für die Zirkulation des Wassers der Rückhaltung, das in der ersten Phase passiv funktioniert und in der zweiten Phase aktiv. In der passiven Phase wird zunächst Wasser aus dem CIS-Flutbecken oberhalb im Containment in den Reaktorschacht geleitet, der binnen 30 Minuten vollständig geflutet ist. Das CIS-Flutbecken hat ein Fassungsvermögen von 730 Kubikmeter Wasser und drückt durch den Höhenunterschied das Wasser mit einen maximalen Druck von 7 Bar in den Reaktorschacht mit einer maximal möglichen Temperatur von 160 °C (unter Unfallbedingung mit teilverdampften Wasser ohne Betrieb des Containment-Sprühsystems). Wenn ein Teil des Wassers verdampft ist wird für die langfristige Kühlung das Containment Heat Removal System genutzt, das eine Redundanz von 2×100 % aufweist. Das Wasser wird dann aus dem In-Containment Water Storage Tank (IRWST) entnommen und in zwei Systeme aufgeteilt. Einerseits wird durch das Containment Heat Removal System das Containment-Sprühsystem aktiviert, das den entstandenen Dampf aktiv kondensiert. Ein Teil der Förderleistung von 40 Tonnen pro Stunde wird über eine Abzweigung der Leitung in den Reaktorschacht gefördert zum Wiederauffüllung des Cavity Injection and Cooling System.
• CNNC: Das Design der China National Nuclear Corporation nutzt einen Zwangsumlauf für die Wasserzirkulation der Rückhaltekühlung nach Eintritt der Störung und damit ein aktives System. Die Redundanz beträgt 2×100 % mit je einer Pumpe pro Kreis als separates Sicherheitssystems, die jeweils 900 Tonnen Wasser pro Stunde fördern. Die Wasserquelle ist der IRWST im Containment. Dies ist allerdings nur der Fall, wenn die Stromversorgung gewährleistet ist. Fällt die Stromversorgung bei einem Station-Blackout-Szenario aus, wird das Wasser passiv eingespeist durch einem im Containment untergebrachten Vorratstank bereitgestellt. Das Wasser verdampft langfristig und steigt im Containment nach oben auf und wird durch das passive Containmentkühlsystem kondensiert. Durch die Wärmetauscher des Passive Containment Cooling System im Kuppelbereich der Anlage wird die Wärme abgeführt und der Dampf kondensiert zu Wasser. Durch eine Auffangleitung unterhalb der passiven Wärmetauscher des Containmentkühlsystems wird das Wasser in einer höhenbezogen über dem Reaktordruckbeheälter gelegenen Auffangwanne geleitet, von wo aus es durch sein Eigengewicht passiv zum CIS-Flutbecken geleitet werden kann. Das Becken hat eine Fassungskapazität von 2200 Kubikmeter. Durch das Eigengewicht fließt das Wasser anschließend zurück in die Reaktorgrube um den Kreislauf erneut zu durchlaufen. In dem Fall, dass das Wasser aus dem IRWST nicht reicht, beispielsweise durch Verlust aufgrund einer Containmentleckage, besitzt das System einen zusätzlichen Anschluss außerhalb des Reaktorgebäudes, über den mit einem Feuerwehrtankwagen oder mit mobilen Pumpen zusätzliches Wasser in das System gepumpt werden kann.

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  Reactor Cavity Injection and Cooling System in den CGN-Varianten

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  Reactor Cavity Injection and Cooling System in den CNNC-Varianten

Steuerungstechnik

Im Normalbetrieb wird die Leistung des Reaktors über die Borkonzentration im Primärkühlmittel reguliert. Die Steuerstabgruppe R übernimmt dabei die automatische Regelung um Reaktivitätsschwankungen durch den Dopplereffekt und Temperaturschwankungen bezüglich der axialen Leistungsverteilung auszuregeln. Die Gruppen G1, G2, N1 und N2 dienen zur Leistungskompensation. Das Ende des Kernbrennstoffzyklus ist erreicht, wenn die Borsäurekonzentration im Kern einen Anteil von 10 Parts per million erreicht, das heißt das natürliche Level des Bor. Es ist anschließend möglich in einen Streckbetrieb überzugehen. Die Zielverfügbarkeit des Hualong One wird mit gleich oder mehr als 90 % angegeben. Ausgelegt ist der Reaktor sowohl für den Grundlastbetrieb, als auch für die Lastfolge. Der normale Betriebsmodus des Hualong One ist der Mode G, damit die Lastfolge. In der Volksrepublik China gab es allerdings nur relativ wenig praktische Erfahrung damit in Kernkraftwerken, sowohl auf der technologischen Seite, als auch bei der Erfahrung der Operatoren. Dies hängt vornehmlich damit zusammen, dass die Kernkraftwerke in China zumeist voll ausgelastet sind und selten der Bereich erreicht wurde, in denen die Anlagen ähnlich den französischen und russischen Anlagen in der Lastfolge fahren mussten.

Standard-Version Steuergruppen:
     - 108 Brennelemente
 SA  - 009 Abschaltgruppe A
 SB  - 008 Abschaltgruppe B
 SC  - 008 Abschaltgruppe C
 SD  - 008 Abschaltgruppe D
 N1  - 004 Leistungsbank N1
 N2  - 008 Leistungsbank N2
 G1  - 008 Leistungsbank G1
 G2  - 008 Leistungsbank G2
 R  - 008 Dopplerbank R

Die Fahrweise des Hualong One in der Lastfolge ist nur während 85 % des laufenden Kernbrennstoffzyklus ab Beginn vorgesehen zwischen 50 und 100 % der Nennleistung. Begrenzt ist er auf einen Lastfolgezyklus nach dem Schema 12-3-6-3 (12 Stunden Volllast, 3 Stunden abfahren, 6 Stunden auf Zielleistung <100 % und ≥50 % Leistung, 3 Stunden hochfahren) begründet durch die Xenonbildung und den berechneten Xenonabbau. Die Fahrweise gleicht in etwa derer, die auch in den französischen Anlagen des Typs Paluel 4-Loop eingesetzt wird. Der Reaktor wird in der Lastfolge vornehmlich mit den grauen Steuerstabbänken und der Borkonzentration im Primärkreiskühlmittel gefahren. Der Mode G erlaubt auf Anforderung schnelle Lastwechsel, sodass etwaige Defizite in der Energieerzeugung mit dem Reaktorblock ausgeregelt werden können. Ebenfalls ist das schnelle Anfahren auf Volllast möglich. Problematisch in Bezug auf die Xenonvergiftung ist der Betrieb des Blocks im Last- und Frequenzregelmodus gleichzeitig. Während die Lastfolge eine manuelle Operation ist, erfolgt die Frequenzregelung automatisch. Dies kann zu Xenonspitzen führen, die nicht ausgeregelt werden können, weshalb in der Folge die Lastfolgefähigkeit des Blocks eingeschränkt wird. Der Hualong One kann eine Leistungsrampe im Spitzenlastbereich (50 bis 100 % der Nennleistung) von bis zu 5 % der Nennleistung pro Minute (60 MW/min) fahren. Eine Leistungswechselstufe beträgt rund 10 % der Nennleistung (120 MW).

Eigens für das Training des Personals für den Hualong One wurde ein eigenes Trainingssystem entwickelt. Während die 2D-Darstellungen und Videos der traditionellen und weltweit verbreiteten Schulungsmethode bei der Komplexität für viele Studenten eine Lerngrenze bildet, wurde für den Hualong One ein System auf Basis einer Virtual Reality mit VR-Brillen des Typs HoloLens von Microsoft entwickelt. Hierdurch ist es möglich Systeme und Komponenten in Echtzeit mit VR-Brillen zu betrachten, Wartungsprozesse zu simulieren und durch Gestensteuerung in Prozesse einzugreifen. Dadurch soll der Lerneffekt erhöht werden und das Verständnis verbessert werden. Allerdings zeigt solch ein System auch seine Grenzen, da die Lichtverhältnisse und die tatsächlichen Verhältnisse am Standort und der Komponente nicht vollständig simuliert werden können. Neben dem verbesserten Verständnis ist daher eine praktische Lernperiode unerlässlich.

Für die Steuerungstechnik kommt für alle Varianten des Hualong One ein vollständig digitales Steuersystem zum Einsatz. Um den Kriterien von modernen Reaktoren zu entsprechen erfolgt in Störsituationen die Steuerung der Anlage über 30 Minuten ohne Eingriff der Operatoren automatisch und kann sich 72 Stunden Autonom ohne Eingriff des Betriebspersonals regeln. Sowohl die China General Nuclear als auch die China National Nuclear Corporation haben für den Einsatz im Hualong One jeweils ein eigenes digitales Leittechniksystem im Einsatz, die in den nachfolgenden Abschnitten erläutert werden.

FirmSys (Harmonie)

Das digitale Kontrollsystem FimSys (Markenmname Harmonie [chinesisch 和睦]) wurde durch die China Techenergy Company, ein Subunternehmen der China General Nuclear, entwickelt. Die Arbeiten an dem System begannen im Jahr 2007. Bis 2010 wurde ein erster Prototyp des Leittechniksystems gebaut. Die Prüfung fand zunächst in der Volksrepublik China statt und wurde im September 2011 durch das in Garching ansässige Institut für Sicherheitstechnologie des TÜV Rheinland unabhängig begutachtet. Nach einer Prüfdauer von drei Jahre bescheinigte das Institut für Sicherheitstechnologie dem Leittechniksystem FirmSys die Übereinstimmung mit den internationalen Bestimmungen für Leittechniksysteme mit dem Einsatzbereich in Kernkraftwerken. Am 13. Juli 2016 wurde bekanntgegeben, dass eine Kontrolle des Leittechniksystems durch die IAEA in einem unabhängigen Review erfolgte und das Design im Resultat den Ansprüchen der IAEA-Sicherheitsanforderungen entsprach. Mit der Zulassung wurden bestehende Anlagen der China General Nuclear teilweise mit FirmSys nachgerüstet, sowie für den Einsatz in den Reaktoren des Typs ACPR1000 in den Blöcken Yangjiang 5 und 6, Hongyanhe 5 und 6 und Tianwan 5 und 6 bestimmt. Ebenfalls eingesetzt wird FimSys in den Reaktoren des Typs Hualong One der China General Nuclear, dabei erstmals in den Blöcken Fangchenggang 3 und 4. Abseits von Druckwasserreaktoren befindet sich FirmSys auch im HTR-PM200 im Kernkraftwerk Shidaowan im Einsatz. Als ersten Export des Leittechniksystems wurde die China General Nuclear beauftragt die Leittechniksektion für die Dieselgeneratoren von Hinkley Point C (UK-EPR) mit FirmSys auszustatten. Für den Einsatz in chinesischen Anlagen liegen die Kosten von FirmSys knapp 45 Millionen Dollar niedriger, als bei dem Einsatz eines importierten Leittechniksystems.

FirmSys ist in der Architektur ähnlich dem Leittechniksystem Teleperm XS von Framatome und basiert ebenfalls auf den Einsatz von Mikroprozessoren. Entsprechend ist auch der Aufbau der Mensch-Maschine-Schnittstelle zu den Aufbauten der Schaltwarten der unter Framatome-Lizenz gebauten Reaktoren CPR-1000 ähnlich. So ist das in Frankreich etablierte Farbschema Rot für Alarmmeldungen und Grün für Normalbedingungen oder Betriebsbedingungen im Einsatz (Invertiert im Vergleich zum Westinghouse-System). FirmSys ist vornehmlich für die Ausführung der nuklearen Leittechnik vorgesehen. Für die weniger sicherheitsrelevanten Anlagenteile wird das Leittechniksystem SpeedyHold und für nicht sicherheitsrelevante Bereiche HOLLiAS-N verwendet, die ebenfalls von der China General Nuclear selbst entworfen wurden. Diese Systeme befinden sich in Vorgängerbaulinien der China General Nuclear bereits erprobt im Einsatz. Die Architektur der beiden Hualong One im Kernkraftwerk Fangchenggang ist standardisiert und wird so ebenfalls im UK-HPR1000 eingesetzt. Die Systeme entsprechen den IAEA-Anforderungen und den IEC-Normen.

NASPIC (Longlin)

Mit dem Hualong One seitens der China National Nuclear Corporation wurde ein vollständig selbst entwickeltes vollständig digitales Kontrollsystem mit der Bezeichnung NASPIC (Nuclear Advanced Safety Platform of I&C) eingeführt. Die Entwicklung des Leittechniksystems unter dem Markennamen Longlin (chinesisch 龙鳞 für Drachenschuppe) begann im Jahr 2013. Bei NASPIC handelt es sich um ein Leittechniksystem, das sowohl aus der zivilen als auch militärischen Nutzung hervorging. Die ursprüngliche Technologie wurde 1988 für Qinshan II vom China Nuclear Power Research and Design Institute entworfen. Beim Einsatz zeigten sich aufgrund des militärischen Hintergrunds dieses Systems allerdings Probleme beim zivilen Einsatz. Leittechniksysteme für Kernkraftwerke in der Volksrepublik China wurden daher seitens der China National Nuclear Corporation bis 2016 aus dem Ausland bezogen. Parallel dazu hatte die China General Nuclear mit ihrem FirmSys-Leittechniksystem bereits ein eigenes System entwickelt, weshalb die China National Nuclear Corporation entschied mit dem China Nuclear Power Research and Design Institute ein eigenes Design mit eigenen geistlichen Rechten ein Design zu entwerfen. Während der Entwicklung von NASPIC stellte sich die Arbeit allerdings als komplizierter heraus als angenommen. So waren die ersten Entwürfe des Systems für den Einsatz im Nuklearbereich unzureichend. Dies hing vor allem damit zusammen, dass das alte Leittechniksystem des China Nuclear Power Research and Design Institute nur eine geringere Genauigkeit aufweisen konnte, da damals technisch nicht mehr möglich war. Hinsichtlich moderner Anwendungen in fortschrittlichen Kernkraftwerken muss allerdings die Genauigkeit um den Faktor 3,5 größer sein. Sowohl die Anzahl der Messpunkte und die geforderte Qualität eines solchen Systems waren viel anspruchsvoller als in den 1980er Jahren. Aufgrund der Komplexität, um die Entwicklungsdauer nicht verlängern zu müssen, wurde das Forschungs- und Entwicklungsteam auf 700 bis 800 Personen aufgestockt und die Arbeitszeit auf 6 Tage pro Woche und mindestens 11 Stunden pro Tag angehoben.

