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Kernkraftwerk Rajasthan

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Kernkraftwerk Rajasthan
Rajasthan NPP 2011-1.jpg
Standort
Land Flag of India.svg Indien
Bundesstaat Rajasthan
Ort Rawatbhata
Koordinaten 24° 52′ 17″ N, 75° 37′ 9″ OTerra globe icon light.png 24° 52′ 17″ N, 75° 37′ 9″ O
Reaktordaten
Eigentümer Block 1: Department of Atomic Energy
Block 2 bis 8: Nuclear Power Corporation of India Limited
Betreiber Nuclear Power Corporation of India Limited
Vertragsjahr 1963
Betriebsaufnahme 1972
Im Bau 2 (1400 MW)
Im Betrieb 6 (1180 MW)
Einspeisung
Eingespeiste Energie im Jahr 2011 7952,17 GWh
Eingespeiste Energie seit 1972 69920 GWh
Stand der Daten 2011
Zusatzfunktion Prozesswärme
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Die Quellen für diese Angaben sind in der Zusatzinformation einsehbar.

Das Kernkraftwerk Rajasthan (hindi राजस्थान परमाणु ऊर्जा संयंत्र) steht nahe der Stadt Rawatbhata im indischen Bundesstaat Rajasthan. Das Kernkraftwerk war das zweite Kernkraftwerk Indiens und wurde größtenteils von Indien selbst gebaut. Aufgrund ihres technischen Standes (Generation I) und Alters weisen insbesondere die ersten beiden Blöcke Probleme auf. Die anderen Blöcke entsprechend der Generation II+. Mit acht Reaktorblöcken ist das Kernkraftwerk Rajasthan das größte in Indien. 2014 stellte Rajasthan 5 einen Rekord für ununterbrochenen Leistungsbetrieb auf und liegt damit auf Platz 2 hinter dem Weltrekordhalter Pickering-7.

Geschichte

Bis in die 1950er hinein deckte der Bundesstaat Rajasthan seinen Elektrizitätsbedarf vornehmlich mit Kohleverstromung und Wasserkraft. Als umweltfreundlichere Option wurde ab 1957 der Einsatz von Kernkraftwerken erstmals als Möglichkeit genannt. Der Bau großer Kernkraftwerke sollte den kommenden Stromanstieg schnell und einfach abdecken.[1] Nachdem General Electric begann das Kernkraftwerk Tarapur im Bundesstaat Maharashtra zu errichten gab Kanada für das zweite Kernkraftwerk des Landes, dass in der Provinz Rajasthan entstehen sollte, 1961 erstmals ein Angebot für einen mit dem kanadischen Kernkraftwerk Douglas Point baugleichen CANDU-Reaktor ab. Das indische Department of Energy wollte anders als bei Tarapur das Design des Werkes zu übernehmen und mit den Kanadiern zu verbessern, sodass Indien zukünftig eigene Kernkraftwerke errichten könnte. Infolge dessen war das Projekt nicht für die schlüsselfertige Errichtung vorgesehen, sondern in Kooperation als Versuchskraftwerk mit Kanada.[2] Für das Kernkraftwerk wurden vier Standorte bei Rawatbhata (Bundesstaat Rajasthan), Tulso-Ka-Namla (kurz Tulso, Bundesstaat Rajasthan), Faizpur (Bundesstaat Maharashtra) und Maharajpur (Bundesstaat Madhya Pradesh) ermittelt. Die Wahl fiel aufgrund verschiedener Vorteile auf Rawatbhata. Während Faizapur in der Sperrzone um das Kernkraftwerk 240 Bewohner hat, in der sterilisierten Zone etwa 1620; Maharajapur in der Sperrzone 900 Bewohner und in der sterilisierten Zone 15.000 und Tulso in der Sperrzone 240 Bewohner und in der sterilen Zone 320, gibt es in Rawatbhata in beiden Zone keinerlei Einwohner. Faizapur, Maharajpur und Tulso sind wichtige Anbaugebiete für agrikulturelle Produkte sowie die Milchwirtschaft, während um Rawatbhata keine wichtigen Industrien existierten. Zudem gab es bei Rawatbhata durch den Rana Pratap Sagar-Staudamm bei Rawatbhata und das dadurch gebildete künstlich angestaute Reservoir genügend Kühlwasser für den Standort, rund 6,5 Kilometer oberhalb des Damms am Fluss Chambal. Gegen Überflutungen ist das Werk ebenfalls geschützt, da es 15 Meter über dem maximal möglichen Wasserniveau liegt, dass der Staudamm erreichen kann.[3]

