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Kernkraftwerk Leningrad

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Kernkraftwerk Leningrad
Leningrad Nuclear Power Plant 20JUL2010-4.jpg
Standort
Land Flag of Russia.svg Russische Föderation
Oblast Leningrad
Ort Sosnowy Bor
Koordinaten 59° 50′ 46″ N, 29° 2′ 27″ OTerra globe icon light.png 59° 50′ 46″ N, 29° 2′ 27″ O
Reaktordaten
Eigentümer JSC Rosenergoatom Konzern
Betreiber JSC Rosenergoatom Konzern
Vertragsjahr 1966
Betriebsaufnahme 1973
Im Betrieb 4 (4000 MW)
Einspeisung
Eingespeiste Energie im Jahr 2011 25910 GWh
Eingespeiste Energie seit 1973 778670 GWh
Stand der Daten 2012
Zusatzfunktionen Fernwärme
Prozesswärme
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Die Quellen für diese Angaben sind in der Zusatzinformation einsehbar.

Das Kernkraftwerk Leningrad (russisch Ленинградская АЭС anhörenBeschreibungsseite der Audiodatei mit Lizenzangaben, kurz ЛАЭС, deutsch LAES) steht nahe der Stadt Sosnowy Bor in der russischen Oblast Leningrad. Ab 1992 trug das Kernkraftwerk den Namen Kernkraftwerk Sosnowy Bor,[1] der sich allerdings nicht halten konnte. Das Kernkraftwerk wurde in den 1970ern etabliert und ist einer der wichtigsten Energielieferanten in der Region. Für die RBMK-Linie, die eigens für das Kernkraftwerk etabliert wurde, war es einer der wichtigsten Entwicklungsstandorte. Nach dem Ende der Sowjetunion wurde das Kernkraftwerk in ein eigenes Unternehmen umgewandelt und unter privatwirtschaftlichen Gesichtspunkten betrieben, wobei das Werk weiterhin im staatlichen Besitz blieb. Während dieser Zeit wurde das Kernkraftwerk essentiell modernisiert um die Reaktoren sicherheitstechnisch zu verbessern. Seit 2001 ist das Kernkraftwerk auch ein Teil des Staatskonzerns Rosenergoatom, der diese Bemühungen fortsetzte. Insgesamt war die Anlage, unweit der Stadt Sankt Petersburg, ehemals Leningrad, einer der Schlüsselprojekte im sowjetischen Kernkraftwerksprogramm. Am 20. Januar 2018 erzeugte die Anlage seit Inbetriebnahme 1973 die billionste Kilowattstunde. Diese Erzeugungsmarke erreichten bisher nur das Wasserkraftwerk Bratsk und das Wärmekraftwerk Surgut. Das Kernkraftwerk Leningrad ist damit das dritte Kraftwerk, dass diese Marke erreichte.[2] Seit 2008 entsteht direkt nebenan das Kernkraftwerk Leningrad II, dass das Kernkraftwerk Leningrad ersetzen wird, wenn der letzte Reaktor 2025 vom Netz geht.

Geschichte

Im Jahr 1955 kündigte die Sowjetunion auf der Genfer Atomkonferenz an, dass bei Moskau und Leningrad die ersten Leistungsreaktoren für Kernkraftwerke in der Sowjetunion entstehen sollten.[3] Im sechsten Fünfjahresplan waren deshalb auf Empfehlung von Igor Kurtschatow die Evaluierung von Standorten für die ersten Anlagen um Leningrad, Moskau, sowie eine dritte Anlage im Ural geplant gewesen. Insgesamt sollten die Kernkraftwerke zusammen fünf Kernreaktoren besitzen, jeder einzelne Block mit einer Leistung von 100 MW. Der Grund, dass diese Anlagen im europäischen Teil der Sowjetunion entstehen sollten, war die dortige Rohstoffknappheit. Mehr konventionelle Rohstoffe gibt es nur in Sibiren, von dort wurden jährlich 14 Millionen Tonnen Kohle mit der Eisenbahn in den europäischen Teil gefahren.[4] Im Falle des projektierten Kernkraftwerks nahe Leningrad spielte allerdings auch der politische Wille eine Rolle, sodass der Chefplaner des Planungsbüros der Oblast Leningrad darauf drängte, hier eines der ersten Kernkraftwerke zu errichten. Das Prestige an dem Projekt spielte dabei eine wichtige Rolle.[5] Die Planungen in der Sowjetunion wurden 1957 abgeändert und daraufhin beschlossen, das erste Kernkraftwerk mit 200 MW Leistung auszustatten, das Zweite mit 400 MW, das Dritte mit 600 MW. Zur gleichen Zeit wurde entschieden das erste Kernkraftwerk nahe Woronesch zu errichten, das Kernkraftwerk Nowoworonesch, während das Zweite im Ural entstehen sollte, das Kernkraftwerk Belojarsk.[6] Im Jahr 1959 fiel die Entscheidung, dass das Werk baugleich mit Nowoworonesch werden sollte und mit zwei WWER-210 ausgestattet werden sollte.[7]

Das Projekt in Leningrad wurde während der zweiten Atomkonferenz 1958 in Genf detailliert vorgestellt. Allerdings wurde bereits gegen Ende des Jahres 1959 bei einem Besuch von sechs Mitgliedern der Atomic Energy Comission bestätigt, dass die Planungen an der Anlage eingestellt wurden.[8] Die offizielle Begründung lautete, dass man zunächst die Betriebserfahrungen aus Nowoworonesch abwarten wollte.[9] Tatsächlich scheiterte aber die Suche nach einen geeigneten Standort für das Kernkraftwerk aufgrund der geforderten Nähe zur Stadt Leningrad.[10] Die sowjetische Aufsichtsbehörde weigerte sich für den Standort nahe der Stadt Lomonossow aufgrund der Nähe zum Ballungsraum eine Genehmigung auszustellen.[11] Dies wurde seitens der Sowjetunion im Jahr 1964 erstmals öffentlich bekannt gegeben. Die Nähe zur Stadt selbst sei nicht das Problem gewesen, allerdings aufgrund der ausstehenden Betriebserfahrungen schwer einzuschätzen, ob die Anlage wirklich sicher genug sei.[12] Die Planungen wurden im Jahr 1964 abgeändert und auf Anraten von Anatoli Petrowitsch Alexandrow der Standort in das 80 Kilometer von Leningrad entfernte Dorf Sosnowy Bor verlegt. Der Standort war ehemals für ein neues konventionelles Kraftwerk mit großer Leistung, das GRES-16 vorgesehen gewesen.[13]

Das Projekt wurde zunächst mit den WWER-210 fortgeführt unter der Leitung von Alexandrow. Allerdings forderte das Ministerium für mittelschweren Maschinenbau den Einsatz eines Reaktors, der den Stand der Technik in der Sowjetunion darstellte und den die Industrie sofort anfertigen könnte. Auf Basis der Betriebserfahrungen des ersten und zweiten Blocks in Belojarsk wurde ein 1000 MW starker Druckröhrenreaktor entworfen mit Dampfüberhitzung. Allerdings gab es ungelöste Probleme mit der Dampfüberhitzung die insbesondere den Umlauf des Kühlwassers in den Überhitzerkanälen betraf. Alexandrow schlug folglich vor von einem Institut, dem Institut für Atomenergie der Sowjetunion, einen 1000 MW starken Druckröhrenreaktor auf Basis des Überhitzerreaktors zu entwickeln, der mit niedrigeren Dampftemperaturen arbeitet. Seitens Alexandrow wurde Nikolai Antonowirtsch Dolleschal damit beauftragt den Reaktor zu entwerfen. Dolleschal legte insbesondere Wert darauf, dass der zu entwerfende Reaktor dem WWER, der damals als einziger Reaktor für das große Kernkraftwerks-Bauprogramm gewählt wurde, gut ergänzen konnte. Insbesondere der Bau großer Anlagen vom Typ WWER-1000 war zu diesem Zeitpunkt noch nicht möglich, da das Fertigungswerk Atommasch nicht vollendet war. Selbst nach der Fertigstellung hätten die Kernkraftwerke nur an gut zugänglichen Standorten errichtet werden können, bei dem die Großkomponenten über den Seeweg angeliefert werden können. Um allerdings auch infrastrukturferne Lastzentren mit Kernkraftwerken auszustatten wurde bei der Projektierung sehr viel Augenmerk darauf gelegt den Reaktor so zu entwerfen, dass er möglichst wenige große Komponenten besitzt und/oder diese vor Ort zusammengebaut werden können.[13]

Im Jahr 1966 legte Dolleschal die Pläne für den Reaktor mit der Bezeichnung RBMK-1000 offen. Dieser war so geplant gewesen, dass lediglich die Dampfseparatoren als einzige Großkomponenten in einer Maschinenbaufabrik gefertigt werden mussten. Die Ischorawerke in Leningrad waren in der Lage sofort mit der Fertigung der Komponenten des Reaktors zu beginnen. Der Neuentwurf des Reaktors lies zu, dass technische Neuerungen eingeplant werden konnten, wie beispielsweise die Reaktorlade- und entlademaschine die es erlaubt den Brennstoff während des Betriebs zu wechseln. Dadurch wollte man die Wirtschaftlichkeit dieser Baulinie verbessern, die beim RBMK-1000 durch sein ineffizientes Design eher schlecht ausfiel. Anfang September 1966 wurde der technische Entwurf des Kernkraftwerks angefertigt und am 29. September 1966 seitens des Ministeriums für mittelschweren Maschinenbau genehmigt, womit der Einsatz des RBMK-1000 für das Kernkraftwerk Leningrad bestimmt wurde. Für die Projektierung wurde WNIPIET beauftragt.[13]

Baustufe 1

1. Baustufe mit Block-1 (links) und Block-2 (rechts)

Mit dem Beschluss vom 29. September 1966 wurde dem Bau von zwei RBMK-1000 zugestimmt. Für die Leitung der Baumaßnahmen wurde Walentin Pawlowitsch Murawjew bestimmt, der zuvor bereits beim Bau der Plutoniumreaktoren in Majak beteiligt war, die ein ähnliches Konstruktionsprinzip haben. Am 6. Juli 1967 wurde begonnen die Baugrube für die beiden Blöcke auszuheben.[13] Am 12. September wurden die ersten Kubikmeter Beton für das Kraftwerksfundament gegossen, am 12. Dezember die ersten Kubikmeter für die tragenden Strukturen am ersten Block.[14] Ab 1970 wurde das Design auch für andere Kernkraftwerke der Sowjetunion adaptiert und in den Kernkraftwerken Kursk und Tschernobyl in Serie implementiert. Später sollte das Kernkraftwerk Smolensk folgen.[15]

Bau

Am 1. März 1970 ging der erste Block offiziell in Bau.[16] Am 6. April 1970 wurde in Leningrad die Atoms for Peace-Ausstellung eröffnet. Der Leiter der Atomenergiekomission der Sowjetunion, Andranik Petrosyants, verkündete der Weltöffentlichkeit in der Eröffnungsrede erstmals, dass man nahe Leningrad mit dem Bau des weltweit ersten 1000 MW-Reaktors begonnen habe. Die Kosten je Kilowattstunde aus dem Block sollten weniger als zwei Fünftel Kopeken betragen.[17][18] Am 1. Juni 1970 ging schließlich auch er zweite Block in Bau.[16] Die Generatoren für die beiden Blöcke, vier Stück an der Zahl mit einer Leistung von 500 MW, wurden in Leningrad bei Elektrosila gefertigt. Für die örtlichen Unternehmen war das Kernkraftwerk Leningrad ein Prestigeobjekt, weshalb die Fertigung der Komponenten für das Kernkraftwerk vor anderen Aufträgen gestellt wurden.[19] Im Jahr 1971 besuchte eine Delegation der Atomic Energy Comission das Kernkraftwerk und wurde über die Technik informiert.[15] Die Zeitschrift Bauplanung-Bautechnik, Band 26 aus dem Jahr 1972 wird das Kernkraftwerk Leningrad insbesondere damit gerühmt, dass es hinsichtlich seiner Wirtschaftlichkeit erstmals den konventionellen Kraftwerken Konkurrenz machen würde.[20] Am 30. Juni 1971 wurden im ersten Block die Metallstrukturen des Reaktorsystems installiert, sodass am 1. August 1972 der Graphit in den Reaktor eingebaut werden konnte. Am 15. Oktober 1972 begann die Installation der Druckröhren. Am 12. Dezember 1972 wurde der erste Stahlbeton für die Turbinenhalle gegossen.[14] Während der Spitze der Bauaktivitäten 1972 auf dem Kernkraftwerksgelände befanden sich 15000 Arbeiter am Standort.[13] Noch gegen Ende 1972 konnte der erste 500 MW-Turbosatz installiert werden.[21] Am 14. Mai 1974 wurde begonnen auch im zweiten Block das Graphit zu installieren, sodass am 26. Juni mit dem Einbau der Druckröhren begonnen werden konnte.[14]