Die finanziellen Mittel für die Entwicklung von NASPIC waren begrenzt, weshalb das China Nuclear Power Research and Design Institute rund 200 Millionen Yuan aus eigenen Mitteln zuschoss. Die Entwicklung dauerte insgesamt fünf Jahre. Ein Prototypsystem wurde 2018 der National Nuclear Safety Administration zur Prüfung übergeben. Die Schaltanlagen wurden dabei Erdbebentests unterzogen um deren Standfestigkeit nachzuweisen. Sowohl die technische Analyse als auch die physische Analyse bestand das Leittechniksystem. Mit dem Abschluss der Entwicklung wurde die Abteilung für die Leittechnikentwicklung am China Nuclear Power Research and Design Institute dauerhaft auf 300 Mitarbeiter aufgestockt. Das Leittechniksystem selbst ist sowohl im zivilen als auch militärischen Bereich anwendbar. Primäreinsatzziel war die Anwendung in Kernkraftwerken des Typs Hualong One, kann allerdings auch in abgewandelter Form in anderen Leistungsreaktoren, kleinen modularen Reaktoren und in Forschungsreaktoren eingesetzt werden. Nach zwei Jahren Prüfung des Leittechniksystem wurde am 30. November 2018 die Design- und Herstellungslizenz seitens der National Nuclear Safety Administration erteilt. Das System hat eine Lokalisierungsrate von 100 %, damit erfolgt die vollständige Fertigung des Systems in der Volksrepublik China.

Architektur von NASPIC im Hualong One:
     - Feste Verdrahtung
     - Punkt-zu-Punkt-Glasfaserverbindung
     - Überwachungsnetzwerk
     - Glasfaser-Steuerleitung
     - Wartungsnetzwerk
     - Logik-Division A
     - Logik-Division B
     - Sicherheitskanal I
     - Sicherheitskanal II
     - Sicherheitskanal III

NASPIC bedient hauptsächlich die Sicherheitsfunktionen der Reaktoranlage und bietet die Überwachung von Parametern an. Dadurch ein es voll digitalisiertes System ist, findet die Bedienung der Reaktoranlage nur digital statt über die digitalen Oberflächen auf den Wartenbildschirmen. Ein Schaltpult existiert nur für die Bedienung der Notfunktionen in der Schaltwarte und in der Notschaltwarte des einzelnen Blocks. NASPIC teilt sich in zwei Bereiche auf: Die nicht sicherheitsrelevante Logik-Divisionen, die zwei Kanäle besitzt (A und B), sowie die sicherheitsrelevante Logikgruppen mit drei Kanälen (IP, IIP, IIIP), die dreifach redundant ausgeführt ist und bei Abweichungen der Parameter die Notabschaltung des Reaktors und Blocks ausführt. Die manuellen und automatische Eingaben in das System werden vor Übermittlung durch die Sicherheitsantriebsysteme geprüft mit einer Gesamtredundanz von 2×(2×50) % und anschließend durch ein NOR-Logikgatter auf Konsistenz zu den Systemen zueinander innerhalb eines Strangs geprüft. Nur wenn die Parameter übereinstimmen, gibt es die Freigabe zum Fahren von Aktoren. Die Reihenfolge der Fahrweise der einzelnen Aktoren wird durch ein Prioritätsmanagement festgelegt. Die gesammelten Daten aus der Anlage werden in den Datenübertragungseinheiten erfasst und kalkuliert. Hierzu kommen mehrere Prozessorensysteme zum Einsatz, die diese Werte für die Anzeige auf den Wartenbildschirmen aufbereitet. Dadurch soll der Datenfluss der Logikeinheiten entlastet werden, sodass deren Ausführungszeit eines Prozesses nicht beeinflusst wird. Dies ist ein Merkmal von NASPIC, da andere Leittechniksysteme die Datenverarbeitung in den gleichen Prozessoren durchführen, die für die sicherheitsrelevante Verarbeitung eingesetzt werden. Dies betrifft alle bisher in der Volksrepublik China eingesetzten Leittechniksysteme des Typs Meltac-N von Mitsubishi, Teleperm XS von Framatome, Tricon von Invensys und Common Q von Westinghouse. Durch die Verarbeitung auf dem gleichen Prozessor werden zwar Schaltschänke für die Leittechnik eingespart, allerdings besteht die Gefahr, dass die Latenzzeit zwischen Datenverarbeitung und Datenübertragung größer wird. Diese Gefahr besteht bei NASPIC nicht.

Die Auslegung von NASPIC ist am den GB-, IEEE- und IEC-Standards orientiert, womit es international exportiert werden kann. Für Übungssituationen in Simulatoren bietet NASPIC einen entscheidenden Vorteil- Während bisherige Simulatoren eher eine übersetzte Simulation sind, das bedeutet nicht alle Subsysteme sind 1:1 nachgebildet und deren Verarbeitung nur durch einfache Skripte ersetzt werden, bietet NASPIC die Möglichkeit eine vollständige Emulation an. Das bedeutet, dass nicht nur die eigentliche Betriebssimulation das Kernkraftwerk simuliert, sondern das Prozesssystem vollständig dem Original nacharbeitet, da sämtliche Hardwarekomponenten tatsächlich vorhanden sind.

Versionen

Entwicklung der Druckwasserreaktoren in China
     - Hauptentwicklung
     - Nebenentwicklung
     - Gestoppte Entwicklung

Insgesamt gibt es 7 Versionen des Hualong One, von denen eine Variante verworfen wurde. Die Versionen unterscheiden sich sowohl in den Parametern als auch in der Anlagenkonfiguration. Je nach Markt, in dem der Reaktor eingesetzt wird, kann ein Reaktormodell einen Vor- oder Nachteil haben. Hierzu ist jeweils eine Einzelbewertung der Situation notwendig. Die angeführten Parameter können sich aufgrund der Wahlmöglichkeit verschiedener Einzelkomponenten je nach Hersteller (z.B. Hauptumwälzpumpen, Turbinen- und Kraftanlage) und der Standortwahl unterscheiden, da die Blockleistung nicht fest gewährleistet angeboten wird. Die Basisvarianten der China General Nuclear und der China National Nuclear Corporation entsprechen den Demonstrationsblöcken Fangchenggang 3 und 4 sowie Fuqing 5 und 6. Die beiden Exportblöcke Karatschi 2 und 3 entsprechen der Basisvariante der China National Nuclear Corporation, sind allerdings in ihren Parametern reduziert, was historisch bedingt ist. In der Volksrepublik China wurden alle nachfolgenden Blöcke mit einer Standardvariante ausgestattet, die dem Fusionsprojekt der China General Nuclear und China National Nuclear Corporation entsprechen. Dies ist der Serientyp des Hualong One und weitestgehend, trotz der baulichen Unterschiede, in ihrer Basisauslegung im Reaktorsystem identisch, jedoch mit leicht abweichenden Parametern. Für den Export nach Europa wurden die Varianten EU-HPR1000 für die europäische Union und UK-HPR1000 für das Vereinigte Königreich entwickelt.

Die generelle Entwicklung des Hualong One basiert praktisch auf allen serienmäßig gebauten Reaktorblöcken in der Volksrepublik China der Generation II. Über die Baulinien hinweg wurde insbesondere der Lieferanteil schrittweise stärker lokalisiert durch Aneignung der entsprechenden Fertigungspraktiken von Unternehmen aus dem Ausland, oder durch Etablierung einer eigenen Fertigungsweise. Der Hualong One basiert so gesehen zwar auf den Erfahrungen mit den älteren Reaktormodellen, hat mit diesen in der technologischen Herstellung jedoch keine Gemeinsamkeiten mehr, sodass das geistige Eigentum praktisch in chinesischen Besitz ist.

CGN

Die Basisversion der China General Nuclear ist als Einzelblockanlage ausgeführt und ist mit einer Redundanz der Sicherheitssysteme von N+2 ausgeführt. Die Standzeit wird mit 60 Jahren angegeben. Die Basisdaten der CGN-Variante sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen:

CGN Hualong One (Generation III+)
Kraftwerk		Reaktor		Primärkreis		Turbosatz
Leistung (G):	1180 MWel	Leistung:	3150 MWth	Schleifen:	3 stck.	Anzahl	1 stck.
Leistung (N):	1000 MWel	Eintrittstemperatur:		Betriebsdruck:	155 bar	Hochdruckteile:	1 stck.
Eigenbedarf:	180 MWel	Austrittstemperatur:		Pumpenvolumenstrom:	2,32 m³/s ×3	Niederdruckteile:	2 stck.
Wirkungsgrad:	31,7 %	Höhe des Kerns:	3,6576 m	Pumpenleistung:	6,6 MW ×3	Aufbau:	HD+ND+ND+G
Querbeschleunigung:	0,3 g	Durchmesser des Kerns:	3,23 m	Wärmetauscherfläche:	6494 m² ×3	Rotation:	1500 U/min
Containment		Abbrand:		Sekundärkreis		Generator
Anzahl der Einschlüsse:	2 stck.	- 109 Brennelemente (BE)       - 068 BE mit Steuerstäbe		Betriebsdruck:	68 bar	Anzahl:	1 stck.
Einschlusstyp:	Doppelcontainment			Speisewassertemp.:	226 °C	Scheinleistung:
Auslegungsdruck:	5 bar			Dampftemperatur:	280,9 °C	Effektivleistung:	1200 MWel
Gebäudewandstärke:	1,3 + 1,8 m			Dampfmassenstrom:	2039 t/h ×3	Arbeitsspannung:	24 kV

CNNC

Die CNNC-Variante ist in der Auslegung praktisch gleich der des ACP1000. Dies wurde auch von Brancheninternen in der Volksrepublik China kritisiert, da man hiermit keine neuen Technologien einführt, sondern lediglich eine Art Rebranding vornimmt. Die Anlage ist als Einzelblockanlage aufgeführt mit einer Redundanz der Sicherheitssysteme in der Konfiguration N+1. Abweichend von den Standardparametern, trotz der Baugleichheit der Version, sind die Reaktorblöcke Karatschi 2 und 3, die original noch als ACP1000 bestellt wurden und daher in ihren Leistungsparametern reduziert wurden. Im Gegensatz zu den in China im Einsatz befindlichen Blöcken dieser Version sind die Blöcke in Pakistan mit einer modifizierten Steuerung für die Lastfolge stärker optimiert worden. Die Standzeit wird mit 60 Jahren angegeben. Die Basisdaten der CNNC-Variante sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen:

CNNC Hualong One (Generation III+)
Kraftwerk		Reaktor		Primärkreis		Turbosatz
Leistung (G):	1150 MWel	Leistung:	3050 MWth	Schleifen:	3 stck.	Anzahl	1 stck.
Leistung (N):	1075 MWel	Eintrittstemperatur:	291,5 °C	Betriebsdruck:	155 bar	Hochdruckteile:	1 stck.
Eigenbedarf:	75 MWel	Austrittstemperatur:	328,5 °C	Pumpenvolumenstrom:	2,2 m³/s ×3	Niederdruckteile:	2 stck.
Wirkungsgrad:	35,2 %	Höhe des Kerns:	3,6576 m	Pumpenleistung:	6,6 MW ×3	Aufbau:	HD+ND+ND+G
Querbeschleunigung:	0,3 g	Durchmesser des Kerns:	3,23 m	Wärmetauscherfläche:	6494 m² ×3	Rotation:	1500 U/min
Containment		Abbrand:		Sekundärkreis		Generator
Anzahl der Einschlüsse:	2 stck.	- 116 Brennelemente (BE)       - 061 BE mit Steuerstäbe		Betriebsdruck:	68 bar	Anzahl:	stck. 1
Einschlusstyp:	Doppelcontainment			Speisewassertemp.:	226 °C	Scheinleistung:
Auslegungsdruck:	5 bar			Dampftemperatur:	280,9 °C	Effektivleistung:	1200 MWel
Gebäudewandstärke:	1,3 + 1,8 m			Dampfmassenstrom:	2039 t/h ×3	Arbeitsspannung:	24 kV

CGN- und CNNC-Standard

Bei dem Standardprojekt des Hualong One, offiziell Hualong One Fusionsprojekt (chinesisch ”华龙一号“融合首堆项目), handelt es sich um zwei Reaktormodelle, deren Systeme sich untereinander von den Parametern nicht mehr unterscheiden. Als generelles Standardprojekt dient das CNNC-Design mit den Referenzanlagen der Blöcke 1 und 2 im Kernkraftwerk Zhangzhou. Die China General Nuclear hat ihrerseits ihr eigenes CGN-Design im Layout beibehalten, jedoch die technischen Parameter ebenfalls angepasst. Die Referenzanlagen sind Block 1 und 2 im Kernkraftwerk Taipingling. Die Standardparameter umfassen eine höhere Leistung des Reaktorkerns mit 3180 MW, woraus eine höhere Blockleistung von 1200 MW elektrisch resultiert. Ebenfalls wurde das Steuerstablayout der standardisierten CNNC-Variante bei allen Blöcken eingesetzt und die Anzahl der Steuerstäbe auf 69 angehoben. Bei der CNNC-Standardvariante wurde hingegen für die Eigenbedarfsversorgung die Parameter der CGN-Varianten übernommen und die Arbeitsspannung von 6,6 kV in den Kernkraftwerken Fuqing und Karatschi auf 10 kV wie in Fangchenggang angehoben. Dies soll den Einsatz einer höheren Anzahl von identischen Komponenten ermöglichen. Im Gegensatz zu den Erstprojekten weist das Standardprojekt eine höhere Modularisierungsrate auf, sodass die Gesamtbauzeit reduziert werden kann bei gleichzeitig geringer anfallenden Bauzinsen. Im Gegensatz zu den vorherigen Einzelvarianten mit einer garantierten Mindeststandzeit von 60 Jahren, sind die Standardvarianten für eine Standzeit von mindestens 80 Jahren ausgelegt.

