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Kernkraftwerk Pickering

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Kernkraftwerk Pickering
Pickering-nuclear-generating-station-001-2.jpg
Standort
Land Flag of Canada.svg Kanada
Provinz Ontario
Ort Pickering
Koordinaten 43° 48′ 36″ N, 79° 3′ 59″ WTerra globe icon light.png 43° 48′ 36″ N, 79° 3′ 59″ W
Reaktordaten
Eigentümer Ontario Hydro
Ontario Power Generation
Betreiber Ontario Power Generation
Vertragsjahr 1965
Betriebsaufnahme 1971
Im Betrieb 6 (3244 MW)
Stillgelegt 2 (1084 MW)
Einspeisung
Eingespeiste Energie im Jahr 2009 20708 GWh
Eingespeiste Energie seit 1971 680811 GWh
Stand der Daten 6. Oktober 2010
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Die Quellen für diese Angaben sind in der Zusatzinformation einsehbar.

Das Kernkraftwerk Pickering (englisch Pickering Nuclear Power Plant) steht am kanadischen See Ontario im gleichnamigen Bundesstaat zwischen den Städten Pickering und Ajax, zwei Vororten von Toronto. Die Anlage, die Anfang der 1970er den Betrieb aufgenommen hat, besteht aus acht Reaktoren und ist das zweitgrößte Kernkraftwerk in Kanada. Neben der Anlage steht die Windkraftanlage OPG 7, die lange Zeit die leistungsstärkste Windkraftanlage Nordamerikas war. Etwa 30 Kilometer östlich, ebenfalls am Ontariosee gelegen, steht das Kernkraftwerk Darlington.

Pickering A

Mit den Planungen für die Anlage wurde in den frühen 1960er Jahren begonnen. Projektiert wurde die Anlage anfangs mit zwei Reaktoren, die je eine Leistung von 540 MW haben sollten. Die Projektion wurde in kurzer Zeit jedoch um zwei weitere Reaktoren erweitert, sodass nunmehr vier Reaktoren gebaut werden sollten.[1] Die Anlage stellt das erste Großkernkraftwerk in Kanada dar, das nicht auf experimenteller Basis errichtet wurde, während das Kernkraftwerk Douglas Point lediglich der Versuch war, ein kommerziell einsatzfähiges Kernkraftwerk zu errichten, wobei es beim Betrieb der Anlage noch zu größeren konstruktionstechnischen Problemen kam. Gegen diese Fehler wollte man in Pickering angehen. Das Design dieses Kraftwerks wurde bereits Jahre zuvor entworfen, bereits vor dem Prototypen in Douglas Point.[2]

Bild des vierten Reaktors

Der Grund, weshalb Pickering als Standort ausgewählt wurde lag darin, dass Ontario Hydro ein Kernkraftwerk nahe den größten Verbrauchern haben wollte. Allerdings stieß der Standort, aufgrund der Nähe zur Metropole Toronto, sehr auf Kritik. Man befürchtete, dass die Stadt bei einem Unfall gefährdet sein könnte. Das ist der Grund, weshalb das ehemals vorgesehene Reaktordesign nicht in Pickering, sondern in Bruce am See Huron errichtet wurde. Aufgrund dessen stattete man jeden Reaktor mit einem Containment aus, was die Gefahr für die Stadt verringern würde. Ferner wurde in Studien ausgeschlossen, dass bei einem Unfall eine Gefährdung besteht.[3]

Mit dem Bau des ersten Blocks wurde am ersten Juni 1966 begonnen, der Bau von Block 2 begann drei Monate später am 1. September 1966. Der Bau von Block 3 begann am 1. Dezember 1967, Block 4 folgte am 1. Mai 1968.[4] Der Anlagenteil wurde fortan als „Pickering A“ bezeichnet.[2]

Probleme gab es besonders am ersten Prototypen in Rolphton im Bezug auf die Druckröhren. Das Material, welches eine gute Neutronenleitfähigkeit haben muss und den Druck standhalten kann, Zircalloy, machte viele Jahre Probleme und hatte nicht die nötige Stabilität. In Pickering sind Block 1 und 2 noch mit solchen Druckröhren ausgestattet. In den Vereinigten Staaten von Amerika wurde währenddessen ein Material mit den Namen Zircalloy-2 entwickelt, das eine bessere Standfestigkeit hatte, wobei man sich später aber für ein Material aus Zirconium und Niob (genauer Zr-2,5 % Nb), das in der Sowjetunion entwickelt und durch geheime Akten bekannt wurde. Ab Block 3 in Pickering wurden alle anderen Kernkraftwerken, die mit CANDU ausgestattet wurden, nur noch mit diesen Druckröhren ausgerüstet.[2]