Betrieb

Am 10. September 1973 wurde begonnen den ersten Reaktor mit Brennstoff zu beladen,[22] sodass er am 12. September 1973 erstmals kritisch gefahren werden konnte.[16] Am 14. November begann man mit den Leistungsversuchen, unter denen[22] am 21. Dezember der Block erstmals mit dem Stromnetz synchronisiert wurde[16] und dabei erstmals 150 MW in das Elektrizitätsnetz speiste.[22] Der erste Volllastbetriebs war allerdings davon abhängig, dass bis kurz nach der Inbetriebnahme ein neues Umspannwerk mit einer neuen Hochspannungsleitung in Betrieb ging, die das Kernkraftwerk mit den südlichen Regionen der Oblast Leningrad verbindet, da ansonsten die Energie des Kernkraftwerks nicht im Netz hätte aufgenommen werden können.[23] Während des Probebetriebs kam es am 7. Januar 1974 zu einem Zwischenfall, als ein Gasspeicher aus Stahlbeton zerstört wurde. Die Gase waren radioaktiv und gelangten in die Umwelt. Ein weiterer Zwischenfall ereignete sich in dem Block, als am 6. Februar 1974 eine Leitung des Zwischenkreislaufs für radioaktive Abwässer und Schlämme aufgrund von aufkochenden Wassers brach und das Wasser-Schlamm-Gemisch in die Umwelt gelangte. Bei dem Zwischenfall kamen drei Personen ums Leben.[24] Bis Ende Juli 1974 erreichte der Block rund 80 % seiner Nennleistung, was rund 800 MW entspricht. Bis zu diesem Zeitpunkt wurden bereits zwei Milliarden Kilowattstunden in das Elektrizitätsnetz gespeist.[22] Am 1. November 1974 wurde der Block in den kommerziellen Betrieb übergeben[16] und fuhr am 7. November erstmals unter Volllast mit 1000 MW Leistung.[22] Damit war es bereits mit diesem einen Block das größte Kernkraftwerk Sowjetunion. Seitens des Kernkraftwerksdirektors Murawjew wurde allerdings angemahnt, dass die Anlage trotz des Fortschritts einen Prototypcharakter habe.[25]

Reaktorlade- und entlademaschine

Das Kernkraftwerk erhielt zur Ehrung am 18. Januar 1974[14] den Namenszusatz benannt nach W. I. Lenin (russisch имени В.И. Ленина), eine Ehre die nur wenige Produktionsstätten mit überragenden Leistungen in der Sowjetunion erhielten.[26] Diesen Titel behielt das Kernkraftwerk bis 1980, danach musste das Werk den Titel an das Kernkraftwerk Tschernobyl abgeben, dass weitaus größer werden sollte als Leningrad. Am 1. November 1975 wurde erstmals die Reaktorlade- und entlademaschine für das reguläre Umladen der Brennelemente im ersten Block erprobt.[14] Am 6. Mai 1975 wurde der zweite Block erstmals kritisch gefahren und am 11. Juli 1975 erstmals mit dem Stromnetz synchronisiert. Am 11. Februar 1976 wurde der Block in den kommerziellen Betrieb überführt.[16] Mit einer installierten Leistung von 2000 MW war es das größte Kraftwerk in Europa,[14] bis zur Inbetriebnahme des Kernkraftwerks Biblis im April 1976.[27] Am 17. Januar 1977 wurde auch im zweiten Block erstmals die Reaktorlade- und entlademaschine genutzt.[14]

Reaktorkernanordnung: Der beschädigte Kanal 13-33 ist violett markiert

Nach einer planmäßigen Revision erreichte der erste Block am 30. November 1975 eine Leistung von 800 MWel. Allerdings kam es am ersten Turbogenerator zu einer Fehlfunktion des Druckreglers, weshalb die Turbine vom Netz getrennt wurde und AZ-2 ausgelöst wurde. Dadurch wird die Reaktorleistung auf 50 % reduziert. Aufgrund eines Versehens des Operators wurde um 2:00 Uhr der noch laufende Turbogenerator abgeschaltet, weshalb der Blockschutz griff und das gesamte System abschaltete. Der Operator bemerkte den Fehler und stoppte die Notabschaltung und brachte den Reaktor zurück in den Leistungsbetriebsmodus. Bis 6:15 Uhr konnte der Reaktor wieder auf eine Leistung von 1000 MWth gefahren werden. Spätere Analysen ergaben, dass sich innerhalb der vergangenen 3 Stunden eine Xenonvergiftung im Reaktor ansammelte und die Reaktivitätsreserve von 35 auf 3,5 Steuerstäbe reduziert wurde. Innerhalb der folgenden halben Stunde erhöhte sich die Reaktorleistung, was die Erhöhung der Reaktivitätsreserve auf 21 Steuerstäbe erforderte. Bis 6:33 Uhr erreichte man aufgrund der sich abbauenden Xenonvergiftung rasant eine Leistung von 1720 MWth, allerdings stellte der Operator fest, dass sich der Wasserbedarf für die Druckröhren plötzlich verringerte und die Feuchtigkeit im Reaktorbehälter zunahm, was auf eine Leckage an mehreren Druckröhren hindeuten würde. Der Reaktorbetriebsingenieur betätigte deshalb die Notabschaltung AZ-5 für den Block. Spätere Nachforschungen ergaben, dass der Abbau des Xenons plötzlich geschah und die Brennelemente auf 1 Zentimeter Länge anstatt nur 80 Watt Leistung, rund 900 Watt erreichten, was die Auslegung des Brennstoffs überschritt und dieser daher anfing seine Integrität zu verlieren. Während der Abschaltung stieg die Reaktorleistung aufgrund der Graphitverdränger an den Steuerelementen stark an auf fast 2800 MWth. Insbesondere im unteren Teil des Reaktors konnte ein Anstieg der Neutronenaktivität festgestellt werden. Die Folge war, dass sich am Kanal 13-33 ein starkes Neutronenfeld mit hoher Energiedichte bildete und die Brennelemente überhitzten und daher anschmolzen. Die Folge war eine 6 Zentimeter lange Leckage in der Mitte der Druckröhre.[28]

Die Freisetzung von Radioaktivität und der Schaden konnte bei zum 3. Dezember unterbunden werden. Bis zu diesem Zeitpunkt wurden rund 75000 Curie in die Umwelt abgelassen, davon 60000 über den Fortluftkamin, weitere 15000 Curie über das System W-73.[29] In der folge wurde der Reaktor zum Trocknen des Graphitkerns, der durch die Leckagen an den Druckröhren Wasser gezogen hatte, getrocknet werden. Hierfür wurde die Notreserve Stickstoff, dass zusammen mit Helium den Kern normalerweise umgibt, aufgebraucht und in den Kern eingeblasen. Anstatt die Feuchtigkeit über das Kondensatsystem im Gaskreislauf abzuführen, wurde das Gas direkt über den Fortluftkamin in die Umwelt abgeleitet. Das Gas hatte eine Aktivität von rund 1,5 Megacurie.[24] Fehlerhaft wird dieser Unfall als eine separate Störung beschrieben, die im Oktober 1975 bzw. Oktober 1974 stattgefunden haben sollte, was allerdings falsch ist. WIe es zu diesem Missverständnis kam ist unklar. Nach dem Unfall wurden die anliegenden Kanäle untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass diese keine Schäden aufwiesen. 29 weitere Kanäle wurden wegen Verdacht auf eventuelle Schäden an den Brennelementen entladen und gegen neue Druckröhren ausgetauscht. Der Zwischenfall führte zur Entwicklung der 2. Generation von RBMK-Anlagen, die anstatt nur 179 insgesamt 211 Steuerstäbe besitzen, weiter wurde ein System zur automatischen Leistungsregelung in 7 bis 12 Zonen entwickelt, eine Reaktivitätsreserve von mindestens 15 Steuerstäben im Handbuch vorgeschrieben und ein Warnsystem bei Druckanstieg im Reaktorbehälter eingeführt.[28] Der Reaktivitätseffekt beim Einfahren der Steuerstäbe, bedingt durch deren Konstruktion, war zuvor nicht bekannt und kam erst durch diesen Zwischenfall ans Licht. Unter den Operatoren wurde dieses Phänomen als „Stabendeeffekt“ bezeichnet.[30] Rosenergoatom lies 1999 diesen Unfall nachträglich auf der INES-Skala mit der Stufe 3 bewerten.[29]

Abseits davon gab es im ersten Block im März 1976 eventuell einen Zwischenfall. Eine entsprechende Notiz wurde seitens des Ministeriums für Energie und Elektrifizierung zur Kenntnis genommen. Im gleichen Monat folgte allerdings eine Reaktion seitens Schwedens und Finnlands: Man hatte erhöhte Strahlung festgestellt und kontaktierte die sowjetische Seite deshalb, ob es eine Störung im Kernkraftwerk Leningrad gegeben habe. Seitens der Sowjetunion wurde allerdings eine etwaige Unregelmäßigkeit am Kernkraftwerk bestritten und übermittelt, dass die Kernkraftwerke normal arbeiten würden. Dieser Zusammenhang zwischen der Notiz beim Ministerium und den radioaktiven Messwerten wurde erst später bekannt und als Versuch aufgedeckt worden, seitens der Sowjetunion eine Störung zu vertuschen.[31]

Bis 1979 wurde im ersten Block ein Versuchsprogramm abgearbeitet, in dem verschiedene Fahrmanöver mit dem Reaktor und den Blockanlagen vorgenommen wurden. Dieses Testprogramm wurde am Polytechnischen Institut von Leningrad vorkalkuliert. Kalkuliert wurde unter anderem der Verringerung des Drucks und der Temperatur im Block, was den Effekt bewirkt, dass die Temperatur der Brennelemente und des Graphits abnehmen, sowie die Dampfdichte sinkt. Allerdings könnte dadurch die Dampfmenge, die aus dem System abgeführt wird, erhöht werden, allerdings auf Kosten der Reaktivitätsreserve. Durch den kälteren Graphit wird die Moderation verbessert. Um dies unter realen Bedingungen zu erproben wurde im ersten Block seitens des Polytechnischen Instituts ein entsprechender Versuch vorgenommen und durch ein Druckregelventil entsprechend viel Dampf abgelassen um den Druck zu senken. Bereits beim Beginn des Versuchs war ein schneller Anstieg der Reaktivität zu verzeichnen, dem durch Einfahren von Steuerstäben entgegengewirkt wurde. Ähnliche Versuche wurden noch bei unterschiedlichen Leistungen vorgenommen mit verschiedenen Drücken. Alle Versuche zeigten, dass der Block bei kleinen Veränderungen im Druck zur Zunahme der Reaktivität neigte. Allerdings konnte gezeigt werden, dass der Neutronenfluss bei niedrigeren Drücken gleichmäßiger war und die Absorbtion durch das Wasser in den Kanälen reduziert wurde. In diesem Zusammenhang wurden an der Turbine vom Typ K-500-65/3000 ebenfalls diverse thermodynamische Versuche vorgenommen. So stellte man fest, dass die Verringerung der Temperatur und des Drucks zu einer starken Zunahme des Wassergehalts im Sattdampf führte und die Überhitzer weniger effizient arbeiteten, was zu Leistungseinbußen bei der Elektrizitätserzeugung führte. Ein gleicher Versuch zeigte aber, dass bei gleichbleibender Temperatur mit geringeren Druck sich dieses Phänomen verbesserte und der Wassergehalt im Hochdruckteil der Turbine stark abnahm. Dies führt dazu, dass die Turbine in sich effizienter wird und die Überhitzer effizienter arbeiten. Dies führte zu einer höheren Erzeugung von Elektrizität. Die Versuche zeigten allerdings auch, dass die Dampfleitungsführung selbst eine große hydraulische Resistenz bieten und die Dampfleitungsführung bei neueren Anlagen zwangsläufig verbessert werden musste. Durch diese Ineffizienz gab es besonders bei baugleichen Anlagen der 1. Generation immer wieder Probleme mit den Turbinen, die aufgrund des hohen Wassergehalts im Sattdampf nicht sehr stabil auf 3000 Umdrehungen pro Minute fuhren.[32]