Die Basisdaten der CGN-Standardvariante sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen:

CGN-Standard Hualong One (Generation III+)
Kraftwerk		Reaktor		Primärkreis		Turbosatz
Leistung (G):	1200 MWel	Leistung:	3180 MWth	Schleifen:	3 stck.	Anzahl	1 stck.
Leistung (N):	1116 MWel	Eintrittstemperatur:	291,7 °C	Betriebsdruck:	155 bar	Hochdruckteile:	1 stck.
Eigenbedarf:	84 MWel	Austrittstemperatur:	330,5 °C	Pumpenvolumenstrom:	2,32 m³/s ×3	Niederdruckteile:	2 stck.
Wirkungsgrad:	35,1 %	Höhe des Kerns:	3,6576 m	Pumpenleistung:	6,6 MW ×3	Aufbau:	HD+ND+ND+G
Querbeschleunigung:	0,3 g	Durchmesser des Kerns:	3,23 m	Wärmetauscherfläche:	6494 m² ×3	Rotation:	1500 U/min
Containment		Abbrand:	46,8 GWd/t	Sekundärkreis		Generator
Anzahl der Einschlüsse:	2 stck.	- 108 Brennelemente (BE)       - 069 BE mit Steuerstäbe		Betriebsdruck:	68 bar	Anzahl:	1 stck.
Einschlusstyp:	Doppelcontainment			Speisewassertemp.:	226 °C	Scheinleistung:	1339 MVA
Auslegungsdruck:	5 bar			Dampftemperatur:	280,9 °C	Effektivleistung:	1220 MWel
Gebäudewandstärke:	1,3 + 1,8 m			Dampfmassenstrom:	2039 t/h ×3	Arbeitsspannung:	24 kV

Die Basisdaten der CNNC-Standardvariante sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen:

CNNC-Standard Hualong One (Generation III+)
Kraftwerk		Reaktor		Primärkreis		Turbosatz
Leistung (G):	1212 MWel	Leistung:	3180 MWth	Schleifen:	3 stck.	Anzahl	1 stck.
Leistung (N):	1126 MWel	Eintrittstemperatur:	291,2 °C	Betriebsdruck:	155 bar	Hochdruckteile:	1 stck.
Eigenbedarf:	86 MWel	Austrittstemperatur:	328,8 °C	Pumpenvolumenstrom:	2,2 m³/s ×3	Niederdruckteile:	2 stck.
Wirkungsgrad:	35,4 %	Höhe des Kerns:	3,6576 m	Pumpenleistung:	6,6 MW ×3	Aufbau:	HD+ND+ND+G
Querbeschleunigung:	0,3 g	Durchmesser des Kerns:	3,23 m	Wärmetauscherfläche:	6494 m² ×3	Rotation:	1500 U/min
Containment		Abbrand:		Sekundärkreis		Generator
Anzahl der Einschlüsse:	2 stck.	- 108 Brennelemente (BE)       - 069 BE mit Steuerstäbe		Betriebsdruck:	68 bar	Anzahl:	1 stck.
Einschlusstyp:	Doppelcontainment			Speisewassertemp.:	226 °C	Scheinleistung:	1339 MVA
Auslegungsdruck:	5 bar			Dampftemperatur:	280,9 °C	Effektivleistung:	1220 MWel
Gebäudewandstärke:	1,3 + 1,8 m			Dampfmassenstrom:	2039 t/h ×3	Arbeitsspannung:	24 kV

UK-HPR1000 (CGN)

Der UK-HPR1000 ist eine für das Vereinigte Königreich angepasste Variante der CGN-Basisversion der Blöcke Fangchenggang 3 und 4. Das Generic Design Assesment wurde am 19. Januar 2017 gestartet und am 7. Februar 2022 erfolgreich abgeschlossen. Damit wurde das Design genehmigt. Eingesetzt werden soll der Typ im Kernkraftwerk Bradwell B. Die Basisdaten des UK-HPR1000 sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen:

UK-HPR1000 (Generation III+)
Kraftwerk		Reaktor		Primärkreis		Turbosatz
Leistung (G):	1180 MWel	Leistung:	3150 MWth	Schleifen:	3 stck.	Anzahl	1 stck.
Leistung (N):	1000 MWel	Eintrittstemperatur:	289,5 °C	Betriebsdruck:	155 bar	Hochdruckteile:	1 stck.
Eigenbedarf:	180 MWel	Austrittstemperatur:	324,5 °C	Pumpenvolumenstrom:	2,36 m³/s ×3	Niederdruckteile:	2 stck.
Wirkungsgrad:	31,7 %	Höhe des Kerns:	3,6576 m	Pumpenleistung:	6,6 MW ×3	Aufbau:	HD+ND+ND+G
Querbeschleunigung:	0,3 g	Durchmesser des Kerns:	3,23 m	Wärmetauscherfläche:	6494 m² ×3	Rotation:	1500 U/min
Containment		Abbrand:	52 GWd/t	Sekundärkreis		Generator
Anzahl der Einschlüsse:	2 stck.	- 109 Brennelemente (BE)       - 068 BE mit Steuerstäbe		Betriebsdruck:	68 bar	Anzahl:	1 stck.
Einschlusstyp:	Doppelcontainment			Speisewassertemp.:	228 °C	Scheinleistung:
Auslegungsdruck:	5 bar			Dampftemperatur:	280,9 °C	Effektivleistung:
Gebäudewandstärke:	1,3 + 1,8 m			Dampfmassenstrom:	2039 t/h ×3	Arbeitsspannung:

EU-HPR1000 (CGN)

Für den Einsatz in der europäischen Union hat die China General Nuclear auf Basis des CGN-Basisdesigns den EU-HPR1000 entwickelt, der den EUR-Vorgaben voll entspricht. Das Design wurde im August 2017 zur Prüfung auf die European Utility Requirements (EUR) eingereicht und durch die EUR-Mitglieder ČEZ, Électricité de France, Forum, Energoatom, GEN Energija, der Nuclear Research and Consultancy Group, Paks II Limited, Preussen Elektra, Rosenergoatom und Tractebel geprüft. Im November 2020 wurde der EU-HPR1000 für den Einsatz in der Europäischen Union zertifiziert. Die Basisdaten des EU-HPR1000 sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen:

EU-HPR1000 (Generation III+)
Kraftwerk		Reaktor		Primärkreis		Turbosatz
Leistung (G):	1200 MWel	Leistung:	3180 MWth	Schleifen:	3 stck.	Anzahl	1 stck.
Leistung (N):	1090 MWel	Eintrittstemperatur:		Betriebsdruck:	155 bar	Hochdruckteile:	1 stck.
Eigenbedarf:	110 MWel	Austrittstemperatur:		Pumpenvolumenstrom:	2,36 m³/s ×3	Niederdruckteile:	2 stck.
Wirkungsgrad:	38 %	Höhe des Kerns:	3,6576 m	Pumpenleistung:	6,6 MW ×3	Aufbau:	HD+ND+ND+G
Querbeschleunigung:	0,3 g	Durchmesser des Kerns:	3,23 m	Wärmetauscherfläche:	6494 m² ×3	Rotation:	1500 U/min
Containment		Abbrand:	52 GWd/t	Sekundärkreis		Generator
Anzahl der Einschlüsse:	2 stck.	- 109 Brennelemente (BE)       - 068 BE mit Steuerstäbe		Betriebsdruck:	68 bar	Anzahl:	1 stck.
Einschlusstyp:	Doppelcontainment			Speisewassertemp.:	228 °C	Scheinleistung:
Auslegungsdruck:	4,20 bar			Dampftemperatur:	280,9 °C	Effektivleistung:
Gebäudewandstärke:	1,2 + 1,8 m			Dampfmassenstrom:	2039 t/h ×3	Arbeitsspannung:

ACC1000

Der ACC1000 war das erste standardisierte Design, das seitens der China National Nuclear Corporation und der China General Nuclear im Januar 2014 angekündigt wurde. Dass das Design nicht realisiert wurde, lag an zwei Ursachen. Die erste Ursache war, dass China General Nuclear das Design des ACPR1000+ zu diesem Zeitpunkt noch nicht fertig entwickelt hatte und daher die Entwicklung des ACC1000 nicht starten konnte, da der Reaktor vornehmlich auf diesem Design vom Layout basieren sollte. Die zweite Ursache war die Ablehnung des Designs seitens der National Energy Administration. In der Folge wurde die Entwicklung eines standardisierten Reaktors und damit des ACC1000 vorerst abgebrochen. Der ACC1000 war vorgesehen mit drei Sicherheitsdivisionen und den generellen Eigenschaften, die andere Hualong-Reaktoren teilen, darunter der Reaktorkern, die gleiche Leittechnik des Typs FirmSys die in den CGN-Anlagen installiert wird, sowie einer Lokalisierung von 85 % bis später 95 % bei den Serienblöcken. Im Gegensatz zu den anderen Hualong-Modellen sollte allerdings ein Brennstoffzyklus zwischen 18 und 24 Monate möglich sein bei einem Kapazitätsfaktor von knapp 93 %. Der Marktanteil dieses Reaktormodells wurde allerdings 2014 auf höchstens 2 % geschätzt. Das Modell war deshalb eigentlich nur für den Export vorgesehen.

Generelle technische Daten des ACC1000 sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

ACC1000 (Generation III+)
Kraftwerk		Reaktor		Primärkreis		Turbosatz
Leistung (G):	1150 MWel	Leistung:	3100 MWth	Schleifen:	3 stck.	Anzahl
Leistung (N):	1000 MWel	Eintrittstemperatur:		Betriebsdruck:		Hochdruckteile:
Eigenbedarf:	150 MWel	Austrittstemperatur:		Pumpenvolumenstrom:	×3	Niederdruckteile:
Wirkungsgrad:	38 %	Höhe des Kerns:	3,6576 m	Pumpenleistung:	×3	Aufbau:
Querbeschleunigung:	0,3 g	Durchmesser des Kerns:	3,23 m	Wärmetauscherfläche:		Rotation:
Containment		Abbrand:		Sekundärkreis		Generator
Anzahl der Einschlüsse:	2 stck.	- 177 Brennelemente		Betriebsdruck:		Anzahl:
Einschlusstyp:	Doppelcontainment			Speisewassertemp.:		Scheinleistung:
Auslegungsdruck:				Dampftemperatur:		Effektivleistung:
Gebäudewandstärke:				Dampfmassenstrom:		Arbeitsspannung:

Bau und Konstruktion

Für den Hualong One werden Bautechniken angewendet, die dem Stand der Technik in der internationalen Kerntechnik entsprechen. Einige gehen sogar drüber hinaus und setzen neue Maßstäbe im Reaktorbau. Im Jahr 2020 wurde vom Ministerium für Industrie und Informationstechnik die Entwicklung einer einheitlichen gemeinsamen Datenplattform für den Hualong One eingefordert, um den gesamten Lebenszyklus der Anlage analysieren und bewerten zu können. Hintergrund waren Probleme der Vergangenheit aufgrund verschiedener und inkompatibler Systemlösungen, die bei der Planung und dem Bau des Gesamtprojekts zu Problemen führte. Am 12. August 2022 ging die Datenplattform Smart Hualong (chinesisch 智慧华龙) der China National Nuclear Corporation online und wird erstmals für das Kernkraftwerk Zhangzhou angewendet. Die Software-Lösung wurde von der Tsinghua-Universität entwickelt im Auftrag für die CNNC Engineering, CNNC 23, CNNC 24, CNNC 5 und die China National Nuclear Corporation selbst. Dadurch war es möglich nicht nur die Daten der Blöcke abzugleichen, sondern auch zu erwartende technische Probleme für andere Hualong One-Anlagen vorherzusagen, als auch digitale Zwillinge der Blöcke anzulegen. Die China General Nuclear hat ihre eigene digitale Plattform entwickelt und wendet diese seit dem 13. Juni 2018 erstmals für das Kernkraftwerk Taipingling an. Die Datenbank beinhaltet rund 77.000 Datensätze für Anlagenkomponenten in 2000 Subkategorien.

Für den Bau der Hualong-FOAK-Anlagen waren ursprünglich 62 Monate angesetzt. Durch die COVID-19-Pandemie konnte dieser Zeitplan für die Demonstrationsblöcke in Fuqing nicht eingehalten werden, sodass sich der Bau auf 68 Monate belief. Ähnliche Probleme weisen auch die Anlagen der China General Nuclear am Kernkraftwerk Fangchenggang auf, die zusätzlich durch eine Legionellen-Epidemie 2021 verzögert fertiggestellt wurden. Um die Bauzeit zu beschleunigen wurde insbesondere die Modularität des konventionellen Reaktorbaus des Hualong One optimiert. Auf Anfrage der State Nuclear Power Technology Corporation für den Bau der CAP1400-Anlagen entwickelte ab dem Jahr 2008 Zoomlion den Zoomlion Crawler Crane 3200 Tons Nuclear Plant (kurz ZCC3200NP). Der Kran wurde entwickelt, um die Modulbauweise des CAP1400 vollständig umzusetzen, insbesondere beim Heben schwerer Modulbauteile. Der Kran ist ausgelegt für das Heben von Lasten mit einem Gewicht von 3200 Tonnen mit einem maximalen Hubmoment von 82000 Metertonnen. Im Juli 2011 wurde der Kran erstmals öffentlich präsentiert. Am Tag seiner Einführung war der ZCC3200NP der größte Raupenkran in unkonventioneller Bauweise der Welt, allerdings stellte einen Tag später Sany den größere SCC8600TM vor, der ebenfalls für den Bau des CAP1400 entworfen wurde und brach den Rekord. Am 20. Dezember 2014 wurde der ZCC3200NP erstmals für das Heben der gesamten 500 Tonnen schweren Reaktorgebäudekuppel des Reaktorblocks Tianwan 4 im Reaktorbau verwendet. Die Kuppel hatte eine Höhe von 22 Meter und einen Durchmesser von 44 Meter.

Dadurch der Kran durch seine hohe Hebekapazität auch durch den Einsatz in Tianwan bewiesen hat, dass er in der Lage ist den konventionellen Reaktorbau mit niedriger Modularisierung bedeutend zu beschleunigen, wurde der ZCC3200NP auch zum elementaren Hubwerkzeug für den Bau der Hualong-One-Blöcke. Bei dem Demonstrationsblock Fuqing 5 wurde daher am 25. Mai 2017 im identischen Verfahren die gesamte Reaktorkuppel mit einem Gewicht von 340 Tonnen, 23,4 Metern Höhe und einem Durchmesser von 46,8 Metern im ganzem mit dem ZCC3200NP angehoben und auf dem Gebäude installiert. Durch die genaue Sensorik des Krans, die speziell für diese Hubarbeiten entwickelt wurde, liegt die Manövriergenauigkeit bei 2 Millimeter. Dabei ist der Kran insbesondere für den Einsatz im Kernkraftwerksbau ausgelegt, darunter besonders für die harschen Windbedingungen, die Küstenstandorte mit sich bringen. Für die folgenden Anlagen wurde der Bau der Hualong One weiter optimiert durch den Einsatz der Open-Top-Baumethode, bei der so viele vorgefertigte Teile und Hauptkomponenten, darunter der Reaktordruckbehälter und die Dampferzeuger, durch das offene Dach des Reaktorgebäudes mit dem ZCC3200NP eingehoben wurden. Dies verkürzte die Bauzeit der Anlagen. Durch die Optimierung des Hebeprozesses war es möglich die Kuppel von Zhangzhou 2 mit einem Gewicht von 522 Tonnen, einer Höhe von 23,4 Metern und einem Durchmesser von 45,8 Metern binnen drei Stunden und 20 Minuten vollständig auf das Gebäude zu heben. Verbesserungen fanden insbesondere durch einen größeren Hubradius statt, sowie modifizierte Schlingen des Hebezeugs. Das Einheben von Einzelkomponenten durch die Open-Top-Bauweise beschleunigt den Bau der Anlagen nachhaltig. So war es möglich innerhalb von 5 Tagen alle drei Dampferzeuger von Zhangzhou 2 in das Reaktorgebäude zu heben. Durch spezielle Hebezeuge und einer einfacheren Montage können zeitlich aufwändige Zusatzschritte umgangen werden.

Im Juli 2023 wurde von dem Baumaschinenunternehmen XCMG und der Zhangzhou Energy die Designabnahme für einen ultragroßen selbstfahrenden Turmdrehkran durchgeführt. Der Turmdrehkran XGT55000-800S, der auf den kleineren XGT15000-800S basiert, wurde ausschließlich für den Reaktorbau entwickelt und nutzt Features, die bereits der Kroll K-10000 für den Serienbau von Reaktoren in der Sowjetunion nutzt, darunter die Möglichkeit des Hebens von ganzen Gebäudenteilen und die Mobilität durch ein Schienensystem zwischen mehreren Blöcken. Der Kran soll ein maximales Nennhubmoment von 55.000 Metertonnen haben und eine maximale Tragfähigkeit von 800 Tonnen, was ihm zum größten Turmdrehkran weltweit macht. Ein erster Kran dieses Typs soll für den Bau des zweiten Bauabschnitts (Block 3 und 4) im Kernkraftwerk Zhangzhou eingesetzt werden, wo dessen Leistungsfähigkeit demonstriert werden soll. Die Entwicklung des Turmdrehkrans begann 2022 und die Produktion des ersten Krans ist seit Dezember 2022 im Gange.