Betrieb

Pickering A

Der erste Reaktor nahm am 4. April 1971 den Betrieb auf und ging am 29. Juli 1971 den kommerziellen Betrieb über. Die Inbetriebnahme von Block 2 folgte am 6. Oktober 1971 und wurde am 30. Dezember 1971 in den kommerziellen Betrieb überführt. Block 3 folgte mit der Inbetriebnahme am 3. Mai 1972 und ging am 1. Juli 1972 in den kommerziellen Betrieb über. Block 4 ging am 21. Mai 1973 ans Netz und am 17. Juli 1973 in den kommerziellen Betrieb über.[4] Im August 1974 gab es einige Probleme mit dem dritten Block der Anlage, weshalb sich der Bau der Anlage am Standort Bruce verzögerte. Die Probleme, mehrere Lecks an den Druckröhren, konnten allerdings bis 1975 behoben werden. Doch aufgrund der Probleme wurde eine weitere Anlage im kanadischen Provinz Nova Scotia, die mit diesem Reaktortyp hätte ausgestattet werden sollen, bis auf weiteres storniert. Insgesamt waren in Block 3 14 Röhren betroffen, was nach Untersuchungen auf zu hohe Belastungen zurückzuführen war. Die Druckröhren wurden ausgetauscht, die Kosten lagen bei rund 10.000 Dollar pro Röhre.[5]

Weitere Probleme folgten im August 1983, beidem innerhalb von einer Woche drei Reaktoren vom Netz mussten. Am 1. August musste der erste Block aufgrund eines Lecks im Schwerwasserkreislauf, aus dem radioaktives Wasser austrat, vom Netz genommen werden. Die Reparaturen an dem Reaktor verzögerten sich allerdings, durch einen Defekt an der Brennstofflademaschine, der während des Entladens auftrat, da aus der Druckröhre heißer Dampf direkt in die Lademaschine eindrang und sie damit endgültig unfunktionabel machte. Ein weiterer Reaktor musste drei Tage später aufgrund eines Lecks an einer Druckröhre vom Netz genommen werden. Bei einem weiteren Unfall in einem anderen Reaktor wurde radioaktiver Dampf in die Atmosphäre freigesetzt. Diese regnete über der anliegenden Stadt Pickering ab. Nach Angaben eines Sprechers von Ontario Hydro, sei das Wasser „sauberer als das Wasser, das Sie trinken“. Grund für die Freisetzung war ein Fehler in einem elektrischen System, der zur Schnellabschaltung des Reaktors führte, woraufhin sich weiterhin Dampf bildete und aufgrund des hohen Drucks durch ein Entlastungsventil automatisch freigelassen wurde. Der Reaktor hätte noch zwei Tage benötigt, um den Rekord von 346 Tagen unterbrechungsfreien Betrieb zu brechen.[6]

Im Juli 1988 kam es zu einem Bedienungsfehlers eines Operators, der eine falsche Sicherung abschaltete. Dies führte dazu, dass ein Computer in einem der Reaktoren die Leistung des Reaktors unkontrolliert steigerte. Im November 1988 wurden in einem Reaktor insgesamt 36 Brennelemente zerstört, was ebenfalls auf einem Bedienungsfehler eines Operators zurückzuführen war.[7]