Block 1 & 2

Da das Werk nicht schlüsselfertig errichtet, sondern zur Technologieübernahme für Indien dienen sollte, war Kanada selbst nur als Aufseher und Designer für das Kernkraftwerk vertraglich festgelegt worden. Sämtliche andere Arbeiten, die die Umsetzung des Projekts und den Bau angingen, wurde seitens indischer Experten vorgenommen. Die Kosten für das Werk mit einem Reaktor sollten bei rund 320 Millionen Rupien liegen.[4] Die Erzeugungskosten sollten zwischen 5 bis 0,8 Paise je Kilowattstunde liegen.[5] Vertraglich wurde außerdem die Lieferung des Erstkerns sowie der ersten Nachladung durch Kanada beschlossen. Die Kosten sollten in etwa mit den Brennstoffkosten des Kernkraftwerks Douglas Point übereinstimmen. Da Indien zukünftig den Brennstoff für dieses Kernkraftwerk selbst fertigen wollte gab es keine weiteren Abkommen über die Lieferung weiterer Nachladungen, allerdings hatte Kanada versichert, sofern Indien bis zur zweiten Nachladung keinen eigenen Brennstoff fertigen konnte, dass aus Kanada zu den gleichen Bedingungen wie zuvor weiterer Brennstoff angefordert werden kann.[6] Indien wurde zudem gewährt das nukleare Material weiter zu verwenden, allerdings ausschließlich zu friedlichen Zwecken. Um das zu Untermauern wurde für das Werk ein bilaterales Abkommen über die Sicherheitsvorkehrungen unter denen das Werk betrieben werden sollte getroffen, so unter anderem die regelmäßige Inspektion von kanadischen Sicherheitsbehörden. Allerdings sollte die letzte Inspektion nach einem einjährigen Volllastbetrieb stattfinden, danach sollte die Anlage vollständig Indien übergeben werden.[7] Im Jahr 1964 entschied jedoch die Atomenergiekomission von Indien die Leistung des Kernkraftwerks auf 400 MW zu erhöhen und damit zwei baugleiche 200 MW starke Reaktoren zu errichten.[8] Während der erste Block noch mit kanadischer Assistenz errichten werden sollte, wurde für den zweiten Block die Errichtung ausschließlich durch indische Techniker und Ingenieure vertraglich abgesichert, sodass Kanada lediglich die technischen Dokumentationen zur Verfügung stellte.[9] Bereits Anfang des Jahres 1964 wurde mit der Erschließung des Standortes begonnen.[10] Im gleichen Jahr vergab Kanada einen Kredit über 36 Millionen Dollar für den Export.[11] Am 15. Juli 1965 wurden die ersten Kubikmeter Beton für das Fundament gegossen. Zur gleichen Zeit wurde mit dem Aushub der Baugrube für die Turbinenhalle fortgefahren, sowie für das Kühlwasserpumpenhaus.[12]

Bau

Mit dem eigentlichen Bau des ersten Blocks wurde am ersten August 1965 begonnen.[13] Die wichtigsten Komponenten sollten bereits im Laufe des Jahres 1966 von Kanada aus nach Indien verschifft werden, darunter die Calandria sowie Komponenten für den konventionellen Kreislauf.[14] Allerdings kam es bereits im ersten Baujahr zu einem Verzug der Arbeiten, da Indien nicht nach kam Zahlungen zwischen 9,6 und 9,7 Millionen Rupien an Kanada zu tätigen, sowie die Arbeitskräfte auf der Baustelle zu erhöhen.[15] Im Dezember 1966 wurde mit Kanada der Vertrag zum Bau des zweiten Blocks abgeschlossen. Die Baugrube war zu diesem Zeitpunkt bereits ausgehoben worden. Die Export Credit Insurance Corporation gewährte für diesen Block einen weiteren Kredit über 38,5 Millionen Dollar. Obwohl das Werk alleine von Indien gebaut werden sollte, waren an der Lieferung der Komponenten weiterhin kanadische Unternehmen beteiligt.[16] Über das Jahr 1967 hinweg kam es zu Finanzierungsschwierigkeiten für das Werk, da die Kosten nun bei rund 100 Millionen Rupien lagen, und damit weit über dem ehemals festgelegten Budget. Da das Werk wichtiger schien als andere Projekte, wie das dritte projektierte Kernkraftwerk Madras und die Leichtwasserreaktoren am Kernkraftwerk Tarapur, legte die Regierung die Ersparnisse für den geplanten Ausbau von Tarapur auf das Kernkraftwerk Rajasthan um.[17] Ein weiteres Problem ereignete sich am erste Block, als eine Holzschalung zum Gießen des Containments Feuer fing und das Gebäude stark beschädigte. Hierdurch verzögerten sich die Arbeiten um drei Monate.[18]

Bis Ende des Jahres 1967 waren nahezu alle Großkomponenten für den ersten Block auf der Baustelle angekommen. In der Folge wurde noch im gleichen Jahr mit der Installation des Primärkreislaufs begonnen.[19] Am ersten April 1968 ging der zweite Block in Bau.[13] Indien konzentrierte sich in seinen Bauprogramm mittlerweile stark auf die CANDU-Anlagen in Rajastan und Madras. Zusammen machten sie etwa 50 % der jährlichen Staatsausgaben für die Kernenergie aus.[20] Ab 1971 wurde mit der Vorbereitung der Inbetriebnahme des ersten Blocks begonnen. Für den zweiten Block gab es diverse Lieferverzögerungen, unter anderem sollten die Druckröhren wegen Fabrikationsfehler erst später angeliefert werden.[21] Aufgrund weiterer Probleme, und dem Sammeln von technologischen Erfahrungen beim Bau des ersten Blocks, gab es weitere Verzögerungen.[22] Bis 1974 konnte Indien sämtliche Komponenten für den zweite Block fertigen und auf die Baustelle anliefern, darunter unter anderem die Calandria, die Abschirmungen, die Dampferzeuger und die Abfalltanks, die innerhalb des Jahres 1974 und 1975 in den Block installiert werden sollten, sodass die Anlage bis 1976 betriebsbereit wäre.[23] Da das Werk selbst bereits kurz vor der Fertigstellung stand und die restlichen Komponenten von Indien alleine gefertigt werden konnte, war der Bau dieses Blocks infolge des Kernwaffentests am 18. Mai 1974 nicht von Sanktionen betroffen wie die anderen Anlagen Madras und Narora, die rund 20 % der Komponenten aus Frankreich und Kanada bezogen.[24]