Turbinen von Block-2

Im Jahr 1983 wurden im zweiten Block am Turbogenerator 3 diverse Modifikationen vorgenommen. Der Plan war es die Effizienz der Dampfüberhitzer für die Dampfturbinen vom Typ K-500-65/3000 zu steigern durch den Einbau von liegenden Filmüberhitzern anstatt der bisher stehenden Überhitzern. Vorangegangene Untersuchungen in den Kernkraftwerken Leningrad und Nowoworonesch zeigten, dass durch eine ungleichmäßige Verteilung des Sattdampfs in den Überhitzern nur sehr ineffizient die Feuchtigkeit entzogen werden kann. Es wurde bewertet, dass eine gleichmäßige Verteilung bei Stömungsgeschwindigkeiten von 50 bis 60 Meter pro Sekunde unmöglich war mit diesen Überhitzern. Weiter wurde festgestellt, dass sich ein Wasserfilm an den Wänden der Überhitzer ansammelte und zur Korrosion führte. Ähnliche Untersuchungen im Kernkraftwerk Kola an der kleineren Dampfturbine vom Typ K-220-44/3000 bestätigten dieses Problem. Auf Anraten von A. F. Bakanow wurde empfohlen den Einsatz von Filmüberhitzern in einem Kernkraftwerk zu erproben um festzustellen, ob durch diese modifizierte Variante die Bildung von Wasserfilmen an den Wänden der Überhitzer verhindert werden kann und durch eine gleichmäßigere Dampfverteilung auf alle vier Überhitzer die Leistungsverteilung verbessert werden kann. Im Oktober 1983 wurde während der Revision des zweiten Blocks die vier konventionellen Überhitzer zwischen dem Hoch- und Niederdruckteilen durch die neuen Filmüberhitzer ersetzt. Die Überhitzer waren so konstruiert, dass man den Wassergehalt des Dampfes kontrollieren konnte und je nach Bedarf mehr Wasser oder weniger Wasser in die Entnahmetanks leiten konnte, die wiederrum das Wasser zurück in den Kreislauf leiteten. Einer der vier Überhitzer wurde so modifiziert, dass ein Abfall des Drucks verursacht werden kann und versuchsweise das Wasser einfach direkt in den Kondensator geleitet wird. Nach der Modifikation wurde eine lastfreie Laufprobe der Turbine vorgenommen um die Effizienz zu testen. Zur Temperaturüberwachung wurden 20 Thermoelemente in einem der Überhitzer platziert, weitere 9 Elemente hinter dem Überhitzer um die Temperatur des überhitzten Dampfes zu messen.[33]

Die Überhitzer wurden anschließend unter gleichmäßigen Grundbedingungen erprobt mit Änderungen der Lasten des Turbogenerators zwischen 200 und 500 MW, sowie speziell auf einer Leistung von 100 MW unter stabilen Bedingungen im Stromnetz und der Stromerzeugung. Grundsätzlich ist die Arbeitsleistung der Überhitzer davon abhängig wie groß der Massenstrom des Dampfes zur Turbine ist. Da die Turbine stetig unter der gleichen Drehzahl laufen muss wird der Massenstrom durch Erhöhung der Last an der Turbine gesteigert, der Reduzierung der elektrischen Last kann auch der Dampffluss zur Turbine reduziert werden. Während des Testbetriebs wurde festgestellt, dass bei einer Leistung von 200 MW rund 1,56 bis 1,72 Kilo Wasser pro Sekunde aus dem Dampf entzogen werden konnten, bei einer Leistung von 500 MW bis zu 5,40 und 6,31 Kilo je Sekunde. Die gesamte Effizienz war damit im Vergleich zu den stehenden Überhitzern um das 2 bis 3-fache schlechter (28,8 % Wirkungsgrad bei einem Wassergehalt im Dampf von 15 %), da der Massenstrom durch die Bauweise größer sein muss. Hinsichtlich der Effizienz dem Sattdampf das Wasser zu entziehen zeigte die Bauweise allerdings eine hohe Effizienz. So konnte die Dampftemperatur im ersten Hochdruckteil auf jeder Seite um 5 °C angehoben werden, beim zweiten Niederdruckteil lag die Temperatur um 3 °C höher als mit den stehenden Überhitzern. Insgesamt konnte die Generatorleistung durch den Einsatz dieser Überhitzer um 1,87 MW erhöht werden. Allerdings blieb die Verteilung des Dampfes auf die verschiedenen Teile der Turbine ungleichmäßig und wurde dadurch begünstigt, dass ein später entdeckter Konstruktionsfehler dazu führte, dass das abgetrennte Wasser wieder in die Dampfleitung kam. Als Fazit gab man an, dass die Erprobung zwar erfolgreich war, allerdings für einen kommerziellen Einsatz in Turbinen weiterentwickelt werden müsste. Die Erprobung dieser Dampfüberhitzer wurde in Leningrad eingestellt und die Turbine anschließend wieder umgebaut.[33]

Reaktor im ersten Block

Zum zehnjährigen Betrieb des ersten Blocks veröffentlichte die sowjetische Zeitschrift Atomnaja Energia 1984 einen Artikel über das Kernkraftwerk, in dem die Betriebsergebnisse von 1974 bis 1982 aufgelistet und gelobt werden.[34] Nach der Katastrophe von Tschernobyl im April 1986, einen der baugleichen Kernkraftwerke, wurde zur Vermeidung von Reaktivitätsspitzen die Brennstoffanreicherung von 2 % auf 2,4 % erhöht.[35] Weiter wurden Modifikationen an den Steuerstäben vorgenommen um die Einfahrgeschwindigkeit zu erhöhen.[35] Entsprechend der Charakteristik jedes einzelnen RBMK-1000 wurde die Reaktivität errechnet. Um den Überschuss bei dem Fahren der Steuerstäbe zu verringern wurden am 13. März 1987 im zweiten Block 79 Absorberelemente in den Kanälen platziert, am 30. März 1987 folgte die Platzierung von 80 Absorberelementen im ersten Block.[36] Am 11. Mai 1989 erklärte das Oblastkomitee der kommunistische Partei der Sowjetunion, dass der erste Block des Kernkraftwerks Leningrad für eine Rekonstruktion ab Juni 1989 vom Netz gehe. Innerhalb dieser Rekonstruktion sollen 40 % aller Druckröhren des Reaktors getauscht werden, die sich nach Analyse von Druckröhren aus dem dritten Block des Kernkraftwerks Tschernobyl als fehlerhaft erwiesen und daher eine neue Generation von Druckröhren entwickelt wurde. Bis November sollte der Block zur Deckung der Winterlasten wieder am Netz sein und im folgenden Jahr 1990 der Tausch der Druckröhren abgeschlossen werden. Ebenfalls wurde bekannt gegeben, dass bereits Verbesserungen am Confinement vorgenommen wurden, die infolge des Unfalls in Tschernobyl als nötig angesehen wurden. Die expliziten Kosten für die Nachrüstungen wurden nicht offen gelegt, allerdings stieg der Preis für eine Kilowattstunde aus dem Kernkraftwerk Leningrad von 0,7 Kopeken auf 0,85 Kopeken an. Seitens der sowjetischen Presse wurde diese Abschaltung sehr kritisch gesehen wegen der wegfallenden Versorgungskapazitäten für die Stadt Leningrad, da ein einzelner Block alleine 15 % des Strombedarfs der Region deckte. Um einen Versorgungsenpass zu umgehen, was einer der größten Langzeitprobleme der Sowjetunion darstellte, wurde das Leningrader Stromnetz in das neu gegründete europäische Verbundnetz der Sowjetunion synchronisiert.[37]

Hinsichtlich der Sicherheit lies sich die Presse belehren, dass die radioaktiven Abgaben des Kernkraftwerks Leningrad über die Jahre hinweg hundertfach unter den genehmigten Grenzwert lag. Die Presse lies sich davon allerdings nur bedingt beeindrucken, da die Dokumente dafür nicht veröffentlicht wurden. Seitens der neu in Sosnowy Bor zusammengefundenen Aktivistengruppe Grüner Frieden (russisch Зеленый Мир) wurde diese Taktik, die Informationen zurückzuhalten, schwer kritisiert. Seitens der Gruppierung wurde darauf aufmerksam gemacht, dass sie sich dafür einsetzen wolle die entsprechenden Informationen offenzulegen, was im Kernkraftwerk Leningrad vor sich gehe.[37] Da mit anderen Kernkraftwerk des gleichen Bautyps Probleme beim Volllastbetrieb der Reaktoren bestanden untersagte im Juni 1990 Gosatomnadzdor den Volllastbetrieb sämtlicher RBMK-1000 der ersten Generation. Die Reaktoren wurden deshalb ab diesem Zeitpunkt mit nur noch maximal 700 MWel gefahren.[1] Mit der Entwicklung des MKER-1000 im Jahr 1991, dem Nachfolgemodell des RBMK-1000, der den IAEA-Ansprüchen vollständig entspricht, wurde es möglich die RBMK mit den technischen Neuerungen des MKER zu überholen und die aktive Zone auf moderneres Niveau aufzurüsten. Langfristig würde dies einen längeren Betrieb dieser Reaktoren ermöglichen.[38]

Strahlungsmessung im Kernkraftwerk Leningrad, 1989

Im Jahr 1991 waren erstmals deutsche Spezialisten in dem Werk und führten Strahlenmessungen durch. Die Werte lagen vereinzelt sehr hoch: Zusätzlich wurde bemängelt, dass einige Feuerschutztüren nicht mehr ihren Zweck erfüllen können und nicht mehr schließen. Die deutschen Experten waren von diesen Problemen geschockt.[39] Eine schwedische Delegation besuchte 1992 das Werk und nahm erste Arbeiten zur Erhöhung der Sicherheit in Angriff, darunter die Installation zusätzlicher Ventile und Leitungen im Bereich des Reaktors. Die schwedische Aufsichtsbehörde weigerte sich aber Unsummen in die Anlage zu investieren. Das Mitglied Jan H. Nistad der schwedischen Aufsichtsbehörde formulierte es so, dass es keinen Wert habe in diese Kernkraftwerke auch nur im geringsten Geld zu investieren. Deshalb war seitens Schweden sicher, dass die Reaktoren in naher Zukunft vom Netz gehen müssen und ein Ersatz errichtet werden muss.[40] Im Juni 1992 kam eine entsprechende Forderung von einer Gruppe von Wissenschaftlern der Akademie der Wissenschaften der Sowjetunion, die Stilllegung dieser Reaktoren vor dem eigentlichen Zeitplan vorzunehmen.[41] Bis 1992 wurden erste Nachrüstungen am Werk ausgeführt, die sich auf den ersten Block fokussierten, darunter eine Modernisierung des Speisewassersystems, der Tausch von 1600 Druckröhren und die Rekonstruktion der Graphitblöcke. Zusätzlich wurde das Kontroll- und Steuersystem erneuert.[42]