Um den Bau des Reaktorgebäudes zu beschleunigen wurde im Auftrag der China General Nuclear durch die China Construction Third Engineering Bureau eine Allwetterbauplattform entwickelt die es ermöglichen soll, den Bau der Reaktorgebäudeinbauten parallel zum Reaktorgebäude durchzuführen. Der Ersteinsatz dieser Allwetterbauplattform wurde für Block 6 des Kernkraftwerks Lufeng angesetzt.

Sowohl die China General Nuclear als auch die China National Nuclear Corporation verwenden ihr eigenes Anlagen- und Betriebsmittelkennzeichnungssystem. Diese sind nicht kompatibel mit den bisher eingesetzten Systemen und dem standardisierten und genormten Kraftwerks-Kennzeichnungssystem (KKS bzw. RDS-PP).

CGN, UK-HPR1000 und EU-HPR1000

Grundriss eines CGN Hualong One. Mit Klick auf ein entsprechendes Gebäude oder Gebäudeteil springt der Bildschirm zum entsprechenden Absatz. Ohne Klick wird lediglich die Gebäudebezeichnung angezeigt.

Der Aufbau des CGN-Designs und des UK-HPR1000 ist identisch. Aufgebaut ist die Anlage in einer Einzelblockkonfiguration und teilt sich auf in die nukleare Insel und die konventionelle Insel, die baulich voneinander getrennt sind um einen entsprechenden Brandschutz zu bieten, die Trennung der Arbeitsbereiche des Personals zu gewährleisten und zum Schutz vor Einwirkungen von außen wie das Einschlagen von Geschossen. Hierdurch soll eine Minimierung der Einwirkung eines Zwischenfalls in einen Teil der Anlagen auf einen anderen Teil gewährleisten. Die nukleare Insel setzt sich aus dem Reaktorgebäude, sowie die darum umgebenden Subdivisionen der Hilfs- und Sicherheitsstränge der Anlage, inklusive der in kleiner Entfernung befindlichen Dieselgeneratorgebäude, des Personalzugangsgebäudes und des Ausrüstungsgebäude zusammen. Separiert dazu umfasst die konventionelle Insel die Maschinenhalle mit der Turbine und sämtliche andere Nebengebäude.

Die nukleare Insel bilden das Reaktorgebäude (BRX), das Brennstoffgebäude (BFX) und die drei Sicherheitsgebäude (BSA, BSB, BSC), die auf einem gemeinsamen Fundament stehen und zur Verhinderung von Dehnungsfugen so kombiniert sind, dass bei Erdversatz durch Setzen des Gebäudes oder Erdbeben die Leitungen zwischen den Gebäuden nicht abreißen. Obwohl das nukleare Hilfsanlagengebäude (BNX), das Zugangsgebäude (BPX) und das Abfallbehandlungsgebäude (BWX) direkt an die nukleare Insel angrenzen, sind die Gebäude mit einem eigenen Fundament versehen und zu den jeweils angrenzenden Gebäude mit einem Abstand von 200 Millimeter errichtet.

Reaktorgebäude (BRX)

Das Reaktorgebäude besteht aus dem primären (inneren) und sekundären (äußeren) Containment. Das Gebäude ist von anderen Gebäuden umgeben und bildet den zentralen Teil der nuklearen Insel. Im Reaktorgebäude ist der gesamte Primärkreislauf untergebracht. Das primäre Containment hat vornehmlich die Aufgabe den Austritt von radioaktiven Stoffen zu verhindern. Es handelt sich dabei um ein Spannbetoncontainment mit einem Stahlliner auf der Innenseite. Das Containment hat einen Innendurchmesser von rund 45 Metern und eine Höhe von 68 Metern. Die Wandstärke beträgt 1,2 bis 1,3 Metern, sowie 1,0 Metern im Kuppelbereich. Die Vorspannung erfolgt durch getrennte vertikale und horizontale Spannseile auf zwei Spannseilgallerien, die sich am oberen und unteren Ende des Gebäudes befinden. Die Innenstrukturen, in denen der Primärkreislauf installiert ist, ist zum inneren Containment baulich getrennt und hat nur eine Verbindung im unteren Bereich des Gebäudes. Hierdurch wird eine seismische Entkopplung erreicht, sodass bei hohen Querbeschleunigungen die Kräfte nicht auf die innenliegenden Strukturen weitergegeben werden können. Der Innenaufbau ist aus Stahlbeton gefertigt und teilweise modular aufgebaut, für die mit Beton ausgegossene Plattenstrukturen eingesetzt werden. Das sekundäre Containment ist ein Stahlbetongebäude mit einer Wandstärke von 1,5 bis 1,8 Metern, eine Gesamthöhe von rund 70 Metern und einen Innendurchmesser von rund 51 Metern. Die Aufgabe dieses Containments ist es Einwirkungen von außen durch Explosionen, Flugzeugabstürze und Naturereignissen standzuhalten. Zusätzlich dient das sekundäre Containment als zweite Barriere gegen den Austritt von radioaktiven Stoffen, die sich bei Versagen des primären Containments im Ringraum ansammeln und dort gefiltert abgeführt werden können. Die Wandstärke des sekundären Containments ist primär so stark gegen die Einwirkung eines großen Verkehrsflugzeugs ausgelegt worden.

Sicherheitsgebäude (BSA, BSB, BSC)

In den Sicherheitsgebäuden sind die Komponenten der Sicherheitssysteme der Reaktoranlage untergebracht. Alle drei Divisionen sind auf einem Fundament mit den Abmaßen von 78,2×81,4 Metern untergebracht. Die Sicherheitsgebäude A und B haben eine Länge von 78,2 Metern, eine Breite von 20,6 Metern und eine Höhe von 39,6 Metern. Das Sicherheitsgebäude C hat eine Länge von 40,2 Metern, eine Breite von 38,45 Metern und eine Höhe von 43,4 Metern. Alle sind als Gebäude der Erdbebenklasse I ausgelegt und damit vollständig gegen Auslegungserdbeben geschützt. Im Gegensatz zu den Sicherheitsgebäuden A und B ist das Sicherheitsgebäude C zusätzlich gegen den Absturz eines Verkehrsflugzeug ausgelegt. Dies hängt unter anderem damit zusammen, dass sich im Gebäude der Division C die Blockschaltwarte und die Leittechnik der Anlage befindet.

Nukleares Hilfsanlagengebäude (BNX)

Das nukleare Hilfsanlagengebäude beinhaltet alle Subsysteme für den normalen Betrieb der Anlage. Dies beinhaltet die Behandlung des Kühlwassers und entsprechende Kühlwasservorratsbehälter, sowie die Behandlungssysteme für radioaktive Gase. Das Gebäude besteht aus zwei Bereichen, wobei Zone I (der größere Gebäudeteil) eine Länge von 43,2 Metern und eine Breite von 50,2 Metern aufweist. Die Gebäudehöhe liegt bei 31 Metern. Zone II (der kleinere Gebäudeteil) mit einen baulichen Abstand von 200 Millimeter weist eine Länge von 20,8 Metern, eine Breite von 32,1 Metern und eine Höhe von 20,45 Metern auf, wobei ein kleinerer Teil des Gebäudes eine geringere Höhe von 11,25 Metern aufweist.

Brennstoffgebäude (BFX)

Im Brennstoffgebäude befindet sich das Lagerbecken für abgebrannte Brennelemente und die Lagertanks des Emergency Boron Injection System. Das Gebäude hat eine Länge von 60,6 Metern, eine Breite von 36,95 Metern und eine Höhe von 42,5 Metern. Die Wandstärken des Gebäudes variieren zwischen 0,3 und 1,8 Metern. Die Zwischenböden haben eine Stärke von 0,4 bis 0,7 Metern und das Dach eine Stärke von 1,0 Metern. Das Brennstoffgebäude ist gegen den Absturz eines Verkehrsflugzeugs ausgelegt. Das im Gebäude befindliche Lagerbecken ist mit einer Edelstahlplattierung ausgekleidet um die Leckagefreiheit zu garantieren. Die Plattierung ist in der Betonwand verankert und hat keinerlei strukturelle Aufgabe. Der Betonguss des Lagerbeckens hat eine Wandstärke von 1,8 Metern für den Schutz der umliegenden Räume in dem Gebäude vor Strahlung zu gewährleisten, da die Abschirmung durch das Wasser seitlich kleiner ist als nach oben.

Notstrom-[SBO-]Dieselgeneratoren (BDA, BDB, BDC, [BDU, BDV])

Insgesamt gibt es fünf Dieselgeneratorhäuser, wobei mehrere Dieselgeneratoren eine gemeinsame bauliche Struktur bilden. Die Dieselgeneratoren BDA (Division A), BDC (Division C) und BDU (SBO-Division A) sind in einem gemeinsamen Gebäude mit einer Länge von 44,75 Metern und einer Breite von 26,0 Metern untergebracht. Die Dieselgeneratoren BDB (Division B) und BDU (SBO-Division B) sind in einem gemeinsamen Gebäude mit einer Länge von 28,9 Metern und einer Breite von 26 Metern untergebracht. Die Wandstärken der Gebäude liegen zwischen 0,3 und 0,8 Metern, während das Fundament eine Stärke von 1,0 Metern aufweist. Obwohl es sich um ein Gebäude handelt, sind die Dieselgeneratoren einzeln durch Wände ohne etwaige Durchführungen und Ausschnitte räumlich voneinander getrennt.

Zugangsgebäude (BPX)

Das Zugangsgebäude umfasst die Einrichtungen für das Betreten des Personals in den Block. Dies beinhaltet einerseits die Zugangskontrolle mit Drehkreuzen, Scangeräte für die Kontrolle der mitgeführten Taschen, Ganzkörperscanner sowie Kontaminationskontrollen. Außerdem befinden sich in dem Gebäude für den Zugang zum Kontrollbereich die entsprechenden Umkleideräume.

Ausrüstungsgebäude (BEX)

Das Ausrüstungsgebäude ist im Wesentlichen die Krananlage zum Ein- und Ausschleusen von Equipment von und zum Reaktorgebäude. Das Gebäude ist mit einem Kran ausgestattet, mit dem Komponenten oder Beladebehälter auf die Ebene der Materialschleuse des Sicherheitsbehälters gehoben werden.

Abfallbehandlungsgebäude (BWX)

Das Abfallbehandlungsgebäude beinhaltet Behandlungsanlagen von festen schwach- und mittelradioaktiven Abfällen und ist nicht in jeden Block Standard. Ein Abfallbehandlungsgebäude kann jeweils zwei Blöcke bedienen, daher ist bei einer Einzelblockanlage der Einsatz eines Gebäudes ein Muss. Bei einer Doppelblockanlage reicht es aus, wenn einer von zwei Blöcken das Gebäude beinhaltet. Das Abfallbehandlungsgebäude hat eine Länge von 48,5 Metern und eine Breite von 44,7 Metern. Die Gebäudewandstärke variiert zwischen 0,3 und 0,9 Metern.

Zusatzkühlungs- und Feuerlöschwasserpumpenhaus (BEJ)

Das Zusatzkühlungs- und Feuerlöschwasserpumpenhaus beinhaltet die Pumpen des Extra Cooling Systems und Einrichtungen für den Brandschutz der Anlage. Es beinhaltet ebenso die Einspeisestellen im Falle eines schweren Unfalls, über den mit mobilen Einrichtungen Wasser in die Anlage nachgespeist werden kann. Das Gebäude hat eine Länge von 50 Metern und eine Breite von 26,4 Metern.

CNNC

Grundriss eines CNNC Hualong One. Mit Klick auf ein entsprechendes Gebäude oder Gebäudeteil springt der Bildschirm zum entsprechenden Absatz. Ohne Klick wird lediglich die Gebäudebezeichnung angezeigt.

Das CNNC-Design ist generell in einer kompakten Bauweise als Einzelblockanlage ausgeführt mit zusammenhängender Gebäudestruktur, die gleichzeitig durch geografisch getrennte Lage einzelner Sicherheitsgebäude eine physische Separierung gewährleistet. Dies betrifft nicht nur die zusammenhängenden Bauten der Reaktorinsel und der Turbineninsel, sondern auch die unterirdischen Verbindungsleitungen der Kühlwasserbauten. Die Auslegung als Einzelblockanlage wird vornehmlich mit der größeren physischen Separierung der Blöcke begründet, da die Einwirkung auf einen Block sich dadurch nicht auf den zweiten auswirkt. Zusätzlich bietet die Konfiguration mehr Freiheit die Blöcke an einem Standort zu positionieren.

Reaktorgebäude

Das Reaktorgebäude ist als Doppelcontainment ausgelegt. Das interne primäre Containment ist ein Spannbetoncontainment mit einer Stahlplattierung auf der Innenseite zum Schutz der Umwelt vor austretenden Stoffen aus dem darin befindlichen Primärsystem. Das innere Containment hat einen Innendurchmesser von 46,8 Metern und ist für einen Auslegungsdruck von 5,2 Bar bei Temperaturen von 145 °C entworfen worden. Die Wände haben eine Stärke von 1,3 Metern. Das äußere sekundäre Containment ist ein einfaches Stahlbetoncontainment, hat einen Innendurchmesser von 53 Metern und dient zum Schutz gegen Einwirkungen von außen. Die Wände haben eine Stärke von 1,8 Metern. Das primäre Containment wird durch das sekundäre Containment vollständig eingehaust. Neben Naturkatastrophen wurden auch technische Katastrophen und Attacken in der Auslegung berücksichtigt, darunter den Absturz eines kommerziellen Flugzeuges, Einwirkungen von Geschossen und Explosionen, sowie Extremwettereignissen wie Tornados. Beide Gebäude sind physisch voneinander getrennt um keinen Fehler auf das jeweils andere Gebäude im Versagensfall weitergeben zu können.