Baulich gesehen war der zweite Block 1976 fertiggestellt, abgesehen vom schweren Wasser, dass Kanada aufgrund eines Lieferembargos von Kernkraftwerken nicht mehr schickte, sowie weitere Rohrleitungen für Zusatzsysteme, die Indien selbst als Verbesserung für das Reaktordesign installierte.[25] Da Kanada sich weigerte das schwere Wasser zu Verfügung zustellen – man wollte nur mit Ländern kooperieren, die die gelieferte Technologie nicht für Kernwaffentests verwenden würden – gab es seitens Russlands auf Nachfrage Indiens das Angebot die rund 200 metrischen Tonnen Schwerwasser für den Block zu liefern. Neben dem Kernkraftwerk befand sich zu dieser Zeit das einzige Schwerwasserwerk des Landes noch im Bau.[26] Hierzu unterzeichnete Indien mit der IAEA am 17. November 1976 ein Kontrollabkommen um sicherzustellen, dass kein waffenfähiges Material aus dem Kernkraftwerk Rajasthan für die Kernwaffennutzung missbraucht wird. Dementsprechend sollte sich die Überwachung beider Reaktoren nur auf das Kernmaterial sowie Teile der Reaktoranlagen beschränken.[27]

Betrieb

Der erste Block wurde erstmals am 11. August 1972 kritisch gefahren. Damit ging der Reaktor zwei Jahre später als ursprünglich geplant in Betrieb. Anders als ehemals vorgesehen wurde auch nicht der ganze Erstkern von Kanada geliefert, sondern nur etwa die Hälfte der Brennelemente. Die andere Hälfte des Erstkerns hatte Indien mit eigenen Uran im Forschungszentrum Trombay produziert.[28] Am 30. November 1972 wurde der erste Block erstmals mit dem Stromnetz synchronisiert und erzeugte seit dem 16. Dezember 1973 erstmals kommerziell Elektrizität.[13] Da Indien die Aufarbeitung der Brennelemente selbst vornehmen wollte um das Plutonium für die Verwendung in Leistungsreaktoren zu extrahieren, wurden die Brennelemente aus dem Kernkraftwerk Rajasthan mit den Elementen aus dem Kernkraftwerk Tarapur in Trombay aufbereitet.[29] Nachdem am 18. Mai 1974 Indien in der Wüste von Rajasthan seine erste Kernwaffe testete und damit zu einer Atommacht aufgestiegen war, gab es Kontroversen über das Land und seine Nuklearpolitik. Zwar arbeitete das Kernkraftwerk Tarapur unter den IAEA-Safeguards, die Anlage in Rajasthan wurde jedoch nicht unter diesen Sicherheitsbestimmungen betrieben, und die Reaktoren wären für die Erzeugung von waffenfähigen Plutonium geeignet. Allerdings willigte im Bauvertrag von 1963 die indische Regierung ein, das Kernkraftwerk nur für friedliche Zwecke zu verwenden. Indien beschrieb diese Versuche selbst allerdings als friedlich um auch Waffenplutonium aus Kernkraftwerken zu nutzen. Der Reaktor in Rajastan eignete sich dazu allerdings nicht, da der erste Block in den ersten Jahren eher schlechte Betriebsergebnisse vorwies.[30] Erst in den folgenden Jahren konnte hinsichtlich der auftretenden Probleme ein akzeptables Maß an Verfügbarkeit erreicht werden.[31] Aufgrund von fehlendem schweren Wasser, das von Zeit zu Zeit ersetzt werden muss, hatte der Block einen Verfügbarkeitsverlust von nahezu zwei Jahren, in denen keine Elektrizität erzeugt wurde.[32]

Ein weiterer Grund weshalb die Blöcke mehrere Ausfallzeiten aufwiesen war, dass die Hochspannungsleitung zum Kernkraftwerk Rajastan zu klein dimensioniert war und das Werk die erzeugte Elektrizität nicht einspeisen konnte. Bei der Inbetriebnahme führte dieses Problem sogar zum Zusammenbruch des Stromnetzes des Bundesstaates Rajastan und angrenzende Bundesstaaten. Erst 1975 wurden die Leitungen des Kernkraftwerks verstärkt, sodass beide Blöcke unter Volllast laufen können.[33] Mit der Lieferung des schweren Wassers aus der Sowjetunion ab Mai 1980[34] konnte der Reaktor am 8. Oktober 1980 erstmals kritisch gefahren werden, sodass der Block am 1. November 1980 erstmals Elektrizität ausspeisen konnte. Am 1. April 1981 ging der Block in den kommerziellen Betrieb.[13] Im gleichen Jahr wurde das Werk um einen Simulator erweitert um das Personal besser zu trainieren.[35] Im August 1981 kam es zu einer Leckage bei dem schweres Wasser in das Containment im ersten Block auslief. Rund acht Tonnen liefen aus dem System heraus. Das Gesamtinventar an schweren Wasser beläuft sich auf 210 Tonnen. Es war nicht die erste Störung dieser Art. Im Jahr 1978 fiel der erste Block 9 mal, im Jahr 1979 14 mal und im Jahr 1980 19 mal aus, aufgrund von Fehlfunktionen an diversen Komponenten, Problemen mit dem Stromnetz und menschlichem Versagen. Die Leckage wurde schließlich mit viel Aufwand von den Kernkraftwerksarbeitern repariert und das schwere Wasser sofern möglich geborgen und in das System zurück gepumpt.[36] Die Regierung zahlte den Angestellten des Kernkraftwerks aufgrund der schnellen Bemühungen den Block wieder ans Netz zubringen eine Prämie aus.[37] Beide Blöcke blieben allerdings, wegen anhaltender Probleme, weit hinter den Produktionserwartungen zurück. Zwar ist nach dem Staudammpark am anliegenden Fluss Chambal das Kernkraftwerk Rajasthan die zweitwichtigste Energiequelle, den Bedarf, für den das Kernkraftwerk eingeplant war, konnte es allerdings bis 1982 nicht decken.[38] Seitens der lokalen Regierung des Bundesstaats Rajasthan gab es deshalb Planungen konventionelle Kohlekraftwerke zu errichten und Kohle aus anderen indischen Bundesstaaten zu beziehen. Für den Bundesstaat Rajasthan waren die Investitionen in das Kernkraftwerk zweifelhaft und falsch angelegt.[39]