Im Rahmen des TACIS-Programms der Europäischen Gemeinschaft wurden in den folgenden Jahren kleinere Nachrüstungen an den Blöcken vorgenommen um auf niedrigsteM Niveau den sicheren Betrieb der Reaktoren zu gewährleisten.[43] Insbesondere das Nachbarland Finnland war an dem sicheren Betrieb der Reaktoren interessiert und stellte 3,5 Millionen Dollar für das Kernkraftwerk Leningrad und Kola zusammen zur Verfügung.[44] Ebenso stellte die europäische Bank für Wiederaufbau und Entwicklung diverse Gelder für die Nachrüstung bereit. Die Wirtschaftlichkeit und ob das Projekt rentabel wäre wurde in der Joint Energy Alternative Studie analysiert. Der Bericht schloss mit der Schlussfolgerung, dass die Nachrüstungsmaßnahmen unter allen Gesichtspunkten vernünftig ist.[45] Im Oktiober 1994 wurde der erste Block deshalb für weitere Modernisierungsarbeiten vom Block genommen zur weiteren Modernisierung des Steuer- und Schutzsystem des Reaktors und zum Umbau der Dampfseparatoren.[42] Durch diese Umbaumaßnahmen konnte das Abscheiden des Dampfes verbessert werden und der Wasserinhalt in den Dampfabscheidern erhöht werden, damit bei einer Störung mehr Wasserreserven im Kühlsystem vorhanden sind.[46] Das Wasservolumen im ersten Block wurde auf 29 Kubikmeter je Dampfabscheider vergrößert.[47] Etwa zum gleichen Zeitpunkt wurden ebenfalls am zweiten Block erste Nachrüstungsmaßnahmen eingeleitet, darunter unter anderem seismische Verbesserungen an den Gebäuden, Feuerschutzmaßnahmen und die Installation eines neuen Diagnosesystem, inklusive Rüstungen am bestehenden Steuer- und Kontrollsystems.[42] An diesem Block wurden ebenfalls Modifikationen an den Dampfabscheidern vorgenommen, die im Gegensatz zum ersten Block sogar jeweils 72 Kubikmeter Wasser aufnehmen können.[47] Der Block ging im Dezember 1994 wieder ans Netz.[42] Nach der Modernisierung wurde im Jahr 1996 die Leistungsbeschränkung von 700 MWel endgültig aufgehoben und der Volllastbetrieb der Blöcke mit 1000 MWel wieder genehmigt.[48]

Schaltwarte nach Modernisierung mit neuen visuellen Instrumenten

Im Juni 1995 wurden seitens der europäischen Bank für Wiederaufbau und Entwicklung Gelder in Höhe von 80,5 Millionen US-Dollar zu Verfügung gestellt für Sicherheitsnachrüstungen der Kernkraftwerke Kola, Nowoworonesch und Leningrad. Alleine 32,4 Millionen US-Dollar waren für das Kernkraftwerk Leningrad bestimmt für die Rekonstruktion und exzessiven Nachrüstung der ersten beiden Blöcke mit verschiedener Sicherheitsausrüstung und ganz besonders der Installation eines Kernnotkühlsystems.[42] Am 1. August 2004 wurde die letzte Modernisierung am ersten Block beendet und der Block damit fit für den weiteren Betrieb für zusätzlich 15 Jahre gemacht. Die genauen Kosten der letzten Modernisierung wurden nicht bekannt gegeben, allerdings vermutet man, dass die Kosten bei rund 200 Millionen Dollar lagen, da dieser Betrag vom Staatsbudget auf Rosenergoatom umgeschichtet wurde.[49] Am 10. Oktober 2004 musste der Block allerdings aufgrund eines fehlerhaften Alarms per Schnellabschaltung vom Netz genommen werden.[50] Am 6. Dezember 2004 kam es erneut zu einer Schnellabschaltung aus ungeklärten Gründen. Tatsächlich stellte man aber fest, dass das neue Sicherheitssystem sehr sensibel reagierte und bereits kleinere Abweichungen genauer als das alte System erfasst. Allerdings ist das System so ausgelegt, den Block bei Abweichungen sofort vom Netz zu nehmen und den Reaktor abzuschalten.[51]

Am 6. Mai 2012 ging der erste Block für eine routinemäßige Inspektion vom Netz. Bereits seit 2008, seitdem ebenfalls bei einer routinemäßigen Untersuchung ein Anschwellen des Graphitblocks festgestellt wurde, werden die einzelnen Graphitblöcke regelmäßig geprüft und überwacht. Viele von ihnen wiesen Risse auf und stark Deformationen, die sich bis Mai 2012 ungeahnt stark verschlimmert hatten. Da das Problem bis hin zur Verformung der SUZ-Kanäle führen kann, der Kanäle in denen die Steuerstäbe fahren, ist das Problem sehr ernst und könnte dazu führen, dass die Steuerstäbe sich durch die Deformationen in den Kanälen verklemmen und stecken bleiben. Tritt dieses Problem bei einer Störung auf, die ein schnelles Abschalten erfordert, birgt dieses Problem ein großes Sicherheitsrisiko. Das Anschwellen selbst wird durch den Neutronenfluss verursacht und ist völlig normal. Da allerdings der RBMK eine Gaskühlung hat tritt kein Winger-Effekt auf, also kein rasches Zusammenziehen der Kohlenstoffatome, das mit einer raschen Energiefreisetzung verbunden ist, sondern die Graphitblöcke verlieren die Integrität und werden spröde. Rosenergoatom entschied sich daher die Wartung des Blocks bis Juni 2013 zu verlängern und den Schaden zu beheben. Seitens anderer Organisationen wurde nahegelegt, dass der Block stillgelegt werden muss. Auch Rosenergoatom machte klar, dass der Block eventuell vor Ende seiner Betriebslizenz vom Netz gehen müsse, sofern das Problem akut bliebe. Für die anderen RBMK-Anlagen bedeutete dies, dass sie möglicherweise auch früher vom Netz gehen müssten, für den Energiesektor, dass die neuen Kernkraftwerke bereits früher fertiggestellt werden müssen, um die wegfallenden Kapazitäten zu ersetzen.[52][53] Am 22. Januar 2013 gab Rostechnadsdor die Genehmigung die Arbeiten auszuführen. Am 11. Februar gab das ausführende Unternehmen TITAN-2 bekannt, dass man im März mit den Arbeiten beginnen werden, bei denen 350 Kanäle ausgebaut und getauscht werden, während dazwischen der Graphit in dieser Region repariert wird. Dass diese Maßnahmen erfolgreich sein werde ist nicht gesichert. Aufgrund des Verzugs wird es erst im November 2013 eine Entscheidung geben, ob der Block wieder in Betrieb gehen wird oder endgültig stillgelegt wird. Sollten die Maßnahmen erfolgreich sein, so werden diese auch bei sämtlichen anderen RBMK-Anlagen in Russland umgesetzt. Sollte allerdings die Stilllegung für den Block ausgesprochen werden, gibt es konsequent Verkürzungen bei der Verlängerung der Laufzeiten für die verbleibenden RBMK-Anlagen.[54]

Tatsächlich funktionierte die Rekonstruierung des Graphitmoderators, sodass man die Standzeit des Reaktors technisch gesehen um mehrere Jahrzehnte verlängern konnte. Im Rahmen dessen wurde für die Verlängerung der Laufzeit von RBMK-Anlagen im am 11. November von Ministerpräsident Dimitri Medwedew vorgestellten strategischen Papier für die Energieversorgung bis 2030 eine Klausel offen gehalten, die weitere Laufzeitverlängerungen bei RBMK-Anlagen vorsieht. Die Graphitrekonstruktion soll zukünftig auch in anderen RBMK-Anlagen Anwendung finden, mit den dazu entwickelten Sondermaschinen, die es zuvor nicht gab. In den folgenden Monaten sollte während der langsamen Inbetriebnahme entsprechende Parameter gesammelt werden, wie erfolgreich die Rekonstruktion war und wie mit den Blöcken zukünftig verfahren wird.[55] Ein Problem stellt allerdings das entfernte Graphit aus dem Reaktor da, da für dieses noch keine Behandlungsmaßnahmen entwickelt wurden. Daher wird das entfernte Graphit konserviert und eingelagert.[56] Am 26. November 2013 ging der erste Block wieder ans Netz. Die Systeme und die Parameter des Blocks sollten in den folgenden Tagen untersucht werden, sodass binnen kurzer Zeit der Block wieder unter Volllast fahren könne.[57]

Stilllegung

Ursprünglich sollten beide Blöcke nach einer Standzeit von 30 Jahren vom Netz gehen. Der erste Block hätte demnach 2003 abgeschaltet werden müssen, erhielt aber eine Verlängerung der Betriebslizenz um 15 Jahre bis 2018. Der zweite Block hätte 2005 vom netz gehen müssen, erhielt allerdings ebenfalls eine Betriebsverlängerung um weitere 15 Jahre bis 2020.[58] Aufgrund der Probleme am Graphit im ersten Block gibt es seitens Rosenergoatom die Aussicht den ersten Block, sofern irreparabel, noch 2013 vom Netz zunehmen, den zweiten Block 2014. Als Begründung für die vorgezogene Stilllegung wird genannte, dass die beiden ersten Blöcke des Kernkraftwerks Leningrad II ab zirka diesem Zeitpunkt die Kapazitäten der Blöcke ersetzen kann.[59]

Baustufe 2

Zunächst wollte man für die zweite Baustufe eine Kopie der ersten Baustufe errichten,[14] weshalb am 1. Dezember 1973 wurde mit dem Bau des dritten Blocks in dieser Art begonnen.[16] Allerdings gab es die Entscheidung die Blöcke nach den neusten Entwicklungen und Sicherheitstechnologien nach sowjetischen Stand auszulegen. So hat die zweite Baustufe weitaus mehr Hilfssysteme und einen größeren Aufbau als die erste Generation. Diese Designänderung wirkte sich allerdings darauf aus, dass die Erfahrungen, die man beim Bau der ersten beiden Blöcke sammelte, praktisch nicht mehr genutzt werden konnten.[14] Der Grund für den Bau der zweiten Baustufe lag im Energiebedarf, der in der Region Leningrad sprunghaft Anstieg.[60]

Bau

Mast der 750 kV-Leitung Leningrad – Moskau

Mit den Arbeiten an den beiden Blöcken unter dem neuen Design wurde 1975 begonnen.[14] Am 1. Februar 1975 ging auch der zweite Block in Bau, nachdem man die Strukturen für den ersten Block vom Altprojekt ab 1973 fort nutzte.[16] Insbesondere die technologischen Verbesserungen wurden für den dritten und vierten Block adaptiert, so wurde die Produktion der Rohrleitungen qualitativ verbessert um die Zahl der Schweißnähte zu verringern, sowie der Einsatz von einem speziellen Kran der es erlaubte den gesamten Reaktor auf der Baustelle anstatt bei einem Maschinenbauer zu montieren. Dadurch wurde viel Zeit gespart, sodass der Bau doppelt so schnell voran schreiten konnte als noch bei der ersten Baustufe. Am 4. November 1977 war man mit den Arbeiten am dritten Block weit genug, sodass man mit der Installation der Metallstrukturen beginnen konnte. Am 15. Mai 1978 folgte der Einbau des Graphits, gefolgt vom Einbau der ersten Druckröhren am 20. September 1978 begonnen werden konnte. Mit der Installation des Graphits im vierten Block wurde am 3. September 1980 begonnen. Am 26. September 1980 wurde die Installation der Druckröhren begonnen.[14]