Eine Besonderheit des Hualong One der CNNC-Variante ist die Auslegung des sekundären Containments gegen den Fall, dass Einwirkungen durch eine Detonation von Sprengstoffen berücksichtigt wurde, die durch unbemannte Drohnen direkt zum Reaktorblock geflogen werden. Für diesen Fall gibt es bisher international keine festgelegten Leitlinien und Definitionen, weshalb die Ausarbeitung für den Hualong One einer der weltweit ersten ihrer Art ist. Berücksichtigt wurden insbesondere kommerzielle Drohnen, die frei auf dem Markt zu erwerben sind, eine hohe Geschwindigkeit aufweisen, einen großen Kontrollradius und eine hohe Tragfähigkeit haben. Berücksichtigt wurden daher die Drohnen des Typs Phantom 4 Pro, Inspire2, M600 Pro und MG-IP. Je nach möglicher Zuladung der Drohne nimmt entsprechend die Fluggeschwindigkeit und die Flugdauer ab. Dabei steht jedoch im Raum, dass bei höherer Tragkraft die Wahrscheinlichkeit steigt große Sprengkörper zu transportieren, womit die Gefährdung der nuklearen Sicherheit steigt. Demnach stellten von den analysierten Drohnen nur die M600 Pro und die MG-IP eine potentielle Gefahr dar. So ist es möglich, dass die Drohnen in mehr oder weniger als 3 oder 2,5 Kilometer Entfernung einen Reaktorblock binnen 3 bis 4 Minuten erreichen können. Als einer der Lösungen für diese Gefährdung beinhaltet der Hualong One Radarsensorik die es ermöglicht in bis zu 6 Kilometer Entfernung fliegende Objekte zu detektieren. Für kürzere Distanzen wird eine photoelektrische Sensorik verwendet, die in Drohnen bis in eine Entfernung von 2,5 Kilometer detektieren kann. Unter konventionellen Bedingungen ist eine Eingriffszeit von mehr als 5 Minuten nötig, womit die Drohnen die Anlagen direkt erreichen können. Durch zusätzliche Maßnahmen konnte die Einleitung von Gegenmaßnahmen durch automatische Systeme mit Eliminierung der Reaktionszeit erreicht werden, sodass innerhalb der 2,5 Kilometer-Zone nach Detektierung direkt Gegenmaßnahmen ergriffen werden können, bevor das unbemannte Flugobjekt die Anlage erreicht.

Sicherheitsgebäude

Die beiden Sicherheitsgebäude sind durch ihre Lage durch das Reaktorgebäude in der Mitte physisch zueinander getrennt errichtet, wodurch ein Fehler, beispielsweise durch eine Einwirkung von außen, auf die jeweilige Redundanz eines Systems nicht übertragbar sein soll.

Schaltanlagengebäude

Im Schaltanlagengebäude befinden sich die elektrischen Installationen der Anlage, sowie die Blockschaltwarte und die Leittechnik der Anlage. Zum Schutz dieser vulnerablen Anlagenteile ist das Schaltanlagengebäude in seiner Bauweise gegen den Absturz eines Flugzeuges ausgelegt worden.

Nukleares Hilfsanlagengebäude

Das nukleare Hilfsanlagengebäude beinhaltet die Subsysteme für den normalen Betrieb der Anlage. Das Gebäude ist baulich von den anderen Gebäuden getrennt errichtet, um eine räumliche Trennung zu den sicherheitsrelevanten Anlagenteilen zu schaffen.

Brennstoffgebäude

Das Brennstoffgebäude beinhaltet das Abklingbecken der Anlage, in dem die abgebrannten Brennelemente gelagert werden. Gleichzeitig dient es für den Durchgang von Komponenten, die in das Reaktorgebäude ein- und ausgeschleust werden, inklusive der Ein- und Ausschleusung von Transportbehältern für abgebrannten Kernbrennstoff in das Brennstoffgebäude. Aufgrund der Lagerung der abgebrannten Brennelemente ist das Brennstoffgebäude in seiner Bauweise gegen den Absturz eines Flugzeuges ausgelegt worden.

Notstromdieselgeneratorhaus

Es gibt insgesamt zwei Notstromdieselgeneratorenhäuser, die physisch voneinander getrennt sind um durch eine Zerstörung durch Einwirkung von außen zu gewährleisten, dass ein Sicherheitsstrang der Dieselgeneratoren weiterhin betriebsfähig ist. Jedes Dieselgeneratorhaus beinhaltet einen Dieselgenerator für je eine Sicherheitsdivision.

Blackout-Dieselgeneratorhaus

Die beiden Blackout-Dieselgeneratoren sind in einem physisch getrennten separaten Dieselgeneratorhaus gemeinsam untergebracht. Dieses ist baulich vollständig separiert von der nuklearen Insel.

Zugangsgebäude

Das Zugangsgebäude umfasst die Einrichtungen für das Betreten des Personals in den Block. Dies beinhaltet einerseits die Zugangskontrolle mit Drehkreuzen, Scangeräte für die Kontrolle der mitgeführten Taschen, Ganzkörperscanner sowie Kontaminationskontrollen. Außerdem befinden sich in dem Gebäude für den Zugang zum Kontrollbereich die entsprechenden Umkleideräume.

Verbindungsgebäude

Das Verbindungsgebäude ist ein optionaler Verbindungsbau, wenn ein Block kein Abfallbehandlungsgebäude besitzt. Es handelt sich dabei lediglich um einen Verbindungsbau ohne definierte Anlagenfunktion.

Abfallbehandlungsgebäude

Das Abfallbehandlungsgebäude beinhaltet Behandlungsanlagen von festen schwach- und mittelradioaktiven Abfällen und ist nicht in jeden Block Standard. Ein Abfallbehandlungsgebäude kann jeweils zwei Blöcke bedienen, daher ist bei einer Einzelblockanlage der Einsatz eines Gebäudes ein Muss. Bei einer Doppelblockanlage reicht es aus, wenn einer von zwei Blöcken das Gebäude beinhaltet.

Feuerlöschwasserpumpenhaus

Das Feuerlöschwasserpumpenhaus beinhaltet Einrichtungen für den Brandschutz der Anlage und die Einspeisestellen im Falle eines schweren Unfalls, über den mit mobilen Einrichtungen Wasser in die Anlage nachgespeist werden kann.

Industriekernkraftwerk

Seitens der Volksrepublik China wurde im Expertenbereich der Kerntechnik seit längerer Zeit vorgeschlagen, den konventionellen Hualong One in Verbindung mit Hochtemperaturreaktoren zu verwenden, um Dampf für Industrieanwendungen mit 200 bis 500 °C zu erzeugen, sodass fossile Erzeuger ersetzt werden könnten. Anwendungsbereiche wären neben der Petrochemie auch die Papierherstellung und Baumwollspinnereien. Am 25. Juli 2022 erhielt das China Northeast Architectural Design & Research Institute den Zuschlag für den Entwurf eines konventionellen Anlagenteils für ein Industriekernkraftwerk, das mit vier Hualong One ausgestattet werden soll und zwei Hochtemperaturreaktoren. Vorgesehen ist, dass die beiden Hualong One jeweils eine eigene Turbine speisen, an denen Sattdampf für Industrieprozesse abgezweigt wird. Um diesen Dampf für Heißdampfprozesse aufzubereiten, soll die Überhitzung dessen durch einen Hochtemperaturreaktor des Typs HTR-PM erfolgen. Bei einer thermischen Leistung von 3190 MW aus den beiden Druckwasserreaktoren soll die elektrische Leistung der Blöcke von 1200 MW auf rund 900 MW reduziert werden, allerdings mit der Option später auch die volle Leistung von 1200 MW erreichen zu können. Der Auftrag sieht vor, dass vier Hualong One, die zusammen mit je einen HTR-PM im Tandem betrieben werden, rund 8164 Tonnen Dampf für Industrieprozesse bereitstellen können. Als Basisprojekt für die Hualong One dient die Standardvariante des Modells.

Ein erstes Industriekernkraftwerk in dieser Konfiguration ist für die Kernkraftwerksagglomeration um die bezirksfreie Stadt Yantai geplant für das National Advanced Energy Demonstration Zone Project, das zwischen 2022 und 2031 in Angriff genommen werden soll.

Netzanbindung und Eigenbedarf

Die Netzanbindung des Hualong One und der Aufbau der Eigenbedarfsversorgung ist für die internationale Vermarktung nach den IAEA-Empfehlungen und den Anforderungen der internationalen IEC-Normen entworfen. In der Volksrepublik China sind die Anlagen hingegen nach den chinesischen Standards entworfen. So ergeben sich zwischen den chinesischen Anlagen und insbesondere dem UK-HPR1000 technische Unterschiede in der Architektur der Eigenbedarfsversorgung. Die Eigenbedarfsversorgung ist in den Standardvarianten für eine Spannung von 10 kV ausgelegt. Während des Normalbetriebs wird vor den Blocktransformatoren die Eigenbedarfsversorgung für die Eigenbedarfstrafos abgeleitet und zur Versorgung verwendet. Der Aufbau der Eigenbedarfsversorgung ist im Einklang mit dem IAEA Safety Standard Report 2/1 und dem IAEA Safety Standard SSG-30 entworfen worden. Um einen Versagenspfad aufgrund eines Fehlers mit gemeinsamer Ursache zu umgehen sind die redundanten Divisionen mit einer Diversität der Systeme ausgestattet. Dies wird erreicht durch leicht unterschiedliche Betriebsarten der gleichen Systeme, andere physische Platzierung, unterschiedliche Betriebsbedingungen und der Einsatz von Systemen von verschiedenen Produzenten.

Die Basisversion der China National Nuclear Corporation wurde mit einer Eigenbedarfsversorgungsspannung von 6,6 kV entworfen. Dies betrifft die Reaktoren Fuqing 5 und 6 sowie Karatschi 2 und 3. Die Verwendung der Eigenbedarfsspannung von 6,6 kV in der CNNC-Basisvariante ist historisch bedingt, da auch die Eigenbedarfsversorgung der M310-Blöcke im Kernkraftwerk Fuqing mit dieser Spannung betrieben werden. Im Gegensatz zu den M310-Blöcken wurde das System für die CNNC-Variante des Hualong One stark abgeändert. So wurde die Ebenenanzahl der Verteilsysteme reduziert und die einzelnen Verteilschienen in mehrere einzelne aufgeteilt. Durch die breite gefächerte Aufteilung wurde die Ausfallsicherheit erhöht und die Möglichkeit gegeben, mehrere einzelne Abschnitte der Eigenbedarfsversorgung bei Verlust des Eigenbedarfstrafos auf den Hilfstrafo umzuschalten. In der Belastungsanalyse hat sich das System des Hualong One als robuster herausgestellt als des M310.

Mit der Einführung des Fusionsprojekts wurde die Eigenbedarfsspannungsversorgung in der Standardvariante der China National Nuclear Corporation im Kernkraftwerk Zhangzhou auf 10 kV angehoben. Damit wurde das Eigenbedarfssystem der China General Nuclear übernommen. Eine Hauptursache für das Anheben der Spannung war einerseits der mögliche Einsatz von mehr identischen Komponenten der CGN- und CNNC-Variante, als auch im Kurzschlussfall den Kurzschlussstrom reduzieren zu können.

• 

  Eigenbedarfsversorgung der CGN-Variante

• 

  Eigenbedarfsversorgung des UK-HPR1000

Kernbrennstoffe

Durch die Auslegung des Reaktorkerns des Hualong One ist es möglich eine Vielzahl kommerzieller Kernbrennstoffe zu verwenden, die auch andere Druckwasserreaktoren nutzen. Im Vergleich zu anderen Reaktormodellen ist die Diversifizierung des Kernbrennstoffbezugs umfangreicher als bei anderen Reaktorbaulinien der Generation III. Für den Hualong One stehen insgesamt fünf verschiedene Kernbrennstoffe zur Verfügung, von denen allerdings bisher nur drei kommerziell vermarktet werden. Ein Vergleich der Brennelementtypen ist in der nachfolgenden Tabelle zu finden.

Hersteller	CNNC			CGN	Framatome
Brennelement	CF2	CF3	CF4	STEP-12	AFA 3GAA
Anreicherung max. (%)				4,45	4,45
Anzahl der Brennstäbe	264	264		264	264
Stababstand (mm)				12,6	12,6
Steuerelement-Führungsrohe	24	24		24	24
Instrumentierungrohe	1	1		1	1
Gesamtlänge (mm)				4104,9	4104,9
Gesamtbreite (mm)				214	214
Brennstablänge (mm)	3851,2	3862,2			3867,1
Aktive Länge (mm)				3657,6	3657,6
Brennstabdurchmesser (mm)				9,5	9,5
Durchschnittliche Wärmeleistung (W/cm)				179,5	179,5
Maximale Wärmeleistung (W/cm)				439,8	439,8
Hüllrohrmaterial	Zr-4	N36	N45	Zr Alloy	M5 Alloy
Hüllrohrstärke (mm)				0,57	0,57
Abstandshalteranzahl	8 (3 Mischgitter)	8 (3 Mischgitter)		11	8 (3 Mischgitter)
Abstandshaltermaterial				Zr Alloy, Inconel	M5 Alloy
Durchschnittlicher Abbrand (GWt/tU)		52	60	52	52

CNNC China Fuel 2

Der Kernbrennstoff des Typs CF2, der eigentlich für den CNP-600 entwickelt wurde, ist bisher nur in den beiden Export-Blöcken des Hualong One im Kernkraftwerk Karatschi als Erstkern geladen worden. Die Nachladungen sind vom Kernbrennstofftyp CF3.

CNNC China Fuel 3

Das von der China National Nuclear Corporation entwickelte Brennelement des Typs China Fuel 3 (kurz CF3) wurde für den Hualong One entwickelt, kann aber auch in einigen anderen kleineren Reaktoren aus der Entwicklung der China National Nuclear Corporation verwendet werden wie dem Heizreaktor NHR-400 (Yanlong). Bei dem Brennelement handelt es sich um ein Bündel mit einer Gitterung von 17×17 Brennstäben, von denen 24 Positionen für Steuerstäbe vorgesehen sind und die zentrale Position für das Instrumentierungsrohr. Die Brennstäbe werden durch Wolfram-Inertgas-Schweißen oder Druck-Widerstandspunktschweißen (Pressschweißverfahren) verschweißt.

Das erste richtigen Brennelemente des Typs CF3 wurde 2015 in Qinshan II-2 geladen und am 28. Januar 2016 der erste Bestrahlungszyklus von drei Zyklen mit dem Brennstoffzyklus abgeschlossen. Die insgesamt vier Elemente blieben bis März 2019 für Langzeitbestrahlungen im Reaktorkern des Blocks geladen und wurden nach jeden Zyklus im Abklingbecken begutachtet, bevor sie wieder in den Reaktor geladen wurden. Die China National Nuclear Corporation bestätigte, dass die Inaugenscheinnahme der Elemente bei den Kontrollen die Einhaltung und Performance der internationalen Normen einhielten. Gefertigt wurden die CF3-Brennelemente in der Brennelementfertigungsanlage Yibin, die Brennstofftabletten kamen aus dem metallurgischen Werk Ulba in Kasachstan. Mit dem erfolgreichen Abschluss der Erprobung wurde im März 2019 die kommerzielle Massenproduktion des CF3 begonnen mit der gleichen Zuliefererkette wie für die Prototypelemente. Demnach liefert das metallurgische Werk in Ulba weiterhin die Brennstoffpellets und die Fertigung erfolgt in Yibin, China. Am 12. September 2019 wurden die ersten seriellen Brennelemente für den Erstkern von Fuqing 5 versendet.

CNNC China Fuel 4

Der Kernbrennstoff des Typs China Fuel 4 (kurz CF4) befindet sich seit 2016 in Entwicklung. Bei dem Brennelement soll es sich um ein fortgeschrittenes Brennelement handeln mit einer neuen Zirkoniumlegierung und einem Zielabbrand von bis zu 60 Gigawatttagen pro Tonne Uran. Die Hauptmodifikation besteht in den Materialeigenschaften der Hüllrohre, die aus N45 bestehen, einer neu entwickelten Zirkonium-Legierung. Im Dezember 2016 wurde eine erste Charge des Materials an die Hüllrohrproduzenten übergeben, die entsprechende Fertigungstechniken hierfür ausarbeiten sollten. Eine erste Bestrahlung des Materials sollte im Januar 2017 im Kernkraftwerk Qinshan stattfinden. Für den Produktionsprozess der Hüllrohre mit dem neuen Material wurde am 30. Dezember 2020 ein Patent beantragt.