Die Lizenzen für die Reaktoren von Pickering A und B (beide sind separat lizenziert) wären nach Plan am 15. Oktober 1992 abgelaufen. Ontario Hydro beantragte daraufhin eine neue Lizenz für den Betrieb der Reaktoren, was auf heftigen Widerstand stoß, aufgrund der Systemdefizite der älteren CANDUs in Pickering. Alle Reaktoren von Pickering A sind mit nur einem Abschaltsystem ausgestattet, während die Anlage in Bruce ein zweites besitzt, sowie die Reaktoren von Pickering B. Der Grund lag in den vorgegebenen Sicherheitsgrundlagen, die damals während der Planung von der Atomenergiekontrollkomission (AECB) vorgegeben wurden. Diese verlangten nur ein funktionsfähiges Abschaltsystemes ohne eine Reserve. Die Aktivistengruppe Durham Nuclear Awarness, kurz DNA, versuchte im Rahmen der Neulizenzierung die Kommission zu überzeugen, Ontario Hydro zu einer Modernisierung der Reaktoren zu zwingen und ein zweites Abschaltsystem zu installieren. Allerdings war nach Ansicht der Atomenergiekontrollkomission der Sicherheitsstandard ausreichend, sodass keine Nachrüstung eines zweiten Notabschaltsystems nötig wäre. Durham Nuclear Awarness versuchte daraufhin die Bevölkerung anzuregen, Briefe an die Kommission zu schreiben und ihren Standpunkt zu vertreten. Neben dem fehlenden zweiten Abschaltsystem bemängelte die Aktivistengruppe auch die Erdbebensicherheit der Anlage, die radioaktiven Emissionen während des normalen Betriebs und die Notfallpläne im Falle eines Unfalls, um die Bevölkerung in der Umgebung zu evakuieren.[7]

Besondere Aufmerksamkeit machte ein Störfall im ersten Block im August 1992 bei den Anhörungen zur Lizenzverlängerung. Dabei kam es zu mehreren Rissen in einem Wärmetauscher, sodass radioaktives tritiumhaltiges Wasser entweichen konnte und durch einen Fehler in den Ontariosee abgelassen wurde. Es war einer der schlimmsten Lecks, die bisher in Pickering vorkamen. Aufgrund dessen wurde die Relizensierung von Pickering A unter der Bedingung gestellt, dass die Wärmetauscher in den Reaktoren ausgetauscht werden. Die Atomenergiekontrollkomission stellte nach weiteren Einschätzungen fest, dass eine Modernisierung an den Reaktoren stattfinden muss. Sollte dies nicht geschehen, wird mit Rücksicht auf die Betriebserfahrungen des Personals maximal eine zusätzliche Laufzeit von 11,6 Jahren ermöglicht, der im Jahre 1992 festgelegt wurde. Im Oktober 1993 kam es im dritten Block zu einer weiteren Störung. Durch einen Strömungsverlust kam es zu einem unkontrollierten Leistungsanstieg im Reaktor. Aufgrund dessen wurde eine automatische Schnellabschaltung eingeleitet. Aufgrund dieses Vorfalls wurde die maximale Laufzeit ohne Modernisierung auf 11,4 Jahre nach unten korrigiert.[7]

Nach den Verhandlungen zwischen Durham Nuclear Awareness und der Atomenergiekontrollkomission wurde anschließend bemängelt, dass es keine Umweltverträglichkeitsprüfung für die Relizenzierung geben wird. 1994 gab es erneut noch einmal einen Unfall, bei dem erneut Tritium aus der Anlage im erhöhten Maße in den Ontariosee geleitet wurde. Ontario Hydro erklärte sich allerdings bereit, die Reaktoren für rund 912 Millionen Dollar zu sanieren. Um die Sicherheit zu steigern und um weitere Störungen zu vermeiden, ließ Ontario Hydro die Reaktoren 1995 und 1996 nur noch mit reduzierter Leistung zwischen 40 und 80 % laufen.[7]

Block 1 bis 4 wurden im Jahr 1997 für einen längeren Stillstand vom Netz genommen, um die vier Reaktoren zu modernisieren, besonders um die Designfehler an den Druckröhren zu beheben, die immer wieder Probleme verursachten. Diese Probleme sind bei den ersten CANDU-Reaktoren in Pickering und Bruce als „Middle-age problems“ (Probleme im mittleren Alter) bekannt. Die Kosten wurden anfangs auf rund 800 Millionen Dollar kalkuliert. Bis zum Jahr 2003 stiegen die Kosten bereits auf rund 2,5 Milliarden Dollar an. Allerdings konnte bereits im Juli 2003 der vierte Reaktor wieder ans Netz gehen. Die anderen Reaktoren sollten 2005 folgen, wobei in diesem Jahr dann doch nur Block 1 den Betrieb wieder aufnahm. Der Grund, weshalb die Reparaturarbeiten so lange andauern und einen Verzug von rund einem Jahrzehnt verursacht, liegt in der Problematik der Sanierung, da es kein Wissen darüber gibt, wie man solche Modernisierungen in CANDU-Reaktoren angehen soll.[8]