Die Inbetriebnahme der ersten beiden Blöcke offenbarte, dass die Netze die vom Kernkraftwerk weggingen nicht ausreichten, erst recht nicht für die beiden zusätzlichen Blöcke, sodass eine neue 526 Kilometer Hochspannungsleitung mit 1063 Masten vom Kernkraftwerk Leningrad bis nach Moskau in Bau ging, die die im Kernkraftwerk erzeugte Energie für die Industriebetriebe um Moskau bereitstellen sollte. Diese Hochspannungsleitung wird allerdings anders als bisherige Leitungen auf einer Spannungsebene von 750 kV betrieben und ist die erste Leitung, die den Grundstein für das Höchstspannungsnetz der Sowjetunion legte, das zunächst nur zwischen den Kernkraftwerken der Sowjetunion errichtet wurde. Konstruktiv sind die V-Förmigen Masten besonders. Bei einer Höhe von 40 Metern berühren die Masten selbst nur am untersten Punkt des V den Boden, sind allerdings seitwärts mit zusätzlichen Stahlseilen verspannt. Über die beiden oberen Enden des V ist quer ein weiteres Gitter installiert, an dem die drei Phasen der Höchstspannungsleitung an den Isolatoren aufgehängt sind. Jede einzelne Phase teilt sich noch einmal auf drei Leiterbündel auf, die wiederum jeweils fünf einzelnen Leiterseilen bestehen. Dadurch soll der Verlust auf der Strecke möglichst gering gehalten und hohe Kapazitäten übertragen werden können. Die Konstruktion der Masten selbst wurde nicht aus ästhetischen Gründen gewählt, sondern aus wirtschaftlichen. Durch diese Konstruktion war es möglich auf der gesamten Strecke rund 4000 Tonnen Stahl einzusparen, die bei einer anderen Mastkonstruktion zusätzlich benötigt worden wären.[61] Die Leitung beginnt direkt am Kernkraftwerk, führt über Sankt Petersburg bis nach Konakowo, rund 120 Kilometer nördlich von Moskau.[62] Seit 1982 befindet sich an der Leitung auch das Kernkraftwerk Kalinin.[63]

Betrieb

Die Planungen aus dem Jahr 1978 sahen vor, dass der dritte Block 1980 und der Vierte 1981 ans Netz gehen würden.[64] Bereits am 17. September 1979 wurde der dritte Block erstmals kritisch gefahren und konnte am 7. Dezember 1979 erstmals ans Netz gehen. Am 29. Juni 1980 wurde der Block in den kommerziellen Betrieb übergeben.[16] Am 3. September 1980 wurde erstmals die Reaktorlade- und entlademaschine zum Wechseln der Brennelemente im dritten Block verwendet.[14] Der vierte Block wurde am 29. Dezember 1980 erstmals kritisch gefahren und ging am 9. Februar 1981 erstmals ans Netz. Am 29. August 1981 wurde der Block in den kommerziellen Betrieb übergeben.[16] Am 6. August 1981 wurde erstmals die Reaktorlade- und entlademaschine zum Wechseln der Brennelemente im vierten Block verwendet.[14] Mit der vollen Inbetriebnahme war das Kernkraftwerk Leningrad mit einer Leistung von 4000 MW das größte Kernkraftwerk der Welt.[65] Abgelöst wurde das Werk erst durch die Inbetriebnahme des Kernkraftwerks Gravelines in Frankreich im Jahr 1984 durch die Inbetriebnahme des fünften Reaktors.[66] Die Inbetriebnahme dieser Blöcke wirkte sich allerdings auch auf die Estnische Sozialistische Sowjetrepublik (ESSR) aus. Die beiden Kraftwerke Ahtme und Kohtle-Järve produzierten einen großen Anteil der in der ESSR vorhandenen Bedarf, allerdings verdrängte die weitaus preiswertere Energie aus dem Kernkraftwerk Leningrad die beiden Kraftwerke in ihrer Erzeugungsposition und ihrem Lastzentren. Obwohl Ahtme 1979 und später 1988 auch Kohtla-Järve mit neuen Filtern nachgerüstet wurden um einen sauberen Volllastbetrieb zu gewährleisten, fuhren die beiden Kraftwerke nur noch zur Deckung der Lastspitzen an, die Grundlasterzeugung wurde allerdings ab 1979 fast vollständig vom Kernkraftwerk Leningrad übernommen. Die ESSR musste daraufhin den Energiesektor neu reorganisieren.[67]

Nach der Katastrophe von Tschernobyl im April 1986, einen der baugleichen Kernkraftwerke, wurde zur Vermeidung von Reaktivitätsspitzen die Brennstoffanreicherung von 2 % auf 2,4 % erhöht. Weiter wurden Modifikationen an den Steuerstäben vorgenommen um die Einfahrgeschwindigkeit zu erhöhen.[35] Entsprechend der Charakteristik jedes einzelnen RBMK-1000 wurde die Reaktivität errechnet. Um den Überschuss bei dem Fahren der Steuerstäbe zu verringern wurden am 8. Mai 1987 im dritten Block 80 Absorberelemente in den Kanälen platziert, für den dritten Block waren keine nötig. Grund waren entsprechende Fahrversuche mit 146 Brennelementen mit einer höheren Anreicherung von 2,4 %, die diese Reaktivität in diesem Reaktor bereits beseitigten. Diese Brennelemente wurden später für sämtliche RBMK-Anlagen adaptiert.[36]

Reaktorkernanordnung: Der betroffene Kanal 52-16 ist Violett markiert

Am 24. März 1992 kam es zu einem Zwischenfall im dritten Block des Kernkraftwerks, während des Volllastbetriebs des Blocks mit 1000 MWel und 3154 MWth. Um 2:34 Uhr begann aus unbekannten Grund die Wassersäule im Kanal 52-16 zu sinken. Zuvor arbeitete der Kanal ohne Probleme mit dem Brennelement, dass am 21. Oktober 1991 zuletzt geladen wurde und bereits eine Anreicherung von 2,4 % besaß. Die Kanalleistung lag bei 1,96 MWth. Aufgrund des sinkenden Wasserstands im Kanal wurde die Reaktorabschaltung (AZ-5), der Blockschutz der Turbinenanlahe (BAZ-T) und die Notabschaltung der Turbine 5 (AZ-T1) eingeleitet und damit der Block vom Netz getrennt und abgeschaltet. Kurz darauf tauchte das Signal Druckanstieg im Reaktorbehälter auf, dass auf eine Leckage an einer der Druckröhren hindeutete. Dies hatte zufolge, dass auch das Schnellabschaltsystem vollständig griff und den Reaktor abschaltete. Der Druck im Reaktorbehälter erreichte um 2:35 Uhr seine Spitze und begann infolge der eingeleiteten Maßnahmen zu sinken. Da der Durchfluss zum Kanal 52-16 bei 0 lag, öffneten die Operatoren das automatische Regelventil des Blockes vollständig auf Stufe 8. Zuvor stand das Regelventil auf Stufe 5,5. Da sich der Durchfluss nicht änderte, fuhr man das Ventil wieder auf diesen Zustand zu. Um zusätzlich Wasser in den Reaktor zu leiten wurde das Kernnotkühlsystem des Blocks aktiviert mit der Standardgeschwindigkeit zur Wärmeabfuhr von nicht mehr als 30 °C pro Stunde. Der abgeleitete Dampf aus dem Reaktorbehälter wurde in den Kondensationstürmen der Blöcke wieder kondensiert. Zwischen 2:37 hr und 2:40 Uhr konnte ein Anstieg der Freisetzung radioaktiver Edelgase von 4,0×10-9 Curie pro Liter auf 8,4×10-7 Curie pro Liter, sowie einen Anstieg der Jodkonzentration von 4,7×10-14 Curie pro Liter auf 2,6×10-12 Curie pro Liter verzeichnet werden. Während in der weiteren Umgebung die Hintergrundstrahlung bei 0.2 µSv/h bis 0.35 µSv/h blieb, stiegt die Strahlung direkt an dem Kondensationsturm auf 1 µSv/h bis 3 µSv/h an. Um 2:50 Uhr kam es zu einem plötzlichen Druckanstieg in diesen Türmen und zum Zerplatzen der Filtermembran, welche die Gase filterte, die über diese Kondensationstürme aus dem Reaktorbehälter mitgerissen werden. Grund für das Platzen war ein zu niedriger Wasserstand in den Kondensationstürmen, die zum Druckanstieg führten. Die Folge war, dass die Gase ungefiltert in die Atmosphäre gelangten und der Block radioaktive Gase direkt aus dem Reaktor in die Umwelt ableitete. Um eine Kontamination der Anlage zu verhindern wurde um 3:25 Uhr die Belüftung der Reaktoranlage abgeschaltet.[68]

Gegen 3:40 Uhr wurde das Kondensationssystem abgeschaltet um die geplatzte Membran zu reparieren. Im Block wurde zur gleichen Zeit versucht den Wasserdurchsatz im Kanal 52-16 wiederherzustellen durch erneutes öffnen des Ventils. Es gibt hinweise darauf, dass teilweise ein Durchsatz von bis zu 10 Kubikmeter pro Stunde bestanden hatte. Gegen 4:10 Uhr wurde begonnen den Reaktorbehälter mit dem Helium-Stickstoff-Gasgemisch zu speisen, um den Graphitkern wieder zu trocknen. Die Fließgeschwindigkeit des Gases lag bei 270 Kubikmillimeter pro Stunde. Gegen 8:30 Uhr wurde die Ableitung des Gases aus dem Reaktorbehälter reduziert um das Gasniveau zu halten. Eine Analyse der Gaszusammensetzung um 9:30 Uhr ergab, dass ein Anteil von 0,6 % Wasserstoff vorhanden war und damit der Grenzwert von 0,4 % überschritten wurde. Bis zur Entfernung der Druckröhre mit dem mittlerweile partiell damit verschmolzenen Brennelement entschied man, das Wasser aus den Kondensationstürmen abzulassen, um eine weitere Ansammlung des Wasserstoffs mit möglicher Explosion im Reaktorbehälter zu verhindern. Folgeüberwachungen und Auswertungen ergaben, dass die Strahlung um das Kernkraftwerk Leningrad die Hintergrundstrahlung von 0.2 µSv/h bis 0.35 µSv/h nicht überschritt, ähnliche Werte wurden auch in der Reaktorhalle gemessen. Aufgrund einer Analyse des Speisewassers im Block konnte man nachweisen, dass die Brennstoffhülle geschmolzen war und rund 140 Curie 131Jod ausgespült wurden und 5000 Curie andere Spaltgase. Davon gelangten über die defekte Membran in den Kondensationstürmen rund 0,18 Curie 131Jod direkt in die Atmosphäre, sowie 4000 Curie anderer Spaltgase. Nach Auskühlen des Reaktors wurde versucht das Brennelement mit der Reaktorlade- und entlademaschine zu entladen, allerdings konnte nur die 540 Millimeter lange Aufhängung der Brennelemente geborgen werden. Weitere Versuche brachten nur Teilerfolge, sodass nur rund 5 Meter des Brennelements geborgen werden konnten.[68]