CGN STEP-12

Das Brennelement des Typs STEP-12 (kurz für Stride Toward Excellent Performance) wird seitens der China General Nuclear als eigenes Design für den Hualong One und CPR-1000 seit 2013 entwickelt. Die ersten vier Prototyp-Brennelemente aus Blei des Typs STEP-12 wurden ab 14. Februar 2016 in Block 3 des Kernkraftwerks Ling'ao erprobt, allerdings zeigte der Betrieb nicht zufriedenstellende Ergebnisse, weshalb zusätzliche Modifikationen nötig waren. Im Jahr 2017 stellte die China General Nuclear daher ein neues Design des Typs STEP-12B vor, das im gleichen Jahr in Block 2 des Kernkraftwerks Ling'ao zum Testen geladen wurde. Die Entwicklung zeigte allerdings frühzeitig, dass China General Nuclear die Expertise für diese Kernbrennstoffe fehlte, weshalb man sich mittelfristig mit der Verwendung des von der China National Nuclear Corporation entwickelten Kernbrennstoffs zufriedengeben musste. Ursprünglich war der Einsatz des STEP-12 für das Kernkraftwerk Bradwell B mit UK-HPR1000 vorgesehen. Auf dessen Einsatz wurde allerdings zugunsten des AFA 3GAA von Framatome verzichtet.

Framatome AFA 3GAA

Das Advanced Fuel Assembly AFA 3GAA von Framatome wird seitens der China General Nuclear verwendet und war auch für den UK-HPR1000 in Planung. Das Brennelement hat eine Gitterung von 17×17 Brennstäben, von denen 24 Positionen als Führungsrohre aus M5 Alloy für die Steuerstäbe verwendet werden und das zentrale Instrumentierungsrohr aus dem gleichen Material für das Einführen eines Sensors der Kerninstrumentierung. Die restlichen 264 Positionen sind für Brennstäbe vorgesehen. Die Pellets aus Urandioxid werden mit Federn gelagert, die aus Alloy 718 hergestellt sind. Über die gesamte Höhe gibt es 8 Abstandsgitter, sowie 3 Mischgitter im oberen Bereich zur besseren Vermischung des durchströmenden Kühlwassers, in denen die Brennstäbe in Position gehalten werden. Die Mischgitter und Abstandshalter sind aus dem rekristallisierten M5 Alloy hergestellt. Mit den Brennelementen der AFA 3G-Reihe gibt es seitens der China General Nuclear bereits Erfahrung, da diese ebenfalls in den Reaktoren des Typs CPR-1000 eingesetzt werden. Das AFA 3GAA ist (Stand 2022) der meistverwendete Brennelementtyp im Hualong One und soll auch im UK-HPR1000 eingesetzt werden. Eine Fertigungslinie für diese Brennelemente existiert ebenfalls in der Brennelementfertigungsanlage Batou und wird durch die China National Nuclear Corporation betrieben.

Wirtschaftlichkeit

Die wirtschaftlichen Parameter des Hualong One im internationalen Raum außerhalb der Volksrepublik China ist bisher wenig bekannt. Im Jahr 2015 bezifferte die China National Nuclear Corporation die Kosten für einen einzelnen Block mit Hualong One auf rund 4,9 Milliarden Dollar für den Exportmarkt. Dies sind im wesentlichen ähnlich den Kosten von 9,6 Milliarden Dollar für die zwei Hualong One im pakistanischen Kernkraftwerk Karatschi. Im Jahr 2017 bot die China National Nuclear Corporation einen Hualong One in Argentinien für 7 Milliarden Dollar an, bei dem allerdings ein maximaler Teil der Arbeiten lokalisiert geliefert werden sollte. Ein neuer Vertrag für die schlüsselfertige Lieferung eines Hualong One ohne lokale Beteiligung für Atucha 3 im Jahr 2022, sah die Kosten für den einzelnen Reaktor bei 8,3 Milliarden Dollar.

Chinesischer Markt

Die Preissituation in der Volksrepublik China unterscheidet sich stark von der im Rest der Welt. Der wichtigste Kostenfaktor außerhalb Chinas ist insbesondere das Engineering der Anlage, das einen erheblichen Teil der Anlagenkosten bildet. In der Volksrepublik China sind dagegen die Kosten für die Komponentenbeschaffung maßgeblich. Knapp ein Drittel beziehen sich auf die Kosten für den Anlagenbau, während der Rest der Kosten in anderen Bereichen für die Anlagenfertigstellung angesiedelt sind. Knapp 15 % davon sind alleine finanzielle Folgekosten durch Kredite und Zinsen. Während Kernkraftwerke in Europa und den Vereinigten Staaten mit Kosten um 6000 bis 7000 Dollar je installiertes Kilowatt errichtet werden, liegt der Preis für neue russische WWER bei 4000 US-Dollar pro installiertes Kilowatt in Russland und für den Hualong One in China unterhalb von 2500 Dollar pro installiertes Kilowatt. Im Vergleich zu Reaktoren des Typs CPR-1000 der Generation II, der zuvor in der Volksrepublik China gebaut wurde, sind die Kosten des Hualong One im Schnitt um 30 % höher. Unter den Reaktoren der Generation III, die in der Volksrepublik China errichtet wurden, liegen die Kosten im Schnitt um 18 % unterhalb der Kosten des AP1000 und 10 % unterhalb der Kosten des CEPR im Kernkraftwerk Taishan. Ein direkter Kostenvergleich findet sich in der untenstehenden Tabelle (Berechnet nach durchschnittlichem Wechselkurs von 2021 von 0,1312 Yuan zu 1 Euro). Durch weitere Optimierungen des Designs und einen Serienbau soll der Preis des Hualong One näher an dem der Reaktoren der Generation II angepasst werden. Einen Skaleneffekt erhofft man sich zudem bei einer höheren Modularisierung, um die Zinskosten erheblich zu reduzieren.

Parameter	Hualong One		AP1000		CEPR		CPR-1000
	€/kW	%	€/kW	%	€/kW	%	€/kW	%
Konstruktionskosten	314	15,3	358	14,8	385	17,4	216	13,8
Komponenten	792	38,6	892	36,9	767	34,7	613	39,3
Installationskosten	261	12,7	178	7,4	234	10,6	193	12,3
Engineering	323	15,7	556	23,0	509	23,0	255	16,3
Erstkern	83	4,1	83	3,4	88	4,0	71	4,6
Reservegrundgebühr	104	5,1	74	3,1	53	2,4	50	3,2
Abzug Mehrwertsteuer	-120	-5,9	-101	-4,2	-33	-1,5	-70	-4,5
Grundpreis	1757	85,6	2042	84,4	2004	90,6	1327	85,0
Differenzreserve	3	0,2	22	0,9	24	1,1	3	0,2
Projektfestpreis	1761	85,8	2064	85,3	2028	91,7	1330	85,2
Bauzinsen	291	14,2	355	14,7	184	8,3	230	14,8
Gesamtpreis pro kW	2051	100,0	2419	100,0	2212	100,0	1561	100,0
Anlagenpreis	2205301440 €		2781925440 €		2565957120 €		1560624000 €

Die Kosten sollen langfristig auf 1902 Euro pro installiertes Kilowatt gesenkt werden. Die Produktionskosten innerhalb Chinas liegen beim Hualong One im Schnitt unter den Kosten für konventionelle Kohlekraftwerke mit Rauchgasreinigung. Ausschlaggebend für die Kosten in der Volksrepublik China sind langfristig allerdings nicht die Anlagenkosten selbst, sondern die Kosten für den Landaufkauf, der nötigen Umsiedlung von Anwohnern und den Bau von Ersatzsiedlungen. Dies ist dadurch begründet, dass in der Volksrepublik China die Zahl der geeigneten Standorte stark begrenzt ist und kaum noch Land vorhanden ist, das nicht bereits bebaut ist.

Marktpotential

Märkte des Hualong One:
     - Aktivitäten der CNNC
     - Ehemalige Aktivitäten der CNNC
     - Aktivitäten der CGN
     - Ehemalige Aktivitäten der CGN
     - Marktverbot
     - Andere Staaten der Belt and Road Initiative

Der Hualong One ist hinsichtlich seiner Lokalisierungsrate in Bezug auf die Volksrepublik China ein Design, das als bisher einziges Reaktormodell des Landes 100 % lokalisiert wurde und an dem chinesische Unternehmen ohne Lizenzgebühren alleine oder zusammen mit ausländischen Unternehmen die geistigen Eigentumsrechte besitzen. Dies hängt insbesondere damit zusammen, dass der Hualong One vornehmlich für den Exportmarkt bestimmt war und daher Lizenzrechte durch Unternehmen, die eine Lieferung bei Auftrag verweigern könnten, unerwünscht waren. Der Bau des Hualong erfolgt nicht durch in die China National Nuclear Corporation oder China General Nuclear eingegliederte Unternehmen, sondern durch insgesamt 5300 vor- und nachgelagerte Lieferanten. Die Lieferanten sind allerdings alle in der Volksrepublik China ansässig, sodass unzuverlässige Lieferketten umgangen werden sollen, die sich durch Kooperationen mit Unternehmen in anderen Ländern ergeben können. Vermarktet wird das Design als eine Art nationale Visitenkarte. Obwohl der Hualong One als Reaktor der Generation III+ vermarktet wird, erfüllt das Design nicht in allen Bereichen den Ansprüchen von Reaktoren der Generation III, die seitens der harmonisierten Standards zwischen der Europäischen Union und den Vereinigten Staaten festgelegt wurden. Im Jahr 2019 erklärte die China National Nuclear Corporation in der Lage zu sein insgesamt 8 bis 10 Hualong One pro Jahr herstellen zu können.

International vermarktet wird der Hualong One durch das Gemeinschaftsunternehmen Hualong International Nuclear Power Technology Company, das zu gleichen Anteilen von 50 % der China National Nuclear Corporation und der China General Nuclear gehört. Trotz der Zusammenarbeit beim Export des Modells haben sowohl die China General Nuclear, als auch die China National Nuclear Corporation im Jahr 2016 vereinbart, dass man beim Export nicht gegeneinander konkurrieren wird. Das bedeutet, dass der internationale Markt zwischen den Unternehmen aufgeteilt wurde. Während sich die China National Nuclear Corporation auf die Vermarktung in Südamerika, Afrika, Westasien und Südasien konzentriert, ist die China General Nuclear auf den Markt in West- und Osteuropa, Thailand, Vietnam und Südostasien fokussiert. Ausgenommen vom Markt sind die Vereinigten Staaten von Amerika und Tschechien. Die Vereinigten Staaten haben 2018 mit einer Regularie seitens des Department of Energy eingeführt, etwaige Anfragen der China General Nuclear abzulehnen. Seitens der Tschechischen Republik wurde 2021 nach fünf Jahren Recherche und einer Sicherheitsanalyse beschlossen aufgrund von politischen Sicherheitsrisiken keine Reaktoren aus der Volksrepublik China zu importieren.

Um das Design zu internationalisieren, wurde im September 2017 die Hualong One Working Group (kurz HPR1000WG) gegründet, an der die Aufsichtsbehörden verschiedener Länder zusammenarbeiten. Beteiligt sind neben der National Nuclear Safety Administration der Volksrepublik China auch die Nuclear Regulatory Authority aus Argentinien, National Nuclear Regulator aus Südafrika und das Office for Nuclear Regulation des Vereinigten Königreichs. Die HPR1000WG gehört den Interessenten des Hualong One, darunter den großen Anteilseignern Hualong Pressurized Water Reactor Technology Company, der Bradwell B Generation Company, General Nuclear System Limited und Nucleoeléctrica Argentina.

Der chinesische Premierminister Li Keqiang forderte 2015 den Export der Reaktoren stärker auf dem ausländischen Markt zu forcieren. Dies wurde durch ein Gesetz der Volksrepublik China im September 2018 zusätzlich eingefordert, in der verankert wurde, die Unternehmen nicht nur zu motivieren, sondern aktiv die Vermarktung zu unterstützen. Durch die Aufnahme in die Belt and Road Initiative der Volksrepublik China erwartete man bis 2030 rund 30 Exportreaktoren zu errichten.

Ägypten

Im Mai 2015 unterzeichnete die China National Nuclear Corporation mit Ägypten eine Absichtserklärung den Hualong One in dem Land zu errichten.

Algerien

Algerien plante im Mai 2018 die Einführung der Kernenergie zwischen 2030 und 2050. Im Jahr 2007 wurden mehrere Abkommen geschlossen, darunter auch mit der Volksrepublik China. 2015 und 2016 folgten Abkommen mit der China National Nuclear Corporation über eine Kooperation im Bereich von Kernreaktoren, darunter dem Hualong One.

Argentinien

Am 4. Februar 2015 unterzeichnete die argentinische Präsidentin Cristina Fernández de Kirchner und der chinesische Staatspräsident Xi Jingping ein Kooperationsabkommen über den Bau eines Kernkraftwerks und die Lieferung von angereichertem Uran für einen Reaktor des Typs Hualong One. Der argentinische Kernkraftwerksbetreiber Nucleoeléctrica Argentina sollte dabei als Ingenieur-Architekt auftreten. Das Abkommen sah vor einen maximal möglichen Anteil am Block durch die argentinische Zuliefererkette lokal zu liefern. Argentinien und die Volksrepublik China sahen zudem vor eine gemeinsame Partnerschaft für den Bau von Kernkraftwerken in Lateinamerika zu etablieren. Innerhalb von drei Monaten sollte die China National Nuclear Corporation einen entsprechenden Vorschlag für die technische und kommerzielle Umsetzung, sowie die Bepreisung und Finanzierung übermitteln. Die Nucleoeléctrica Argentina sollte dann innerhalb der folgenden drei Monate eine Antwort auf den Vorschlag verfassen. Ein entsprechender Vertrag über den Bau der Anlage sollte Ende 2016 unterzeichnet werden. Im Mai 2015 gab es einige Kritk an den Konditionen, zu denen der Block gebaut werden sollte. Dies hing insbesondere mit dem Kredit für das 7 Milliarden Dollar kostende Projekt zusammen, der die Kosten für den Block zu 100 % für die Hochbauarbeit und 50 bis 70 % für den Kauf der Komponenten decken sollte. Die Annahme war, dass bei einer vollen Finanzierung durch die Volksrepublik China dann auch die chinesischen Unternehmen eine entsprechend hohe Priorität bekommen in allen Aspekten, darunter auch im Engineering der Anlage, beim Bau und bei den Kernbrennstofflieferungen. Die Nucleoeléctrica Argentina sah allerdings vor, dass fast alle Arbeiten durch Argentinien durchgeführt werden und nur ein kleiner Teil an Komponenten durch chinesische Unternehmen geliefert werden. Das Hauptargument war, dass der Bau der Demonstrationseinheit am Kernkraftwerk Fuqing hinter dem Zeitplan zu diesem Zeitpunkt war. Zeitgleich gab es Druck aus der chinesischen Industrie, bei der insbesondere Harbin Electric, Shanghai Electric, die Zhefu Holding Group und China First Heavy Industries sich um Aufträge für die Lieferung von Komponenten gegenseitig bekämpften.