Stilllegung

Der zweite und dritte Block, der ehemals am 31. Dezember 1997 und 29. Dezember 1997 für eine Generalsanierung vom Netz gingen, wurden aus verschiedenen Gründen aufgegeben. Die Stilllegung von Block 2 wurde deshalb am 28. Mai 2007 vollzogen, die Stilllegung von Block 3 am 31. Oktober 2008.[4]

Pickering B

Pickering B

In den ersten Betriebsjahren bewiesen die Reaktoren in Pickering A erstmals die Tauglichkeit des CANDU.[2] Aufgrund der hohen Zuversicht seitens der Ingenieuren von Atomic Energy of Canada Limited in die bereits erprobten Reaktoren in Pickering, wurden vier weitere Reaktoren angedacht, die in einem zweiten Gebäudekomplex, bezeichnet als „Pickering B“, untergebracht werden sollen.[1] Mit dem Bau von Block 5 wurde am 1. November 1974 begonnen, Block 6 folgte am 1. Oktober 1975. Der Bau von Block 7 und 8 wurde am 1. März 1976 und am 1. September 1976 begonnen.[4] Zugleich wurde mit dem Bau eines Schwerwasserwerks begonnen, um das Wasser aufbereiten zu können. Die Druckbehälter für die CANDUs, genannt Calandria, wurden von Babcock und Wilcox in den USA gefertigt. Dabei kam es zu großen Verzögerungen beim Bau. Ontario Hydro wollte das Geschäft eigentlich beenden, doch drohte Babcock und Wilcox, dass sie dann ihre 1200 Arbeiter in ihren kanadischen Werk dafür entlassen müssten. Da Ontario Hydro ein solches Risiko nicht eingehen konnte, aufgrund einer Anweisung aus der Regierung, musste Ontario Hydro für die Gefäße 850 Millionen Dollar zusätzlich aufbringen.[1]

Betrieb

Die Reaktoren in Pickering B nahmen ab 1982 den Betrieb auf. Block 5 wurde erstmals am 19. Dezember 1982 mit dem Netz synchronisiert und ging am 10. Mai 1983 in den kommerziellen Betrieb über. Block 6 folgte mit der Netzsynchronisation am 8. November 1983 und begann am 1. Februar 1984 den kommerziellen Betrieb. Block 7 wurde am 17. November 1984 erstmals mit dem Stromnetz synchronisiert und ging am 1. Januar 1985 in den kommerziellen Betrieb. Als letzter Reaktor nahm Block 8 am 21. Januar 1986 den Betrieb auf und ging am 28. Februar 1986 in den kommerziellen Betrieb über.[4]

Wie auch bei Pickering A gab es bei Pickering B Kontroversen zur Lizenzerneuerung im Jahr 1992. Hauptargument war die Systemgleichheit und das vergleichsweise veraltete Equipment. Die Relizenzierung verlief hier allerdings ohne größere Kontroversen. Der Grund, weshalb Pickering B zur gleichen Zeit neu lizenziert werden musste wie Pickering A lag darin, dass beide Werke zur gleichen Zeit lizenziert wurden, obwohl beide eine separate Lizenz besitzen und Pickering B rund 11 Jahre jünger ist.[7]

Im Jahr 1994 stellte der siebte Reaktor einen bisher ungebrochenen Rekord auf, indem der Block insgesamt 894 Tage ununterbrochenen in Betrieb war.[9]