2. Baustufe mit Block-3 (links) und Block-4 (rechts)

Nachforschungen nach der Unfallursache brachten zutage, dass das Regelventil des Kanals während Reparaturarbeiten beschädigt wurde. Weiter wurde festgestellt, dass der Drehbolzen zur Regelung gebrochen war, was auf ein zu hohes Drehmoment bei der Regelung hinweisen könnte, allerdings auch auf einen Materialfehler. Der untere Teil des Ventils verklemmte sich in geöffneter Stellung in komplizierter Weise, sodass beim Versuch das Ventil weiter zu öffnen tatsächlich der Wasserdurchfluss verringert wurde. Am Ende waren nur rund 3 Kubikmeter Wasser durch dieses Ventil geflossen, sodass die Kugelmesssonde, die den Durchfluss misst, nicht stark genug angeregt werden konnte und einen Durchfluss von 0 Kubikmeter pro Stunde signalisierte. Solch ein Zwischenfall mit dem Schmelzen eines einzelnen Brennelements kam bisher nur einmal vor, zehn Jahre früher am 9. September 1982 im ersten Block des Kernkraftwerks Tschernobyl. Während dort aufgrund des Aufbaus der Reaktoren der ersten Generation die Spaltprodukte direkt über den Abluftkamin abgeblasen werden, konnte der Kondensationsturm des Leningrader Blocks die Ableitung von radioaktiven Spaltprodukten verhindern, den Austritt der Spaltgase allerdings nicht. Für die Sowjetunion war der Unfalle eine Blamage, da bereits bei der vorausgegangenen Reparatur der Schaden hätte entdeckt werden können.[68] Auf der Internationalen Bewertungsskala für nukleare und radiologische Ereignisse (kurz INES) wurde dieses Ereignis als Ernster Störfall der Stufe 3 eingestuft.[69] Die Einstufung war bereits wenige Stunden nach dem Unfall festgelegt worden, um eine Überreaktion der Medien zu verhindern.[70] Die umliegenden baltischen Staaten reagierten nachdem die Meldung der IAEA weitergeleitet wurde mit einer höheren Bereitschaft. 131Jod hat eine Halbwertszeit von rund 8 Tagen, danach kann man davon ausgehen, dass noch kaum Gefahr davon ausgeht.[69] Seitens der internationalen Staatengemeinschaft war das einer der Beweise, dass die Sicherheit der Kraftwerke hinter der Erzeugung von Elektrizität komme, da der Schaden bei besseren Kontrollen hätte vermieden werden können.[71] Dies führte insbesondere in den westeuropäischen Ländern zur Übereinstimmung, dass sämtliche Reaktoren vom Typ RBMK-1000 schnellstmöglich stillgelegt werden müssen. Schweden forderte daher andere europäische Länder dazu auf keine finanziellen Mittel für die Sicherheitsnachrüstung dieser Reaktoren zur Verfügung zu stellen. Die Strahlenwerte um den Block normalisierten sich bis zum 25. März 1992 wieder.[72] Im Juni 1992 kam eine entsprechende Forderung von einer Gruppe von Wissenschaftlern der Akademie der Wissenschaften der Sowjetunion, die Stilllegung dieser Reaktoren vor dem eigentlichen Zeitplan vorzunehmen.[41]

Im Rahmen des TACIS-Programms der Europäischen Gemeinschaft wurden in den folgenden Jahren kleinere Nachrüstungen an den Blöcken vorgenommen um auf niedrigsten Niveau den sicheren Betrieb der Reaktoren zu gewährleisten.[43] Die europäische Bank für Wiederaufbau und Entwicklung stellte dafür entsprechende Gelder zur Verfügung.[45] Im Jahr 1992 wurden erste Nachrüstungsmaßnahmen am dritten Block vorgenommen, die unter anderem seismische Verbesserungen und die Installation eines neuen Diagnosesystems beinhalteten.[42] Neben diesen Maßnahman wurden in beiden Blöcken die Dampfabscheider modernisiert. Durch diese Umbaumaßnahmen konnte das Abscheiden des Dampfes verbessert werden und der Wasserinhalt in den Dampfabscheidern erhöht werden, damit bei einer Störung mehr Wasserreserven im Kühlsystem vorhanden sind.[46] Das Wasservolumen wurde in beiden Blöcken auf 29 Kubikmeter je Dampfabscheider vergrößert.[47] Im Juli 1995 wurden am dritten Block die Druckröhren getauscht und weitere Maßnahmen umgesetzt. Eigentlich sollte der Block im ersten Quartal 1997 wieder am Netz sein, allerdings gab es beim Anfahren des Reaktors Probleme mit 1200 Leitungen an den Druckröhren und 200 Kanälen, die geprüft und im Einzelfall getauscht werden mussten. Der nächste Termin war für August 1997 vorgesehen, der ebenfalls nicht gehalten werden konnte.[42] Erst ein Jahr später im August 1998 hätte der Block wieder ans Netz gehen sollen, allerdings fehlte dem Kernkraftwerk Leningrad das Geld zum Erwerb der dafür nötigen Brennelemente. 350 Millionen Rubel wären für den Kauf einer Monatsration nötig, die Schuldner des Kernkraftwerks, die Elektrizität aus den Blöcken abnehmen, zahlten bislang nur 700000 Rubel dafür, die Schulden beliefen sich zu diesem Zeitpunkt auf insgesamt 1,1 Milliarden Rubel.[73] Im Oktober 1997 sollten die gleichen Maßnahmen auch im vierten Block umgesetzt, der Termin konnte aufgrund der Verzögerungen im dritten Block nicht gehalten werden.[42] Am 30. Juni 1998 ging der vierte Block für eine zweijährige große Rekonstruktion vom Netz.[74]

Am 20. Mai 2004 verursachte ein Monteur im vierten Block eine Schnellabschatung, durch die Betätigung einer der der Notabschaltknöpfe, die zu diesem Zeitpunkt noch mehrfach im Kernkraftwerk verteilt waren. Dies war keine Seltenheit, sondern passierte des öfteren auch in den anderen Blöcken, weshalb man begann diese Knöpfe zu deinstallieren und nur noch zwei Schnellabschalteknöpfe alleine in der Schaltwarte zu positionieren. Betätigt wurde der Schalter in der Reaktorhalle, in der Arbeiter zugange waren die Metallauskleidung zum Reaktor hin auszutauschen. Laut Rosenergoatom sei die Abschaltung kein Problem für den Reaktor selbst und es gab keine Freisetzung von Radioaktivität, allerdings koste der Stillstand rund 3,5 Millionen Dollar. Seitens des Sankt Petersburger Presseblatts Smena wurde allerdings bei der Abschaltung radioaktiver Dampf aus dem System abgeblasen. Zur Ermittlung der Umstände über den Unfall wurde der russische Informationsdienst FSB eingeschaltet. Am 23. Mai 2004 ging der Block wieder ans Netz.[75]

Am 28. Oktober 2006 verursachte ein Sturm in der Region um 6:58 Uhr einen Kurzschluss an einer 330 kV-Leitung, woraufhin sich am dritten Block Turbogenerator 4 abschaltete und die Leistung reduziert wurde. Um 7:15 Uhr schaltete sich auch Turbogenerator 3 ab, woraufhin der gesamte Block abgeschaltet werden musste.[76] Am 12. Februar 2008 wurde im vierten Block die Reaktorschnellabschaltung betätigt, nachdem Wasser in den Stator des Generators eindrang und einen Kurzschluss verursachte.[77] Am 30. August 2009 wurde im dritten Block an einem der Sammler hinter den Pumpen zu den Headern eine Leckage entdeckt. Um 6:30 Uhr wurde das Problem festgestellt und der Block bis 7:40 Uhr abgefahren und vollständig abgeschaltet. Die IAEA wurde über den Vorfall informiert, sah aber aufgrund der geringen Bedeutung des Vorfalls keine Relevanz, das Ereignis mit der INES-Skala zu bewerten. Seitens der Umweltschutzorganisation Bellona wurde der Vorfall als möglicherweise katastrophal bewertet.[78]

Stilllegung

Ursprünglich waren die Blöcke für eine Standzeit von 30 Jahren ausgelegt worden. Demnach hätte der dritte Block im Dezember 2009 vom Netz gehen müssen, nach der Modernisierung wurde die Lizenz im Dezember 2009 um 15 Jahre verlängert, sodass der Block erst Januar 2025 vom Netz gehen müsste, theoretisch aber bereits im Dezember 2024 endgültig vom Netz sein muss.[79] Die Standzeit des dritten Blocks wäre im Februar 2011 abgelaufen, die Lizenz wurde allerdings im Januar 2011 erneuert, sodass der Block weitere 15 Jahre bis Dezember 2025 am Netz bleiben darf.[80] Aufgrund der Probleme am Graphit im ersten Block gibt es bei einem irreparablen Schaden die Option, Block 3 bereits 2017 stillzulegen, Block 4 im Jahr 2018. Da bis dahin die beiden Blöcke 3 und 4 des Kernkraftwerks Leningrad II noch nicht fertiggestellt sein werden, müsste das Kernkraftwerk Baltijsk in der Oblast Kaliningrad vorläufig die Lasten übernehmen.[59]

Baustufe 3

Im Dezember 1992 verabschiedete die russische Regierung ein überarbeitetes Bauprogramm für Kernkraftwerken in der russischen Föderation. In diesem Bauprogramm waren zwei zusätzliche Blöcke vom Typ WWER-640/407, Block 5 und 6 vorgesehen gewesen. Die Entscheidung für den Bau dieser Reaktoren war allerdings nicht seitens der Staatsregierung gefällt worden, sondern auf Wunsch der Stadt Leningrad, die seit 1991 wieder Sankt Petersburg hieß.[1] Neben dem WWER-640 kam noch der Bau des RBMK-Nachfolgemodells, des MKER-800 infrage. Allerdings kristallisierte sich heraus, das wohl der WWER-640 zum Einsatz kommen würde, was seitens der deutschen Bundesregierung, die möglicherweise eine Hermesbürgschaft für den Reaktor abschließen hätte müssen aufgrund der Beteiligung von Siemens an dem Projekt, positiv aufgenommen wurde.[45] Anders als die anderen Blöcke wäre der Eigentümer und Betreiber der Staatskonzern Rosenergoatom. Der Konzern erwog als Alternative zum WWER-640 auch die Errichtung von zwei WWER-1000. Der Standort war allerdings bereits für die Pilotanlagen genehmigt gewesen. Die Reaktoren sollten etwas abseits der anderen Blöcke errichtet werden.[81] Im Oktober 1994 wurde ein erstes Gutachten über den Bau des ersten WWER-640 seitens Gosatomnadsdor genehmigt und seitens Rosenergoatom im Februar 1995 der Antrag auf eine Baugenehmigung bei Gostaomnadsdor gestellt, sodass der Block hätte 2003 in Betrieb gehen können. Zwar sollte der sechste Block ebenfalls mit solch einen Reaktor ausgestattet werden, der Bau des MKER-800 war allerdings immer noch gegenwärtig diskutiert worden.[82] Am 17. März 1998 stellte Gosatomnadsdor eine Baugenehmigung für das Werk aus, mit den Bauarbeiten wurde über die Standorterschließung hinaus aber nie begonnen. Mit der Neuorientierung der Atomwirtschaft der russischen Föderation im April 2003 stand eine dritte Baustufe nicht mehr zur Debatte, sondern wurde als eigenes Kernkraftwerksprojekt als separat lizenzierter Standort geführt.[83] Mit der anstehenden Reorganisation der Atomwirtschaft in den Jahren 2006 und 2007 wurde bereits 2005 beschlossen als Ersatz für die vier Blöcke des Kernkraftwerks Leningrad ein neues Kernkraftwerk zu errichten.[84]

Mainarticle-yellow.svg Hauptartikel: Kernkraftwerk Leningrad II

Standortdetails

Die Anlage ist direkt am finnischen Meerbusen gelegen, aus den sie ihr Kühlwasser bezieht und nach der Nutzung erwärmt wieder zurück leitet. Durch die Lage direkt an der Küste ist das Terrain weitestgehend identisch mit dem gesamten restlichen Küstenstreifen an der Ostsee.