Probleme während des Betriebs bereiteten bereits von Anfang an die Turbinen des Werkes. Die aus Vancouver stammenden Sattdampfturbinen wiesen häufig Ausfälle auf, aufgrund des Abbruchs von Turbinenschaufeln an den Läufern. Untersuchungen ergaben, dass die aus Kanada stammenden Turbinen nicht internationalen Vorschriften entsprechend und mit niedriger Qualität gefertigt wurden. Seitens des Kernkraftwerkspersonals gab es dazu entsprechende Beschwerden bei der indischen Regierung. Da das Personal bereits Vorbeugungen getroffen habe um die Ausfallrate zu verringern, sollte sich die Regierung mit diesem Problem auseinander zusetzen.[40] Im ersten Block kam es am 4. März 1982 zu einer Leckage an einer Druckröhre im Reaktor, bei dem Kühlwasser (Leichtwasser) mit dem Schwerwasser im getrennten Moderatorkreislauf in Kontakt kam. Über das Jahr 1983 blieb der Block deshalb vom Netz um den Schaden zu beheben.[41] Im Jahr 1983 konnte der zweite Block sein bisher bestes Betriebsergebnis ohne größere Zwischenfälle erreichen und war in rund 85,33 Prozent der Zeit am Netz.[42] Nach einer Reparaturdauer von 1060 Tagen oder nahezu drei Jahren,[43] konnte der erste Block am 27. Januar 1985 wieder ans Netz gehen.[44] Allerdings gab es an der gleichen Stelle an weiteren Druckröhren erneut Leckagen, weshalb der erste Block im Mai 1985 erneut vom Netz genommen wurde um Modifikationen am Reaktor vorzunehmen. Nach einer Generalsanierung und der Verringerung von Schwingungen an den Brennelementen konnte das Problem eingedämmt werden, sodass am 22. Mai 1987 der Block mit vorerst halber Leistung zur Prüfung der Endabschirmungen, an denen die Leckagen auftraten, angefahren werden konnte.[45] Ab 1990 wurde der Block stetig mit nur noch 100 MW gefahren, da höhere Leistungen zu erneuten Beschädigungen geführt hätten und die geringere Leistung einen stabileren Blockbetrieb zulässt.[46] In einer langfristigen Aktion sollten die Endabschirmungen der Kanäle ausgetauscht werden, allerdings nicht in naher Zukunft. Der gleiche Defekt war auch am Kernkraftwerk Madras aufgetreten, dessen Reaktoren ebenfalls in ihrer Leistung begrenzt wurden.[47]

Trotz der Leistungsverringerung kam es bei Block 1 alleine im Jahr 1993 zu 200 Reaktorschnellabschaltungen. Im Vergleich hatte der zweite Block des Kernkraftwerks Narora rund 60 Reaktorschnellabschaltungen zwischen Januar und März 1994. Bei diesen beiden Reaktoren, die einer Entwicklungslinie angehören, gibt es beispielsweise in japanischen Kernkraftwerken maximal ein bis zwei Schnellabschaltungen über das ganze Jahr hinweg. Infolge der vielen Abschaltungen zeigten die meisten Sicherheitssysteme diverse Verschleißerscheinungen und hatten eine schlechtere Wirkung als noch vor einigen Jahren, als die Reaktoren neu waren.[48] In der Folge dauerte eine Abschaltung oftmals statt einige Sekunden mehrere Minuten.[49]