Im Jahr 2016 wurde der Bau der Anlage verschoben durch den argentinischen Präsidenten Mauricio Macri auf das Jahr 2019. Hintergrund war der Regierungswechsel 2015, weshalb der neue Energieminister Juan José Aranguren zunächst eine Prüfung der 2015 unterzeichneten Abkommen anordnete. Eine weitere Ursache war, dass Nucleoeléctrica Argentina hinsichtlich seiner Kapazitäten an seine Grenzen kam und bisher keinen Standort für den Block finden konnte. Die argentinische Comisión Nacional de Energía Atómica wurde daher beauftragt einige mögliche geeignete Standorte für das Unternehmen aufzulisten. Mit Verzögerung wurde am 17. Mai 2017 ein Vertrag für den Bau eines Hualong One in Argentinien unterzeichnet. Am 29. August 2017 stornierte Nucleoelétrica Argentina den Vertrag mit der China National Nucler Corporation, nachdem beschlossen wurde statt des Kernkraftwerks zwei neue Wasserkraftwerke in Südpatagonien mit einer Gesamtkapazität von 1310 MW zu errichten. Zu diesem Zeitpunkt war für den Block noch kein Standort bestimmt, allerdings die Provinz Río Negro in die engere Auswahl gerückt worden. Die Planungen von 2018 sahen allerdings nach wie vor den Bau neuer Kapazitäten vor. So war für Inbetriebnahme bis 2027 oder 2031 die Inbetriebnahme eines ersten Druckwasserreaktors in Argentinien geplant, zwischen 2029 und 2033 ein weiterer. Als Reaktormodelle hielt man sich nur den Hualong One und den WWER-1200 als Option vor. Die Investmentkosten wurden auf 6993 Dollar pro installiertes Kilowatt abgeschätzt, was bei der Nettoleistung von knapp 1010 MW einen Kaufpreis von 7,7 Milliarden Dollar entsprach.

Nach dem Regierungswechsel 2019 wurden im August 2021 die Planungen erneut aufgenommen mit der Planung die Kernkraftwerkskapazitäten zu erweitern. Gezielt geplant wurde nur ein neuer dritter Reaktorblock für das Kernkraftwerk Atucha. Obwohl man für diese Anlage ursprünglich den Zubau eines weiteren Schwerwasserreaktors plante, änderten sich die Planungen und sah gezielt den Hualong One als Reaktormodell für die Anlage vor. Mit dem Bau des neuen Blocks rechnete man bereits für das Jahr 2022. Die Bauzeit der Anlage wurde auf rund acht Jahre geschätzt. Man sah vor einen Teil der Technologie des Hualong One zu übertragen, um zumindest den Kernbrennstoff selbst herstellen zu können. Daher sollte zunächst die Nucleoeléctrica und die Comisión Nacional de Energía Atómica die Vertragsinhalte mit der chinesischen Seite aushandeln. In einer zweiten Stufe sollte dann auf staatlicher Ebene auf Basis der 2014 unterzeichneten bilateralen Abkommen der Vertrag für die Anlage geschlossen werden. Am 1. Februar 2022 unterzeichnete die China National Nuclear Corporation mit der Nucleoeléctrica Argentina den Planungs-, Beschaffungs- und Bauvertrag für Atucha 3 mit Hualong One. Im Gegensatz zu den ursprünglichen Planungen wurde das Standardmodell projektiert mit einer Bruttoleistung von 1200 MW. Die Kosten für die Anlage wurden auf 8,3 Milliarden Dollar angesetzt. Der Bau der Anlage soll schlüsselfertig erfolgen, womit die gesamte Planung, sowie die Beschaffung und der Bau durch die chinesische Seite abgedeckt wird, was das neue Projekt vom vorherigen Vertrag unterschied. Die chinesische Seite verpflichtete sich zudem das angereicherte Uran für den Block zu liefern, sowie die Technologie für die Fertigung des Kernbrennstoffs an Argentinien zu übertragen.

Jordanien

Jordanien sah ab 2018 die Entwicklung von zwei parallelen Pfaden vor, seine Kernenergie zu entwickeln. Dies umfasste den Pfad der kleinen modularen Reaktoren, sowie den Bau von großen Leistungsreaktoren. In der Strategie für die großen Leistungsreaktoren wurde zunächst ein Projektentwicklungsabkommen mit der russischen Firma RAOS geplant, aus deren Ergebnisse dann direkte Verhandlungen mit einen Reaktorlieferanten gestartet werden sollten. Als Primärstrategie sah man den Kauf eines Hualong One vor, der als schlüsselfertige Anlage errichtet werden sollte, oder aber nach dem build–own–operate–transfer-Modell realisiert werden sollte. Bis zum Jahr 2019 wurden entsprechende Verhandlungen mit der chinesische Seite über die Lieferung eines Hualong One aufgenommen.

Kasachstan

Im August 2017 verstärkte die Volksrepublik China mit Kasachstan die Zusammenarbeit im Bereich der Kernenergie. Seitens Kasachstan, dass ein neues erstes Kernkraftwerk plante, gab es seither entsprechendes Interesse einen Hualong One als möglichen Reaktortyp für das Kernkraftwerk zu verwenden. Seitens der chinesischen Unternehmen gab es ein großes Interesse einen solchen Reaktor in Kasachstan zu bauen. Kasachstan erwägt neben dem Hualong One allerdings eine Zahl weiterer Reaktormodelle, darunter auch dem WWER-1200 aus Russland, den KHNP APR-1400 aus Südkorea und den AP1000 von Westinghouse. Seitens Kasachstan wurde erklärt, dass ein Technologiepartner durch eine Ausschreibung gewählt werden sollte, die nach Stand 2022 im Frühjahr 2023 ausgewählt werden sollten. Vorgesehen waren zwei Reaktoren für die erste Anlage. Durch den Krieg in der Ukraine distanzierte sich Kasachstan zu Russland, womit der chancenreichste Bewerber eher im Abseits gesehen wurde. Seitens der Volksrepublik China rechnete man mit einer hohen Chance den Auftrag für den Hualong One zu gewinnen. Die Volksrepublik China ist der zweitgrößte Handelspartner Kasachstans und die beiden Länder haben dadurch enge Beziehungen.

Kenia

In Kenia plant man das erste Kernkraftwerk bis 2027 in Betrieb zu nehmen. Im Jahr 2015 unterzeichnete das Kenya Nuclear Energy Board ein Abkommen mit der China General Nuclear über die Ausarbeitung einer Machbarkeitsstudie für den Bau von Reaktoren des Typs Hualong One. Ähnliche Abkommen wurden auch mit anderen Lieferanten aus Russland und Südkorea unterzeichnet. Am 21. März 2017 wurde die Kooperation mit der China General Nuclear vertieft und entsprechende Schulungen und ein engerer Informationsaustausch in Bezug auf den Hualong One beschlossen.

Pakistan

Im September 2012 kündigte Pakistan an einen ersten 1000 MW starken Reaktorblock im Kernkraftwerk Karatschi zu errichten, gefolgt von einer weiteren Ankündigung im März 2013 auch im Kernkraftwerk Chashma einen solchen Block errichten zu wollen. Als Technologie sollte der von der China National Nuclear Corporation entwickelte ACP1000 verwendet werden. An den Absichten gab es Kritik, da Pakistan als Nichtunterzeichner des Kernwaffensperrvertrags und die Volksrepublik China als Mitglied der Nuclear Suppliers Group keine Kernkraftwerke dorthin exportieren dürfte. China widersprach allerdings und hob hervor, dass man in Bezug auf Chashma einen entsprechenden Bezug habe. Dies war allerdings für das Kernkraftwerk Karatschi nicht der Fall. Im August 2013 unterzeichnete die China National Nuclear Corporation den Bauvertrag für zwei ACP1000 für das Kernkraftwerk Karatschi, die für 9,6 Milliarden Dollar schlüsselfertig errichtet werden sollten. Physiker aus der Kerntechnikbranche kritisierten, dass man ein Design gewählt habe, das keine Referenzblöcke hat und die Anlagen im Kernkraftwerk Karatschi ans Netz gehen würden, wenn die Anlagen in Fuqing noch lange im Bau sein werden aufgrund der großen Verzögerungen, die sich durch diese Problematik ergaben. Am 21. Januar 2014 begann die Prüfung des Reaktordesigns durch die pakistanische Aufsichtsbehörde. Im Jahr 2016 folgten einige Anpassungen des Designs, das fortan als Hualong One vermarktet wurde. Die Basisauslegung entspricht aber aufgrund der bereits gefertigten Komponenten eher noch dem ACP1000-Basismodell.

Im November 2017 bestellte Pakistan einen dritten Hualong One für das Kernkraftwerk Chashma. Zusätzlich sahen die Planungen 2019 den Bau von zwei zusätzliche Hualong One als Karatschi Block 4 und 5 vor. In seiner langfristigen Planung sieht Pakistan den Bau von fünf weiteren Reaktoren vor. Neben Chashma 5 und Karatschi 4 und 5 wurde ein neuer Standort nahe der Stadt Muzaffargarh identifiziert, wo im Kernkraftwerk Muzaffargarh die Blöcke Muzaffargarh 1 und 2 entstehen sollen. Alle Anlagen sollen mit Hualong One ausgestattet werden und praktisch Kopien von Karatschi 2 und 3 werden.

Slowenien

Slowenien berücksichtigt für den Ausbau seines Kernkraftwerks Krško den Hualong One in seiner Variante als EU-HPR1000 als potentielles Reaktormodell. Je nach Ausbauvariante und durch seine Lage in der 1100 MW-Klasse (netto) können zwischen einen (Variante 1) und zwei (Variante 3) Reaktoren entstehen.

Südafrika

Im Rahmen der Initiative Belt and Road bietet China in Südafrika den Hualong One als möglichen Reaktortyp für den Ausbau der Kernenergie an. Parallel dazu wird allerdings auch der CAP1400 angeboten.

Tschechien

Im November 2016 trat die China General Nuclear der tschechischen Energieallianz bei, die unter der Führung von ČEZ steht und mehrere tschechische Zulieferer umfasst, die sich für den Bau neuer Kernkraftwerke engagierten. Die Kooperation zielte auf eine gemeinsame Vermarktung des Hualong One ab. Dies sollte auch einen Technologietransfer nach Tschechien beinhalten mit der Etablierung einer lokalisierten Lieferkette. Original wurde geplant an der Ausschreibung um den Reaktorblock Dukovany 5 teilzunehmen. Entsprechende Designinformationen des Hualong One wurden dazu an die tschechische Seite übermittelt. Im Jahr 2020 ergaben sich allerdings Sicherheitsbedenken gegen die Auftragsvergabe an einen chinesischen Zulieferer. Am 15. Dezember 2020 hat daher der Ausschuss für Außenangelegenheiten des Senats der tschechischen Republik die Regierung aufgefordert, sowohl die chinesischen Lieferanten als auch die russischen Lieferanten aus der Ausschreibung für Dukovany 5 auszuschließen. Seites des Industrie- und Handelsministeriums der tschechischen Republik wurden vier Optionen vorgeschlagen, wobei die vierte Option die favorisierte war:

1. Alle fünf Bieter nehmen an der Ausschreibung teil.
2. Drei Bieter werden eingeladen außer China und Russland.
3. Die Ausführung und der Mechanismus des Bieterverfahrens wird erst nach der Wahl des Parlaments im Oktober 2021 festgelegt.
4. Teilnahme von China und Russland nur in einem Konsortium mit Unternehmen aus Ländern der Europäischen Union und NATO-Mitgliedsstaaten.

In Abstimmung zwischen der tschechischen Regierung und der Opposition wurde am 27. Januar 2021 entschieden die Volksrepublik China und Russland aus der Ausschreibung auszuschließen. Am 28. Januar 2021 gab es seitens der Botschaft der Volksrepublik China in Prag einen entsprechenden Protest gegen die Entscheidung und nannten die Entscheidung der tschechischen Republik einen Verstoß der internationalen Wirtschafts- und Handelsregeln und einen Verstoß gegen einen fairen Wettbewerb. Obwohl der chinesische Lieferant nicht die gleichen Sicherheitsrisiken aufweise wie die russische Seite, erklärte Karel Havlíček im Nachgang, dass man China weiterhin ausschließe, aufgrund der engen Kooperation mit Russland im Energiesektor allerdings in Zukunft die Option beibehalte, mit dem Land zu kooperieren. Im September 2021 äußerte man sich in Peking zu der Entscheidung und hoffte, dass Tschechien die Marktregeln respektieren werde um eine nichtdiskriminierende Marktumgebung beizubehalten.

Ukraine

Im Jahr 2016 bot die China National Nuclear Corporation mit einer Absichtserklärung an den dritten Block im Kernkraftwerk Chmelnyzkyj zu vollenden, sowie einen Hualong One als vierten Block zu errichten. Chmelnyzkyj 3 sollte dabei als WWER-1000 vollendet werden nach dem originalen Projekt. Zeitgleich liefen allerdings auch Verhandlungen mit Škoda JS über die Vollendung der Anlagen. Die Volksrepublik China bot allerdings einen entsprechenden Kredit für den Bau der Blöcke an. Das Angebot wurde nicht abgerufen zugunsten einer Kooperation mit Westinghouse und dem Bau von zwei AP1000 am Standort Chmelnyzkyj.

Vereinigtes Königreich

Für den Bau des Kernkraftwerks Hinkley Point C mit zwei Reaktoren des Typs Framatome EPR einigten sich die China General Nuclear und EDF Energy über den Einstieg des chinesischen Unternehmens mit einem Drittel Anteil. Als Gegenleistung vereinbarten EDF Energy und die China General Nuclear gemeinsam das Kernkraftwerk Bradwell B zu errichten mit zwei Hualong One. Die Anteilschaft der Unternehmen an dem Projekt beträgt genau umgedreht zu Hinkley Point C zwei Drittel für die China General Nuclear und ein Drittel für EDF Energy. Kernziel des Baus der beiden Hualong One sollte die Schaffung einer Referenzanlage für den Export des Hualong One nach Europa sein. Diese Partnerschaft zwischen der China General Nuclear und EDF Energy wurde durch die Europäische Kommission im März 2016 genehmigt. Am 10. Januar 2017 wurde die britische Aufsichtsbehörde mit der Prüfung des Generic Design Assessment für die lokalisierte Variante des Hualong One beauftragt, den UK-HPR1000, zu beginnen. Am 26. Oktober 2017 hat die China General Nuclear den vorläufigen ersten Sicherheitsbericht des Designs eingereicht.