Energieverteilung

Das Kernkraftwerk Leningrad speist seine Energie vornehmlich in die Netze der Oblast Leningrad und besitzt zusätzlich eine Direktleitung zum Moskauer Stromnetz,[61] sowie eine Anbindung an das finnische Elektrizitätsnetz, die Elektrizität aus dem Werk abnehmen. Das Kernkraftwerk ist mittlerweile für Finnland eine wichtige Energiequelle geworden. Von den rund 4000 MW, die das Kernkraftwerk erzeugt, nahm Finnland 2010 alleine rund 1500 MW in Anspruch. Um die Abhängigkeit von dem Werk zu verringert ist unter anderem ein dritter Block am Kernkraftwerk Olkiluoto im Bau, der allerdings aufgrund seiner Verzögerungen bislang nicht in Betrieb ist.[85] Aufgrund der Abnahmen sollten zwei Unterseekabel mit jeweils 500 MW Kapazität vom Kernkraftwerk Leningrad nach Finnland gelegt werden. Dieses Thema betrifft aufgrund der ablaufenden Standzeit der Blöcke allerdings nur noch das Kernkraftwerk Leningrad II.[86]

Technik

Modernisierte Schaltwarte von Block 2

Die vier Blöcke des Kernkraftwerks Leningrad sind ausgestattet mit Siedewasserreaktoren in Druckröhrenbauart vom Typ RBMK-1000. Während die ersten beiden Blöcke die ersten Reaktoren dieses Typs umfassen sind der dritte und vierte Block verbesserte Modelle auf Basis der beiden ersten Blöcke, haben unter anderem mehr Sicherheitsreserven und einen Kondensationsturm vor dem Reaktorgebäude angebaut. Die Blöcke erreichen bei einer thermischen Reaktorleistung von 3200 MW eine elektrische Leistung von 1000 MW brutto, von denen 925 MW netto in das Elektrizitätsnetz gespeist werden.[16]

Eine besondere Entwicklung beim RBMK-1000 war der Einsatz eines computergestützten Kontrollsystems, dass die Parameter der Anlage durch ein zeitlich verzögertes Betriebssystem dem Operator via sichtbaren Anzeigen übermittelte. Das SKALA-System wurde eigens für das Kernkraftwerk Leningrad entwickelt, woher sich auch der Name ableitet: Sistema Kontrolja Apparata Leningradskoj Atomnoj (russisch система контроля аппарата Ленинградской Атомной) was soviel bedeutet wie Apparatekontrollsystem des Leningrader Atomwerks.[87] Insbesondere nach dem Unfall von Three Mile Island im Jahr 1979 wurde das Kernkraftwerk Leningrad als fortschrittlicher gepriesen, was auch in den Vereinigten Staaten von Amerika in der Presse so formuliert wurde, da im Gegensatz zu den amerikanischen Anlagen Leningrad mit einem Blackboxsystem ausgestattet ist und russische Kernkraftwerke in jeder Schicht einen Reaktoringenieur haben, der die Technik kannte. Allerdings gab es zeitgleich in der Sowjetunion seitens der Stadt Leningrad Kritik am Kernkraftwerk, da es kein Containment besaß. Seitens der politischen Führung der Stadt und der Ingenieure vor Ort war die Idee, ein solches Containment nachträglich zu errichten positiv aufgenommen worden, allerdings als nicht nötig abgelehnt worden.[88]

Die DDR-Zeitschrift Die Technik, Band 30, herausgegeben von der Kammer der Technik rühmte im Jahr 1975 insbesondere das geschlossene System der Anlage, dass einen Austritt von Radioaktivität vollständig ausschließen solle. Das Filtersystem mit den Spezialfiltern solle die Reinheit der Fortluft, die wieder in die Atmosphäre geleitet wird, vollständig garantieren.[89] Seitens des Mitglieds einer damaligen Delegation der Atomic Energy Comission zum Kernkraftwerk Leningrad, John O'Leary, der Vizeenergieminister der Vereinigten Staaten vom Amerika, wurde argumentiert, dass diese Anlage wegen den hohen Emissionen in den Vereinigten Staaten wohl nicht zugelassen worden wäre.[90] Die Blöcke 3 und 4 haben im Gegensatz zu den ersten beiden Blöcken Verbesserungen erhalten. So wurden die Blöcke neben einem Kondensationssystem für den Fall des Bruchs einer Dampf- oder Kühlmittelleitung innerhalb des Confinements mit einem Filtersystem ausgestattet, so dass keine radioaktiven Gase ungefiltert in die Umwelt geleitet werden. Zudem wurden mehrere Rohre für Wartungsarbeiten am Kondensatsystem installiert, sodass die Kreise auch während des Betriebs gewartet werden können.[91]

Alle vier Blöcke sind mit dem Aufbereitungssystem für flüssige radioaktive Abfälle verbunden. Die flüssigen radioaktiven Abfälle werden in Tanks mit einer Kapazität von jeweils 200 m3 gelagert und nach einer bestimmten Lagerzeit durch die Deaktivierungsanlage geleitet, die eine Verarbeitungskapazität von 8,3 Kilo pro Sekunde hat. Der Dekontaminationsfaktor liegt bei mindestens 105. Die deaktivierten Flüssigkeiten werden je nach Aktivität und Zweck entweder wiederverwendetet oder in die Umwelt zurück geleitet.[92] Alle vier Blöcke des Kernkraftwerks wurden 1997 und 1998 mit Wasserstoffsensoren nachgerüstet, die vertraglich seitens Westinghouse eingebaut und von DCH Technology, Shearman Oaks (Kalifornien, USA), geliefert wurden.[93]

Im Jahr 2009 genehmigte die Aufsichtsbehörde Rostechnadsdor den Einsatz von neuartigen Brennelementen im zweiten Block des Werkes. Die Anreicherung des Brennstoffs wurde dazu von 2,4 % auf 3 % erhöht, was die Leistung um rund 5 % bzw. 50 MWel erhöht. Diese Brennelemente sollten auch im dritten und vierten Block zum Einsatz kommen, nachdem der Testbetrieb im zweiten Block begonnen habe. Die Brennelemente weißen zudem einen höheren Neutronenfluss auf, weshalb diese nicht im ersten Block eingesetzt werden dürfen, da der Block ein anderes Kontroll- und Sicherheitssystem hat als die anderen Blöcke und nicht für höhere Anreicherungen gerüstet ist.[94] Der erste Block hat allerdings im Gegensatz zu den anderen Reaktoren den Vorteil, dass die Auslegung des Kerns und der Neutronenphysik dazu geeignet ist Isotope zu bestrahlen,[95] so unter anderen durch Strahlung dotiertes Silizium, dass in Elektronikgeräten seinen Einsatz findet.

Brennelementlagerung

Die abgebrannten Brennelemente werden in Nasslagern weiter eingelagert. Da RBMK-Brennstoff bis in die 1990er hinein nicht für die Wiederaufarbeitung infrage kam wurde der Brennstoff vor Ort am Kernkraftwerk gelagert. Ausgelegt war das Kernkraftwerk für die Lagerung von 17500 Brennelementen, allerdings wurde bis 1997 das Lagervolumen überschritten, sodass sich 21900 Brennelemente auf dem Gelände in Einlagerung befanden.[96] Als Lösung errichtete Rosatom am Chemie- und Bergbaukombinat Schelesnogorsk ein zentrales Zwischenlager, dass sämtliche Brennelemente aller RBMK-Kernkraftwerke bis zur Wiederaufarbeitung dort einlagern soll. Das Lager ging im Dezember 2011 in Betrieb.[97]

Fernwärme

Neben Elektrizität speisen alle vier Reaktoren auch Fernwärme für die Stadt Sosnowy Bor aus, die drei Kilometer vom Kernkraftwerk entfernt liegt.[98] Ein Teil der Wärme wird zusätzlich als Prozesswärme ausgespeist zur Entsalzung für Meerwasser, was wiederum als Prozesswasser im Kernkraftwerk verwendet wird.[20] Im April 1983 wurde mit dem Bau einer größeren Leitung begonnen, die bis in die Stadt Leningrad gelegt werden sollte um die Übertragung von großen Wärmemengen über weite Strecken aus Kernkraftwerke zu erproben. Diese Erfahrungen sind insbesondere für die Kernheizkraftwerke in Minks und Odessa vonnöten.[99]

Eigentümer und Betreiber

Das Kernkraftwerk wurde durch Glawatomenergo, eine dem Ministerium für Energie und Elektrifizierung untergeordnete Abteilung, errichtet und betrieben, war jedoch im Besitz des Ministeriums für Energie und Elektrifizierung. Im Jahr 1976 wurde Glawatomenergo in das staatseigene Unternehmen Sojusatomenergo umgewandelt. Allerdings entschied das Ministerium für Energie und Elektrifizierung die Prototypanlagen selbst zu behalten, weshalb der Eigentümer und Betreiber fortan das Ministerium für Energie und Elektrifizierung der Sowjetunion war. Nach dem Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl im April 1986 wurde am 21. Juli 1986 das Ministerium für Kernenergie der Sowjetunion gegründet, dass sämtliche Kernkraftwerke der Sowjetunion als Betreiber übernahm, die Kraftwerke aber Eigentum des Ministeriums für Energie und Elektrifizierung blieben.[100]

Nach dem Zerfall der Sowjetunion wurde das Kernkraftwerk Leningrad betrieblich privatisiert, blieb allerdings im staatlichen Besitz, untergeordnet wurde es dem Ministeriums für Kernenergie der russischen Föderation.[101] Das Kernkraftwerk Leningrad war das einzige Kernkraftwerk in Russland, dass nach dem Zerfall der Sowjetunion zur OAO Leningradskaja Atomnaja Elektrostanzija privatisiert wurde, alle anderen Kernkraftwerke waren dem Rosenergoatom-Konzern unterstellt, das wiederum eine Unterorganisation des vom Ministeriums für Kernenergie der russischen Föderation war.[102]Allerdings war die privatwirtschaftliche Lösung in Leningrad eher negativ aufgrund der hohen Kosten für Nachrüstungen, die seitens der Aufsichtsbehörde gefordert wurden. Im September 1993 gab das Kernkraftwerk erstmals bekannt, dass es kein Geld habe neuen Brennstoff zu kaufen und noch drei Monate den Betrieb aufrecht erhalten könne. Im Januar 1994 wurde das Werk teilweise abgeschaltet und im August 1994 wurde das Bankkonto gesperrt, weshalb die Lohnzahlungen ausblieben. Im Januar 1995 gab es erneut ein Mangel an frischen Kernbrennstoff, weshalb das Werk ab September 1995 mit reduzierter Leistung gefahren wurde.[42]

Ausbleibende Lohnzahlungen führten zu weiteren Streiks des Personals ab 1996, sowie Hungerstreiks, bei denen Tote zu verzeichnen waren.[103] Im Jahr 1998 eröffnete die Firma Rosvooruzheniye KBR gegen das Kernkraftwerk Leningrad ein Schiedsgerichtsverfahren, da das Kernkraftwerk der Firma noch rund 317000 Dollar schuldete und dieses nicht bezahlen konnte. Dieses Verfahren führte dazu, dass das Kernkraftwerk in den Bankrott getrieben wurde. Weltweit ist dies das erste Mal gewesen, dass ein Kernkraftwerk keine Zahlungsmöglichkeiten mehr besaß. Das Kernkraftwerk selber bekommt allerdings noch Geld von den Abnehmern des Stroms, darunter Lenenergo, sowie den Versorgern der Städte Kaliningrad, Pskow, Wladimir, Jaroslawl und Nischni Nowgorod. Die Gesamtmenge beläuft sich auf 241 Millionen Dollar die dem Kernkraftwerk zustehen, zusammen mit dem Restkapital von 245 Millionen Dollar genug finanzielle Mittel um die Schulden bei Rosvooruzheniye KBR zu begleichen. Das Kernkraftwerk reichte daraufhin Klagen gegen die Städte Pskow und Kaliningrad ein.[104] Drei Wochen später am 29. Oktober 1998 wurde das Verfahren unterbrochen, da das Kernkraftwerk Leningrad erst finanziell analysiert werden müsse, was rund drei Monate in Anspruch nahm . Allerdings sind die Bilanzen insgesamt positiv gewesen, weshalb die finanziellen Mittel des Kernkraftwerks in naher Zukunft bereits ausreichen würden um die Schulden außergerichtlich zu tilgen.[105]