Im August 1994 wurde der zweite Block für drei Jahre zum Tausch aller 306 Druckröhren, genannt „Retubing“, vom Netz genommen. Bauähnliche Druckröhren waren auch in den kanadischen CANDU-Anlagen im Einsatz, wurden aber bis dahin längst ausgetauscht, da das Material diesen Belastungen nicht standhält. Infolge dessen wurde der zweite Block materialschonender mit weniger Leistung gefahren. Das Retubing wurde vom Department of Atomic Energy fiannziert, und damit mit Geldern vom Staat. Da Indien aber nur Erfahrung hatte einzelne Druckröhren zu tauschen besuchten bereits im Juni 1994 Angestellte von Ontario Hydro und Atomic Energy of Canada Limited Indien um einen Informationsaustausch vorzunehmen. Die einzigen Anlagen die in Kanada in einem Zug neu mit Druckröhren ausgestattet wurden, waren die Blöcke Pickering-1 und -2 der Ontario Hydro. Hier hat der Tausch bei Block 1 etwa 24 Monate gedauert, an Block 2 14 Monate. Um sicher zu gehen, gab es die Option eventuell in Zusammenarbeit mit Atomic Energy of Canada Limited und Ontario Hydro die Druckröhren an Rajasthan auszutauschen, was allerdings verworfen wurde. Kanada forderte eine Erweiterung der IAEA-Sicherheitsleitlinien und damit der IAEA-Kontrolle auf die gesamte Anlagen, was Indien konsequent ablehnte. Obwohl Indien seine eigene Ausrüstung für das Tauschen der Röhren entwickeln musste, war der Zeitplan mit drei Jahren sehr optimistisch angesetzt. Experten schätzten allerdings, dass aufgrund der fehlenden Routine und Erfahrung mindestens fünf Jahre vonnöten sein werden um alle Röhren zu tauschen. Aufgrund der Ausfälle und der noch geplanten Laufzeit des Reaktors war allerdings abzusehen, dass der Block selbst bei einem Volllastbetrieb die finanziellen Anstrengungen nicht mehr erwirtschaften kann. Das Department of Atomic Energy wusste das, musste den Block allerdings aufgrund des Energiebedarfs sanieren. Noch im gleichen Jahr wurde auch der erste Block vom Netz genommen, da das Atomic Energy Regulation Board feststellte, dass auch dieser Block ein Retubing benötigt.[50]

Am 9. September 1996 wurde im zweiten Block die letzte Druckröhre ausgebaut. Die Röhren selbst wurden auf dem Gelände in ein oberflächennahes Endlager gebracht und dort in exakt 306 Bohrlöcher mit einer Tiefe von fünf Metern versenkt. Da die Röhren 5,2 Meter lang sind wurden diese einfach vor dem Versenken abgesägt. Die Zukunft von Block 2 war unsicher, da ein Sicherheitsbericht mehrere Mängel am Block auflistete. In der Folge gab es die Option den Block eventuell vollständig stillzulegen. Bis zu einer Entscheidung sollte der Block bis auf weiteres vom Netz bleiben.[51] Trotzdem wurde der erste Block am 14. Oktober 1996 für Versuche im niedrigen Leistungsbetrieb wieder kritisch gefahren. Sekundär gab es Probleme mit dem Überdruckventil des Reaktors, dass repariert werden musste, nachdem es nicht mehr voll schloss.[52] Insbesondere hinsichtlich der Verfügbarkeit war der Block katastrophal, da der Reaktor nie stabil gelaufen war. Einzig im Jahr 1979 konnte der Block mit drei Monaten Betrieb mit 160 MW Leistung ohne Ausfälle seine bisher beste Betriebsperiode vorweisen. Ähnliche Probleme wies auch das Kernkraftwerk Douglas Point in Kanada auf, nach dessen Modell Rajasthan gebaut wurde, das bereits 1984 nach wenigen Jahren Betrieb endgültig stillgelegt wurde.[53] Bei einer nachträglichen Inspektion des zweiten Blocks im Jahr 1997 wurde festgestellt, dass einige wenige Druckröhren die Calandria berühren, was auf einen Konstruktionsfehler hindeutete. Um etwaige Probleme durch Druckröhren die an der Calandria anliegen zu vermeiden wurden die entsprechenden vier Druckröhren nicht mehr installiert.[54]

Am 29. Mai 1998 wurde auch der zweite Block wieder angefahren. Neben dem Tausch der Druckröhren wurde der Block mit Sicherheitsnachrüstungen ausgestattet.[52][55] Infolge dieser Nachrüstungen war der Betrieb im Gegensatz zu früher weitaus befriedigender und stabiler, sodass der Block nicht mehr in kurzen Abständen vom Netz musste. Block 1 wurde deshalb 2001 vom Netz genommen um mit den gleichen Nachrüstungen ausgestattet zu werden.[56] Allerdings kam im Nachhinein heraus, dass es eine Weisung des Atomic Energy Regulation Board gab die Probleme zu beheben.[57] Im Jahr 2004 ging der Block wieder ans Netz.[58] Aufgrund fortlaufender Probleme wurde der Block im Oktober 2004 bis auf weiteres vom Netz genommen,[59] nachdem es zu einer Leckage in der Speisewasserleitung kam.[60] Obwohl man es eigentlich darauf verzichten wollte, wurde in dem Block um das Jahr 2006 begonnen sämtliche Druckröhren auszutauschen. Block 2 ging 2007 für etwas mehr als ein Jahr vom Netz, für den Einbau neuer Zubringer für die Druckröhren.[61] Im September 2009 ging der Block wieder ans Netz und nutzte dabei erstmals importierten Brennstoff.[62] Eine Entscheidung, was mit dem ersten Block geschehen solle, stand fast 8 Jahre nach der Abschaltung immer noch aus.[63]

Im September 2014 gab es seitens des Vorsitzenden der Atomic Energy Commission of India die Nachricht, dass man nicht weiter vorhabe Block 1 zu erhalten und eher die Stilllegung des Blocks forciere. Der Brennstoff aus dem Reaktor sei nach wie vor entladen, sowie das schwere Wasser aus dem Moderatortank abgelassen. Etwaige Pläne, den Reaktor für die Isotopenerzeugung zu nutzen wurden ebenfalls verworfen, da es mittlerweile wirtschaftlichere Wege in Indien gab, diese Isotope zu erzeugen. Eine etwaige Entscheidung für die Stilllegung des Blocks muss allerdings seitens der Regierung Indiens gefällt werden.[60]