Technische Details

Pickering A ist mit vier Reaktoren vom Typ CANDU-500A ausgestattet. Die Bruttoleistung liegt bei allen Rektoren bei 542 MW bei einer Nettoleistung von 515 MW. Pickering B hat ebenfalls vier Reaktoren vom Typ CANDU-500B. Die Bruttoleistung der vier Blöcke liegt bei 540 MW bei einer Nettoleistung von 516 MW.[4] Jeder Reaktor der Anlage ist in einem eigenen Gebäude untergebracht, das eine Höhe von 46,33 meter hat bei einem Durchmesser von 42,67 meter. Die Wandstärke liegt bei 1,22 meter, das Material ist Stahlbeton. Die acht Containments sind über Rohre mit einem weiteren großen Containment verbunden mit einer internen Höhe von 50,75 meter und einem Durchmesser von 50,29 meter. Dieses neunte Containment dient dazu, ein Vakuum zu erzeugen, das sich durch die Rohrleitungen auf alle Containments auswirkt. Es soll bei einem Bruch einer Dampfleitung den Dampf aus dem Reaktorgebäude herausziehen und im Vakuumgebäude einschließen. Der Betrieb der ganzen Reaktoren von Pickering A wird in einer Schaltwarte gesteuert, die zwischen Block 2 und 3 liegt. Hinter den jeweiligen Schaltpulten befinden sich für jeden Block zwei Digitalcomputer und weiteres Equipment für den Betrieb der Reaktoren. Die Schaltwarte von Pickering B ist ähnlich aufgebaut und liegt zwischen Block 6 und 7, wobei die Ausstattung modernisiert ist. Im Gegensatz zu Pickering B besitzt Pickering A nur ein Notabschaltsystem.[10]

Daten der Reaktorblöcke

Das Kernkraftwerk Pickering ist ausgestattet mit acht Reaktoren, von denen sich sechs im Betrieb befinden und zwei weitere längere Zeit abgeschaltet sind.

Reaktorblock[4] Reaktortyp Leistung Baubeginn Netzsyn-
chronisation
Kommer-
zieller Betrieb
Stilllegung
Typ Baulinie Netto Brutto
Pickering-1 PHWR CANDU-500A 515 MW 542 MW 01.06.1966 04.04.1971 29.07.1971
Pickering-2 PHWR CANDU-500A 515 MW 542 MW 01.09.1966 06.10.1971 30.12.1971 28.05.2007
Pickering-3 PHWR CANDU-500A 515 MW 542 MW 01.12.1967 03.05.1972 01.06.1972 31.10.2008
Pickering-4 PHWR CANDU-500A 515 MW 542 MW 01.05.1968 21.05.1973 17.06.1973
Pickering-5 PHWR CANDU-500B 516 MW 540 MW 01.11.1974 19.12.1982 10.05.1983
Pickering-6 PHWR CANDU-500B 516 MW 540 MW 01.10.1975 08.11.1983 01.02.1984
Pickering-7 PHWR CANDU-500B 516 MW 540 MW 01.03.1976 17.11.1984 01.01.1985
Pickering-8 PHWR CANDU-500B 516 MW 540 MW 01.09.1976 21.01.1986 28.02.1986

Einzelnachweise

  1. a b c Howard Hampton, Bill Reno: Public power: the fight for publicly owned electricity - Canadian electronic library. In: Insomniac Press, 2003 ISBN 9781894663441
  2. a b c d Ruth Fawcett: Nuclear pursuits: the scientific biography of Wilfrid Bennett Lewis - Canadian electronic library: Books collection. In: McGill-Queen's Press - MQUP, 1994 ISBN 9780773511866
  3. Atomic Energy of Canada Limited: Canada enters the nuclear age: a technical history of Atomic Energy of Canada Limited - Canadian electronic library: Books collection. In: McGill-Queen's Press - MQUP, 1997 ISBN 9780773516014
  4. a b c d e f g Power Reactor Information System der IAEA: „Canada“ (englisch)
  5. Non-stop CANDU hit by failures. In: New Scientist, 11. Aug. 1983, Band 99, Nr. 1370 ISSN 0262-4079
  6. Energy File - CANDU corrected. In: New Scientist, 17. Apr. 1975, Band 66, Nr. 945 ISSN 0262-4079
  7. a b c d e Michael D. Mehta: Risky business: nuclear power and public protest in Canada. In: Lexington Books, 2005 ISBN 0739109103
  8. Tony O'Donohue: The tale of a city: re-engineering the urban environment. In: Dundurn Press Ltd., 2005 ISBN 9781550025569
  9. Peter Gevorkian: Alternative energy systems in building design - McGraw-Hill's GreenSource series. In: McGraw Hill Professional, 2009 ISBN 0071621474
  10. Roger G. Steed: Nuclear Power in Canada and Beyond. In: General Store Publishing House, 2007 ISBN 189711351X

Siehe auch

Icon NuclearPowerPlant-green.svg Portal Kernkraftwerk