Entgegen den anderen Vermarktungsstrategien setze China General Nuclear für den UK-HPR1000 auf den Einsatz britischer Lieferanten für die Anlage, was das Unternehmen im Februar 2018 bekräftigte. Nach der Entscheidung von Toshiba im Dezember 2018 sich aus dem britischen Markt zurückzuziehen, verstärkte die China General Nuclear seine Ambitionen im britischen Neubauprogramm. Mit dem Wegfall von Wylfa-Newydd wurde der Zeitplan für die Inbetriebnahme neuer Blöcke geändert, sodass das chinesische Unternehmen seine Pläne beschleunigte und den kommerziellen Betrieb des ersten Hualong One um das Jahr 2030 leicht vorgezogen hat. Drei Jahre später war der Bau durch die China General Nuclear allerdings zum Politikum geworden. Die Regierung des Vereinigten Königreichs plante China General Nuclear aus etwaigen Kernkraftwerksprojekten im Vereinigten Königreich auszuschließen. Dies fiel mit einer immer kritischeren politischen Sichtweise zusammen, die durch verschiedene Staaten vertreten wurde infolge einiger Taten der Regierung der Volksrepublik China, darunter das Niederschlagen von Protesten in Hongkong, der Umgang mit der uigurischen Minderheit und den Umgang mit der COVID-19-Pandemie. Im Februar 2022 wurde die Prüfung des UK-HPR1000 abgeschlossen und das Design die Zulassung im Vereinigten Königreich erteilt. Damit war das Design zulässig für den Bau neuer Kernkraftwerke nach den Regularien der Kerntechnik in dem Land.

Volksrepublik China

Innerhalb der Volksrepublik China ist die Staatsstrategie seit der Technologieübertragung eigentlich der Flottenbau mit Reaktoren des Typs CAP1000, sowie langfristig mit dem CAP1400. Entsprechend gab es zum Missfallen der China General Nuclear und der China National Nuclear Corporation den Druck dieses importierte Reaktordesign einzusetzen, da der Hualong One kein Teil der Staatsstrategie für den Ausbau der Kernenergie ist, sondern lediglich unternehmerisches Interesse seitens der Staatskonzerne vorhanden ist. Die China General Nuclear sendete am 5. März 2017 ein Brief an die Mandatsträger der kommunistischen Partei nach Peking geschickt, das eine Entscheidung zugunsten des Hualong One herleiten sollte. Dies geschah vornehmlich auf Basis offener Fragen in Bezug auf den CAP1400 und der lokalisierten Variante CAP1000 und deren Sicherheitsnachweise. Die gleiche Forderung für die Fokussierung auf den Hualong One sendete die Nuclear Energy Company, Tochterunternehmen der China National Nuclear Corporation, im April 2017 ebenfalls nach Peking. Dies hing insbesondere damit zusammen, dass der Hualong One hauptsächlich für den Exportmarkt entworfen wurde, allerdings für die garantierte Amortisierung der Entwicklungskosten eine ganze Flotte gebaut werden müsste, weshalb der Bau einer Flotte in der Volksrepublik China die logische Lösung des Problems war.

Eine entsprechende Entwicklung zeigte sich bereits zu diesem Zeitpunkt, dass möglicherweise der Hualong One dem CAP1000 vorgezogen werden könnte. Hinzu kam auch die kurz zuvor eingeleitete Insolvenz von Westinghouse nach der gescheiterten Übernahme von Chicago Bridge and Iron, die ein großes Defizit in der Finanzplanung des Unternehmens hinterließ. Man erwartete allerdings zunächst keine Auswirkung auf die bereits im Bau befindlichen Anlagen Sanmen und Haiyang durch den Insolvenzprozess. Dies war ursächlich dafür, dass sich zunächst nichts an der Strategie änderte auf dem CAP1000 zu setzen. Die Situation änderte sich am 11. Oktober 2018 mit der Regelung seitens des Department of Energy der Vereinigten Staaten von Amerika, auf Anforderung eines Erlass des Präsidenten der Vereinigten Staaten, den Export von Kerntechnik in die Volksrepublik China einzuschränken. In der Folge wäre der Ausbau der Kernkraftwerke in der Volksrepublik China stark eingeschränkt worden. Aus diesem Grund wurde ab 2019 begonnen ursprünglich mit CAP1000 geplante Anlagen auf Reaktoren des Typs Hualong One umzustellen. Ausgeschlossen von der Umstellung sind sämtliche Anlagen für das chinesische Inland, die nicht an der Küste liegen. Hintergrund ist, dass der Hualong One nicht für den Bau im Binnenland zugelassen ist und als einziges Standortmodell der CAP1000 dort infrage kommt. Bei Bewährung der Technologie wäre die Umstellung auf den Hualong One eine Option.

Dieser Trend setzte sich auch die folgenden Jahre aufgrund der Exportbeschränkungen fort, sodass bis 2021 bis auf die Anlagen, die bereits die Vorarbeiten für Reaktoren des Typs CAP1000 abgeschlossen haben, nahezu alle Anlagen auf Reaktoren des Typs Hualong One umgestellt wurden. Im September 2020 waren in der Volksrepublik China erstmals mehr Hualong-One-Anlagen genehmigt als CAP1000-Anlagen. Aufgrund der zweifelhaften Zukunft der weiteren Entwicklung des CAP1000 und CAP1400 aufgrund der Exportbeschränkungen war absehbar, dass sich dieser Trend noch weiter fortsetzen würde. Am 10. Mai 2022 gab die China General Nuclear bekannt, dass fortan alle zukünftigen Kernkraftwerke des Unternehmens vornehmlich mit dem Hualong One ausgerüstet werden sollen.

Aufträge

Staat	Bezeichnung	Block	Auftrag	IBN	Version	Kosten	spez. Inves- titionskosten	Anmerkung
Pakistan	Karatschi	2	2013	2021	CNNC	4800 Mio. $	4734 $/kW	2013 bestellt als ACP1000, 2016 auf Hualong teilweise angepasst
Pakistan	Karatschi	3	2013	2022	CNNC	4800 Mio. $	4734 $/kW	2013 bestellt als ACP1000, 2016 auf Hualong teilweise angepasst
Volksrepublik China	Fuqing	5	2014	2020	CNNC	2304 Mio. $	2304 $/kW	Demonstrationsblock CNNC-Modell
Volksrepublik China	Fuqing	6	2014	2022	CNNC	2304 Mio. $	2304 $/kW	Demonstrationsblock CNNC-Modell
Volksrepublik China	Fangchenggang	3	2014	2023	CGN	2970 Mio. $	2970 $/kW	Demonstrationsblock CGN-Modell
Volksrepublik China	Fangchenggang	4	2014		CGN	2948 Mio. $	2948 $/kW	Demonstrationsblock CGN-Modell
Argentinien	Kernkraftwerk V		2017		CNNC	7000 Mio. $	6931 $/kW	2017 für den Bau von zwei Wasserkraftwerken storniert
Pakistan	Chashma	5	2017		CNNC	4800 Mio. $	4364 $/kW	Replika von Karatschi 2 und 3
Volksrepublik China	Taipingling	1	2019		CGN-Std.	3215 Mio. $	2881 $/kW	Demonstrationsblock Fusions-Projekt
Volksrepublik China	Taipingling	2	2019		CGN-Std.	3215 Mio. $	2881 $/kW	Demonstrationsblock Fusions-Projekt
Volksrepublik China	Zhangzhou	1	2019		CNNC-Std.	2948 Mio. $	2618 $/kW	Demonstrationsblock Fusions-Projekt
Volksrepublik China	Zhangzhou	2	2019		CNNC-Std.	2948 Mio. $	2618 $/kW	Demonstrationsblock Fusions-Projekt
Volksrepublik China	Changjiang	3	2020		CNNC-Std.	2715 Mio. $	2715 $/kW
Volksrepublik China	Changjiang	4	2020		CNNC-Std.	2715 Mio. $	2715 $/kW
Volksrepublik China	San'ao	1	2020		CGN-Std.	2948 Mio. $	2639 $/kW
Volksrepublik China	San'ao	2	2020		CGN-Std.	2948 Mio. $	2639 $/kW
Argentinien	Atucha	3	2022		CNNC-Std.	8300 Mio. $	7378 $/kW
Volksrepublik China	Lufeng	5	2022		CGN-Std.	2815 Mio. $	2522 $/kW
Volksrepublik China	Lufeng	6	2022		CGN-Std.	2815 Mio. $	2522 $/kW
Volksrepublik China	Zhangzhou	3	2022		CNNC-Std.
Volksrepublik China	Zhangzhou	4	2022		CNNC-Std.
Volksrepublik China	Zhuanghe	1	2022		CNNC-Std.
Volksrepublik China	Zhuanghe	2	2022		CNNC-Std.
Volksrepublik China	Jinqimen	1	2023		CNNC-Std.			Genehmigt
Volksrepublik China	Jinqimen	2	2023		CNNC-Std.			Genehmigt
Volksrepublik China	Ningde	5	2023		CGN-Std.			Genehmigt
Volksrepublik China	Ningde	6	2023		CGN-Std.			Genehmigt
Volksrepublik China	Shidaowan I	1	2023		CGN-Std.			Genehmigt
Volksrepublik China	Shidaowan I	2	2023		CGN-Std.			Genehmigt
Volksrepublik China	Taipingling	3	2023		CGN-Std.			Genehmigt
Volksrepublik China	Taipingling	4	2023		CGN-Std.			Genehmigt
Saudi-Arabien	Duwayhin	1			CNNC-Std.			Finales Angebot 2022 in Ausschreibung unterbreitet
Saudi-Arabien	Duwayhin	2			CNNC-Std.			Finales Angebot 2022 in Ausschreibung unterbreitet
Kenia	Kernkraftwerk 1	1			CGN			2015 mit Absichtserklärung angeboten
Kenia	Kernkraftwerk 1	2			CGN			2015 mit Absichtserklärung angeboten
Pakistan	Karatschi	4			CNNC			Geplant, Replika von Karatschi 2 und 3
Pakistan	Karatschi	5			CNNC			Geplant, Replika von Karatschi 2 und 3
Pakistan	Muzaffargarh	1			CNNC			Geplant, Replika von Karatschi 2 und 3
Pakistan	Muzaffargarh	2			CNNC			Geplant, Replika von Karatschi 2 und 3
UK	Bradwell B	1			UK-HPR			Geplant
UK	Bradwell B	2			UK-HPR			Geplant
Volksrepublik China	Fangchenggang	5			CGN-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Fangchenggang	6			CGN-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Haixing	1			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Haixing	2			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Haixing	3			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Haixing	4			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Haixing	5			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Haixing	6			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Jinqimen	3			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Jinqimen	4			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Jinqimen	5			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Jinqimen	6			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Lufeng	3			CGN-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Lufeng	4			CGN-Std.			Geplant
Volksrepublik China	San'ao	3			CGN-Std.	2948 Mio. $	2639 $/kW	Geplant
Volksrepublik China	San'ao	4			CGN-Std.	2948 Mio. $	2639 $/kW	Geplant
Volksrepublik China	San'ao	5			CGN-Std.	2948 Mio. $	2639 $/kW	Geplant
Volksrepublik China	San'ao	6			CGN-Std.	2948 Mio. $	2639 $/kW	Geplant
Volksrepublik China	Sanmen	5			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Sanmen	6			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Shidaowan I	3			CGN-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Shidaowan I	4			CGN-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Taipingling	5			CGN-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Taipingling	6			CGN-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Taishan	3			CGN-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Taishan	4			CGN-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Xiapu I	1			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Xiapu I	2			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Xiapu I	3			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Xiapu I	4			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Xin'an	3			CNNC-Std.			Geplant, Industriekernkraftwerk zur Wasserstoffproduktion
Volksrepublik China	Xin'an	4			CNNC-Std.			Geplant, Industriekernkraftwerk zur Wasserstoffproduktion
Volksrepublik China	Xin'an	5			CNNC-Std.			Geplant, Industriekernkraftwerk zur Wasserstoffproduktion
Volksrepublik China	Xin'an	6			CNNC-Std.			Geplant, Industriekernkraftwerk zur Wasserstoffproduktion
Volksrepublik China	Xin'an	7			CNNC-Std.			Geplant, Industriekernkraftwerk zur Wasserstoffproduktion
Volksrepublik China	Xin'an	8			CNNC-Std.			Geplant, Industriekernkraftwerk zur Wasserstoffproduktion
Volksrepublik China	Xudabao	5			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Xudabao	6			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Xuwei	1			CNNC-Std.			Geplant, Industriekernkraftwerk
Volksrepublik China	Xuwei	2			CNNC-Std.			Geplant, Industriekernkraftwerk
Volksrepublik China	Xuwei	4			CNNC-Std.			Geplant, Industriekernkraftwerk
Volksrepublik China	Xuwei	5			CNNC-Std.			Geplant, Industriekernkraftwerk
Volksrepublik China	Zhangzhou	5			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Zhangzhou	6			CNNC-Std.			Geplant
Volksrepublik China	Zhaoyuan	1			CGN-Std.	2955 Mio. $	2620 $/kW	Geplant
Volksrepublik China	Zhaoyuan	2			CGN-Std.	2955 Mio. $	2620 $/kW	Geplant
Volksrepublik China	Zhaoyuan	3			CGN-Std.	2955 Mio. $	2620 $/kW	Geplant
Volksrepublik China	Zhaoyuan	4			CGN-Std.	2955 Mio. $	2620 $/kW	Geplant
Volksrepublik China	Zhaoyuan	5			CGN-Std.	2955 Mio. $	2620 $/kW	Geplant
Volksrepublik China	Zhaoyuan	6			CGN-Std.	2955 Mio. $	2620 $/kW	Geplant
Ukraine	Chmelnyzkyj	4			CNNC			Angebot 2016, aufgegeben zugunsten AP1000

Wissenswertes

• Der Klemmbausteinhersteller Double Eagle brachte in seiner CaDA-Sparte im Jahr 2022 mit dem Beijing Nuclear Engineering Research and Design Institute ein Klemmbausteinbauset des Hualong One in der CNNC-Variante auf dem Markt. Entwickelt wurde das Modell vom Klemmbaustein-Youtuber Autosaic, der ab Juni 2020 in Absprache mit dem Nuclear Power Plant Design Institute das Modell plante und 2022 erstmals baute.
• In Anlehnung an seinen Namen Chinesischer Drache werden für einige Bauteile spezielle Namen verwendet:
  • Oberes Kerngerüst - Longshou (龙首) - Drachenkopf
  • Reaktordruckbehälter (mit Deckel) - Longju (龙躯) - Drachenkörper
  • Kernbehälter - Longgu (龙骨) - Drachenknochen
  • Reaktorstützring - Longyu (龙御) - Drachennest
  • Steuerstabantriebe - Xinzang Kaiguan (心脏开关) - Herzschalter
  • Reaktortransportgestell - Longnian (龙辇) - Drachenwagen
  • Reaktortransportstütze - Longzhua (龙爪) - Drachenklaue

Literatur

• Xing Ji: 华龙一号 能动与非能动相结合的先进压水堆核电厂 [Hualong One Advanced Pressurized Water Reactor Nuclear Power Plant Combining Active and Passive], 原子能出版社 2016, ISBN 9787502276683.
• Xing Ji: 中国自主先进压水堆技术“华龙一号”（上下册） [HPR1000：China’s Advanced Pressurized Water Reactor NPP (Volume 1, 2) ], 2020, ISBN 9787030670519, ISBN 13070426.

Weblinks

• Hualong Nuclear Power Technology Company Limited