Block 3 & 4

Im Jahr 1983 wurde bekanntgegeben, dass zehn weitere Reaktoren in Indien entstehen sollten, nach den Anlagen in Madras und Narora. Wie auch die ersten Werke sollte die Leistung ebenfalls bei 220 MW liegen und die Energie ebenfalls aus Schwerwasserreaktoren beziehen.[64] Im Jahr 1984 wurde bekanntgegeben, dass die ersten zwei Blöcke in Rajasthan und die anderen beiden am Standort Kaiga entstehen sollten. Die Modelle um die es sich handelt sollten baugleich, und eigens von Indien entwickelt worden sein.[44] Der IPHWR-220 sollte das Standarddesign für das Kernkraftwerks-Bauprogramm bis zum Jahr 2000 werden.[65] Noch 1984 wurden bei indischen Unternehmen Aufträge für die Fertigung erster Komponenten in Auftrag gegeben.[66] Allerdings wurden noch im gleichen Jahr die Projekte in Kaiga und Rajasthan um sieben bis acht Jahre verschoben, um die Standardisierung des Reaktordesigns sowie die Fertigung der Komponenten zu verbessern. Einer der weiteren Gründe war, dass einige Komponenten bisher nicht in Indien gefertigt werden konnten und erst die Industrie auf den entsprechenden Stand gebracht werden musste.[67]

Noch im Jahr 1986 wurde mit der Erschließung des Standortes der neuen Blöcke begonnen. Die beiden neuen Anlagen sollten zusammen 7,12 Milliarden Rupien kosten. Da der Standort bereits durch die ersten beiden Blöcke erschlossen war ging man davon aus, mit dem Bau schnell voranzukommen. Das Versorgungsgebiet der beiden Blöcke sollte hauptsächlich das Stromnetz im Norden des Bundesstaates Madhya Pradesh sein.[68]

Bau

Am ersten Februar 1990 ging der dritte Block in Bau, gefolgt vom vierten Block am ersten Oktober 1990.[13] Bereits zu diesem Zeitpunkt befanden sich einige Komponenten für die Reaktoren auf der Baustelle.[69] Bis 1996 konnten nahezu alle konventionellen Gebäudearbeiten an der Turbine und dem Kontrollgebäude mit dem Pumpenhaus und Reaktorgebäude des dritten Blocks abgeschlossen werden. Das Reaktorgebäude am vierten Block war erst zu rund 88 % fertiggestellt. Der Fertigstellung des Kernkraftwerks wurde mit rund 85 % angegeben. In beide Blöcke wurde bereits die Calandria installiert, in Block 3 auch die Druckröhren. Zeitgleich wurde in beiden Blöcken mit der Installation der Rohrleitungen begonnen. In Block 3 wurde 1996 der Turbosatz installiert. Die Schaltanlage der beiden Blöcke war zu diesem Zeitpunkt bereits am Stromnetz des Bundesstaats Rajasthan angeschlossen. Innerhalb des Jahres 1996 bis 1997 sollte mit dem Guss des inneren Containments an Block 3 begonnen werden.[70] Für Block 3 und 4 sollte jeder Block mit einem Naturzug-Nasskühlturm ausgestattet werden. Da der Boden aber nur begrenzt für solche Bauten geeignet war wurde ein Modell im Maßstab 1:50 angefertigt um die Auswirkung der schweren Gebäude auf den Boden zu analysieren. So konnte im Jahr 1996 die Genehmigung zum Bau der Kühltürme gegeben werden.[71]

Bis 1997 konnte das innere Containment des dritten Blocks vollendet werden sowie das Reaktorequipment in den Block eingebaut werden. An dem Reaktorgebäude wurde die Hauptschleuse für das Containment installiert sowie die Lüftungsanlagen des Blocks angeschlossen. Die Turbinenhalle des dritten Blocks mit Turbogenerator konnten vollständig installiert und getestet werden. Insgesamt war der sekundäre Kreislauf zu 61 % installiert worden, sowie die Deionatanlage in Betrieb genommen worden, zur Erzeugung von demineralisierten Wasser. Bei Block 4 waren die Arbeiten bei der Installation des primären Reaktorsystems und der Reaktorhilfsanlagen ins Stocken geraten. Zeitgleich wurde in beiden Blöcken begonnen die elektrischen Installationen vorzunehmen sowie die Abklingbecken beider Blöcke auf Dichtigkeit zu überprüfen und die Systeme zur Behandlung von abgebrannten Brennelementen auf ihre Funktionalität zu testen. Die gemeinsame Schaltwarte der beiden Blöcke war fast vollständig installiert. Das Primärsystem des dritten Blocks war zu 89 % installiert, beim vierten Block zu 68 %. Die Notstromdieselgeneratoren für beide Blöcken waren vollständig installiert und auf Funktionalität geprüft worden.[72] Infolge des starken Strommangels im Bundesstaat Rajasthan durch die Abschaltung des ersten und zweiten Blocks des Kernkraftwerks Rajasthan entschied das Volkskomitee, dass die Reaktoren zukünftig zur Deckung der Kapazitäten des Bundesstaats Rajasthan eingesetzt werden statt zur Deckung der Lasten des Bundesstaats Madhya Pradesh.[73] Im gleichen Jahr gab es einen Streik der Bauarbeiter auf der Baustelle des Werkes, aufgrund der niedrigen Löhne. Der Premierminister scheute sich nicht lange und erhöhte diese.[74]