Streiks blieben auch in den folgenden Jahren immer wieder eine Begleitung der Betriebsführung. Am 17. Dezember 1999 erreichte der Streik eine Spitze, bei dem 4000 Mitarbeiter eine Stunde lang streikten und den Betrieb des Kernkraftwerks vollständig währenddessen unterbrachen. Grund für den Protest war die gestiegene Inflationsrate auf 40,4 %, bei der sich die Betriebsführung des Kernkraftwerks weigerte die Gehälter entsprechend anzupassen.[106] Anfang Januar 2000 kündigte deshalb die Gewerkschaft des Kernkraftwerks an, dass man in Streik gehen werde, wenn die Löhne nicht im moderaten Maßstab im Schnitt um 22 % angehoben werden. Die niedrigste Vergütung lag bei monatlichen 733 Rubel (rund 27 Dollar), wobei diese auch nur unregelmäßig ausgezahlt wurden. Dies hing aber vornehmlich mit den ausbleibenden Zahlungen der Abnehmer zusammen. Das Kernkraftwerks selbst erklärte sich einverstanden maximal 10 % mehr Lohn auszuzahlen, was allerdings seitens der Gewerkschaft als zu wenig abgelehnt wurde. Seitens der Gewerkschaft wurde gedroht, sofern die Forderungen nicht erfüllt werden, dass am 18. Januar 2000 rund 6100 Angestellten des Kernkraftwerks (von insgesamt 7500 Angestellten[107]) in Streik gehen werden und nur ein Minimum an Personal die Anlage überwachen werden, das Werk währenddessen aber vom Netz gehen müsse.[108] Da das Kernkraftwerk mit der Gewerkschaft am 18. Januar neu verhandelte, wurde der Streik auf den 22. Januar verlegt. Da aber bereits am 18. Januar kein Kompromiss gefunden wurde, reduzierten die Angesteöllten die Anlagenleistung von 4000 MW auf 2000 MW durch das Abfahren der Blöcke. Weiter erhöhten die Arbeiter ihre Lohnerhöhungsforderungen auf 40 %.[109] Später wurde der Protest erneut auf den 5. Februar verschoben und bereits 50 % mehr Lohn verlangt. Das Kernkraftwerk Leningrad blieb bei den 10 % Erhöhungen. Seitens der Aufsichtsbehörde Gosatomnadsdor wurde das Kernkraftwerk ermahnt, sofern die Arbeiter streiken sollten, die gesamte Anlage abzuschalten und nicht nur die Leistung zu verringern, da dieses Fahrverhalten für die Blöcke negativ sei und der Betrieb im Vergleich zum Volllastbetrieb aufwändiger sei und besser kontrolliert werden muss. Sekundär ist im russischen Recht der Streik in Kernkraftwerken verboten sofern es die Kernkraftwerksverwaltung nicht ausdrücklich genehmige.[107]

Um das Problem langfristig zu lösen wurde das Betreiberunternehmen OAO Leningradskaja Atomnaja Elektrostanzija aufgelöst und der Betrieb durch den Staatskonzern Rosenergoatom, der sämtliche anderen Kernkraftwerke des Landes bereits betreibt, fortgeführt. Im November 2000 wurde die Leistung der Blöcke 1 bis 3 auf 30 % reduziert, während der vierte Block sich zu diesem Zeitpunkt wegen der Rekonstruktion abgeschaltet befand. Grund dafür war allerdings kein Protest aufgrund der Löhne, sondern aufgrund der Schulden in Höhe von 2 Milliarden Rubel (72 Millionen Dollar), die der Netzbetreiber RAO EES dem Kernkraftwerk noch schulde. Rosenergoatom drohte auch weitere Kernkraftwerke abzuschalten, sofern der Konzern seine Schulden nicht begleichen werde.[110] Dieser Konflikt hielt lange Zeit an und war nahezu unlösbar. Insbesondere entschied Rosenergoatom die Energie unabhängig von RAO EES zu vertreiben, womit das Unternehmen noch weniger Atomstrom abnahm. Dies Folge waren Gewinneinbußen für Rosenergoatom und keine garantierte Abnahme von Energie aus den Kernkraftwerken. Die Folge war, dass die Regierung den Energiesektor vollständig reorganisierte um den bisher freien Strommarkt, der sich zu einem lobbyistischen System der einzelnen Unternehmen mit Dumping-Preisen und teilweise überhöhten Preisen unkontrolliert in den Ruin wirtschaftete, staatlich zu kontrollieren.[111] Mit dem Dikret Nummer 1207-r vom 8. September 2001 wurden sämtliche Kernkraftwerke der russischen Föderation in den Besitz und Betrieb von Rosenergoatom übergeben und damit das Kernkraftwerk Leningrad aus dem Ministerium für Kernenergie der russischen Föderation heraus gelöst und in die Unterabteilung zu Rosenergoatom verlegt.[112]

Das Ministerium für Kernenergie der russischen Föderation hatte die Gewinne zuvor vollständig vom Kernkraftwerk einstreichen können, durch die Unterordnung zu Rosenergoatom, einem Staatskonzern mit privatwirtschaftlichen Charakter, blieben die Gewinne am Kernkraftwerk und wurden reinvestiert, womit mehrere finanzielle Probleme des Kernkraftwerks gelöst wurden. Das Ministerium für Kernenergie der russischen Föderation hatte zuvor noch einen alternativen Reorganisationsplan gefordert, der die Auflösung von Rosenergoatom zur Folge gehabt hätte und sämtliche Kernkraftwerke direkt dem Ministerium untergeordnet worden wären, sowie über ein verstaatlichtes Stromnetz die Elektrizität direkt an die Haushalte verkauft worden wäre. Mit diesem Konzept wären etwaige Gewinne der Kernkraftwerke direkt an das Ministerium gegangen zulasten der Kernkraftwerke selbst. Seitens des Ministers des Ministeriums für Wirtschaft und Außenhandel wurde dieser Vorschlag unterstützt, allerdings konnte man sich solch einen Schritt in einem liberalisierten Markt unter der Regierung Putin nicht erlauben, weshalb man den Vorschlag die Kernkraftwerke Minatom zu übertragen ablehnte, allerdings den Netzbetreiber RAO EES bereits im Dezember 2000 zu 75 % verstaatlichte. Durch die Schaffung einer staatlich kontrollierten Behörde zur Regulierung der Energiepreise im August 2001 auf Dekret seitens des Präsidenten Wladimir Putin konnte verhindert werden, dass Elektrizität weiterhin zu viel zu niedrigen oder zu hohen angesetzten Preisen vermarktet wird, und die Erzeuger durch stabile Gewinne zu internationalen Marktkonditionen genug Gewinn machen würden, sodass die bestehende Energieinfrastruktur rekonstruiert und modernisiert werden kann. Die direkte Folge für das Kernkraftwerk Leningrad waren stabile Gewinne und Gelder für eine Modernisierung des Werks, da diese Aufsichtsbehörde zwar zunächst dem Netzbetreiber RAO EES vollständig gehörte, später die Anteile allerdings massiv reduziert wurden und den Erzeugern zugesprochen wurden, so auch Rosenergoatom. Am 11. Dezember 2003 wurde durch die schrittweise Reduzierung der staatlichen Kontrolle im Stromvertrieb ein sich selbst tragender und regulierender privater Strommarkt in Russland geschaffen, der durch sämtliche Erzeuger des Landes gesteuert und getragen wird, womit das Kernkraftwerk Leningrad fortan seine Energie unter konkurrenzfähigen Preisen vertreiben konnte. Rosenergoatom als Betreiber blieb allerdings weiterhin in Staatshand.[113]

Eigentümer:

  • 1970–1992 Ministerium für Energie und Elektrifizierung der UdSSR
  • 1992–2001 Ministerium für Kernenergie der russischen Föderation
  • seit 2001 Rosenergoatom

Betreiber:

  • 1970–1976 Glawatomenergo
  • 1976–1986 Ministerium für Energie und Elektrifizierung der UdSSR
  • 1986–1992 Ministerium für Kernenergie der UdSSR
  • 1992-2000 OAO Leningradskaja Atomnaja Elektrostanzija
  • seit 2000 Rosenergoatom

Wissenswertes

  • Im Mai 2008 gab es eine Hackerattacke auf die Internetseiten der russischen Nuklearkonzerne Rosatom, Rosenergoatom und dem Echtzeit-Radioaktivitätsmesssystem. Zunächst wurde am Dienstag, den 20. Mai und Mittwoch, den 21. Mai die Nachricht verbreitet, dass es einen Unfall im Kernkraftwerk Leningrad gegeben haben sollte, bei dem ein Reaktor explodiert sein sollte und Radioaktivität in die Umwelt abgelassen wurde.[114] Bereits ein Jahr zuvor gab es eine ähnliche Informationsattacke, die einen Unfall im Kernkraftwerk Rostow beschreiben sollte, bei der Radioaktivität freigesetzt wurde. Am 23. Mai folgte ein weiterer Hackerangriff auf das Online abrufbare Echtzeit-Radioaktivitätsmesssystem. Die Hacker legten die Seite Lahm. Seitens Rosatom wurde spekuliert, dass es sich um Personen handele, die der russischen Atomwirtschaft entgegen arbeiten wollten.[115] Seitens Rosatom wurde Anzeige gegen Unbekannt erstattet und Ermittlungen aufgenommen.[116] Das Spektakel setzte sich noch einmal am 15. Juni fort, indem Mails von einer unbekannten Adresse verschickt wurden, in denen ein fiktiver Bericht über einen Unfall im Kernkraftwerk Leningrad verfasst war. Da es kein direktes Gesetz gegen solche Fehlinformationen in Russland gibt, berief sich die Polizei und Justiz auf ein Gesetz, dass diese Informationsattacken als Terrorismus und Verleumdung einstuften.[117]
  • Von Rosatom wurde 2011 ein Spielfilm in Auftrag gegeben mit dem Titel Atomic Iwan (russisch Атомный Иван) als öffentliches Kommunikationsprojekt. In dem Film selbst geht es um eine Familie, die in einer geschlossenen Stadt lebt und seit Generationen in einem Kernkraftwerk arbeitet. Da die Stadt geschlossen ist bezieht sich in großer Teil des Lebens dort auf das Kernkraftwerk. Das Ziel seitens Rosatom war es jedoch durch diese öffentliche Kommunikation mehr junge Menschen für die Kernenergetik zu begeistern und gleichzeitig das wahre Gesicht der Nuklearindustrie in den Vordergrund zu rücken, und besonders hinsichtlich Vorurteilen und Ängsten einiges an Aufklärungsarbeit zu leisten. Der Film endet allerdings mit einer Liebesgeschichte. Das Kernkraftwerk Leningrad war Hauptdrehort für sämtliche Innenaufnahmen aus der Anlage, während des normalen regulären Betriebs des Werkes. Neben Leningrad wurden einige Szenen am Kernkraftwerk Kalinin aufgenommen als Außendrehort, die eigentliche Geschichte wurde allerdings am Kernkraftwerk Leningrad verfilmt.[118]

Daten der Reaktorblöcke

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

Reaktorblock[16] Reaktortyp Leistung Baubeginn Netzsyn-
chronisation
Kommer-
zieller Betrieb
Stilllegung
Typ Baulinie Netto Brutto
Leningrad-1 LWGR RBMK-1000 925 MW 1000 MW 01.03.1970 21.12.1973 01.11.1974
Leningrad-2 LWGR RBMK-1000 925 MW 1000 MW 01.06.1970 11.07.1975 11.02.1976
Leningrad-3 LWGR RBMK-1000 925 MW 1000 MW 01.12.1973 07.12.1979 29.06.1980
Leningrad-4 LWGR RBMK-1000 925 MW 1000 MW 01.02.1975 09.02.1981 29.08.1981

Einzelnachweise

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