Betrieb

Ehemals plante man im Jahr 1987, dass der dritte Block 1994 und der vierte Block 1995 am Netz sein könnten.[75] Im Jahr 1996 ging man davon aus, dass die Blöcke frühstens 1998 und 1999 angefahren werden könnten.[70] Der dritte Block konnte erstmals am 10. März 2000 ans Netz gehen und ging am ersten Juni 2000 in den kommerziellen Betrieb. Block 4 folgte am 17. November 2000 mit der Netzsynchronisation und wurde am 23. Dezember 2000 in den kommerziellen Betrieb überführt.[13]

Am 16. Juli 2012 kam es zu einer Störung im vierten Block, als bei Arbeiten an dem Block eine Pumpendichtung am Moderatorsystem versagte. Das System wurde daraufhin sofort isoliert. Allerdings bekamen vier Arbeiter etwa ein Viertel ihrer Jahresdosis ab.[76] Der Block wurde zur Reparatur daraufhin vom Netz genommen. Nach der Reparatur der Pumpe ging der Block am 19. Juli 2012 wieder in Betrieb und wurde am 23. Juli mit dem Netz synchronisiert.[77]

Block 5 & 6

Nachdem im Kernkraftwerk Tarapur erstmals größere Reaktoren vom Typ IPHWR-540 entstehen sollten, plante man im Jahr 1988 den fünften und sechsten Block gemeinsam mit dem siebten und achten Block ebenfalls mit diesen Modell auszustatten.[78] Bis 1990 sollte eine entsprechende Entscheidung zum Bau dieser Blöcke im indischen Parlament fallen.[79] Bis 1989 wurde an die Indische Regierung ein detaillierter Report über das geplante Design übermittelt sowie eine vorläufige Genehmigung des Bundesstaats Rajasthan. Die entsprechenden Daten mit dem Bezug auf die Umweltbelastung wurde zu Bewertung an das indische Umweltministerium weitergeleitet. Der Clou an den Modellen ist, dass diese Anlagen nahezu die gleichen Komponenten nutzen wie die Vorgängermodelle vom Typ IPHWR-220 und deshalb voll kompatibel mit den bisherigen Produktionsstätten sind. An die auszuführenden Unternehmen wurden bereits entsprechende Absichtserklärungen für die Großkomponenten abgegeben.[80] Im Jahr 1990 stimmte das Parlament den Bau der 500 MW starken Blöcke zu.[81] Allerdings brauchte das Umweltministerium für für die Genehmigung eine lange Zeit, da die Umweltauswirkungen des Werkes sehr unsicher waren. Bei einer Bauzeit von rund acht Jahren eines solchen Reaktormodells wären die Blöcke frühstens im Jahr 2000 am Netz, wobei diese Zeitrechnung sehr unsicher war, da im Jahr 1992 der IPHWR-540 immer noch in der Entwurfsphase war. Lediglich die Finanzierung für diese Blöcke sowie die Standorte wurden bereits sicher ausgewählt.[82] Aufgrund dessen wurde 1994 die Option genannt, die Planungen abzuändern und Block 5 und 6 ebenso mit IPHWR-220 auszurüsten wie sie bei Block 3 und 4 zu dieser Zeit installiert wurden.[49] Allerdings hielt die Lok Sabha, die indische Volksversammlung, es für besser als Ergänzung zu den geplanten Kapazitäten in Kudankulam die beiden 500 MW starken IPHWR-540 zu installieren.[83]

Aufgrund der energetischen Notwendigkeit wurde aufgrund der Tatsache, dass der Bau des IPHWR-540 mehr Zeit in Anspruch nehmen würde als ein IPHWR-220, für Block 5 und 6 des Kernkraftwerks Rajasthan im Jahr 2001 per Beschluss des Parlaments ebenfalls die Projektierung mit IPHWR-220 vorgegeben.[84] Das Department of Atomic Energy gab der Nuclear Power Corporation of India vor, eine Kopie von Block 3 und 4 für Block 5 und 6 zu verwenden.[85]

Bau

Am 18. September 2002 ging der fünfte Block offiziell in Bau.[13] Der Grundstein für die beiden neuen Reaktoren wurde vom Chefiminister Ashok Gehlot bei einer Zeremonie auf der Baustelle am 17. Oktober 2002 gelegt.[86] Am 20. Januar 2003 ging auch der sechste Block in Bau.[13] Die Kosten beider Reaktoren zusammen sollten sich auf rund 30,72 Milliarden Rupien belaufen.[87]

Betrieb

Nach Planungen aus dem Jahr 2002 sollte der fünfte Block im August 2007 in Betrieb gehen, gefolgt vom sechsten Block im Februar 2008.[88] Im Gegensatz zu den anderen Blöcken wird ein großer Teil der Energie aus den Blöcken für den Bundesstaat Uttar Paradesh vorbehalten.[89] Am 22. Dezember 2009 ging der fünfte Block erstmals ans Netz und konnte am 4. Februar 2010 in den kommerziellen Betrieb überführt werden. Der zweite Block folgte am 28. März 2010 und konnte am 31. März 2010 in den kommerziellen Betrieb gehen.[13] Am 23. Juni 2012 kam es zu einem Zwischenfall im fünften Block als zwei Arbeiter Schweißarbeiten am Moderatorsystem durchführen wollten. Beim Öffnen einer Moderatorgasleitung kam es zu einem Anstieg der Tritiumkonzentration in dem entsprechenden Bereich und zum Überschreiten der Jahresdosis der Arbeiter. Die Arbeiter wurden anschließend für andere Arbeiten im Kernkraftwerk eingesetzt.[76]

Zwischen dem 2. August 2012 und dem 11. August 2014 konnte Block 5 insgesamt 740 Tage ohne Unterbrechung in Betrieb sein, sodass sich die Leitung des Kernkraftwerks in einer Pressemitteilung über diesen Erfolg meldete und den Triumph hervorhob, dass man den 739 Tage andauernden Leistungsbetrieb des Kernkraftwerks Lasalle in den Vereinigten Staaten von Amerika gebrochen habe und damit eine bessere Leistung erzielen konnte als die Vereinigten Staaten. Ehemals war vorgesehen, dass der Block für nur ein Jahr in Betrieb bleibt, allerdings entschied man sich zuvor bereits den Landesrekord für ununterbrochenen Betrieb vom baugleichen Block Kaiga-2 zu brechen, der 529 Tage schaffte.[90] Dies geschah lediglich Baulinienintern, da der eigentliche Landesrekord bei Tarapur-2 lag, der am 12. Januar 2011 diesen Rekord mit 539 Tage Betrieb einfuhr, weshalb dieser Rekord von Rajasthan-5 auch gebrochen werden konnte.[91] Der Weltrekord für ununterbrochenen Betrieb der jemals von einem Kernkraftwerk aufgestellt wurde, der 1994 erreichte ununterbrochene Leistungsbetrieb von 894 Tagen des Blocks Pickering-7 kann von den indischen Anlagen allerdings nicht im normalen Betrieb erreicht werden, da die Revisionszeiten fest angesetzt sind und es eine Sondergenehmigung bedarf.[90] Am 6. September ging der Block für die Revision vom Netz und konnte so auf Platz 2 für den weltweit längsten ununterbrochenen Leistungsbetrieb eines Kernreaktors mit 765 Tagen gelangen. Für die indische Atomwirtschaft wurde dieses Ereignis nach der Inbetriebnahme von Kudankulam 1 als einer der größten Erfolge gefeiert, zumal es sich um einheimische Technologie handelte und man so die internationale Konkurrenzfähigkeit und Zuverlässigkeit unter Beweis stellen konnte. Rajasthan 5 ist damit einer von zehn Rektoren weltweit, die länger als 500 Tage ununterbrochen in Betrieb waren.[92][93][94]

Block 7 & 8

Nachdem im Kernkraftwerk Tarapur erstmals größere Reaktoren vom Typ IPHWR-500 entstehen sollten, plante man im Jahr 1988 den siebten und achten Block gemeinsam mit dem fünften und sechsten Block ebenfalls mit diesen Modell auszustatten.[78] Bis 1990 sollte eine entsprechende Entscheidung zum Bau dieser Blöcke im indischen Parlament fallen.[79] Bis 1989 wurde an die Indische Regierung ein detaillierter Report über das geplante Design übermittelt sowie eine vorläufige Genehmigung des Bundesstaats Rajsthan. Die entsprechenden Daten mit dem Bezug auf die Umweltbelastung wurde zu Bewertung an das indische Umweltministerium weitergeleitet. Der Clou an den Modellen ist, dass diese Anlagen nahezu die gleichen Komponenten nutzen wie die Vorgängermodelle vom Typ IPHWR-220 und deshalb voll kompatibel mit den bisherigen Produktionsstätten sind. An die auszuführenden Unternehmen wurden bereits entsprechende Absichtserklärungen für die Großkomponenten abgegeben.[80]Im Jahr 1990 stimmte das Parlament den Bau der 500 MW starken Blöcke zu.[81] Nachdem Indien allerdings mit der Sowjetunion den Bau von zwei 1000 MW starken Reaktoren am Kernkraftwerk Kudankulam beschloss, wurden die Planungen des siebten und achten Blocks bis auf weiteres gestoppt.[95]

Nachdem für Block 5 und 6 der Bauvollzug mit IPHWR-220 vom Parlament beschlossen wurde gab es auch wieder Planungen für den Bau eines siebten und achten Blocks. Da allerdings bereits das Nachfolgedesigns des IPHWR-500 zu Verfügung stand, der 700 MW starke IPHWR-700, wurden die Planungen auf dieses Reaktormodell entsprechend angepasst.[96] Im September 2011 bestellte die Nuclear Power Corporation of India Limited die Dampferzeuger für die beiden Reaktoren bei Larsen & Toubro, einem indischen Schwermaschinenunternehmen.[97] Für den eigentlichen Bau der Gebäude wurde die Hindustan Construction Company im Mai 2010 beauftragt. Das gleiche Unternehmen hat bereits die anderen sechs Reaktoren in Rajasthan errichtet. Nach Plan sollte das gesamte Werk innerhalb von 50 Monaten errichtet werden.[98] Im Jahr 2012 war von einer Mindestbauzeit von 60 Monaten die Rede.[63] Ehemals plante man mit der Erschließung des Standortes bereits im Mai 2010 zu beginnen.[99] Allerdings wurde damit erst am 19. August 2010 mit einer offiziellen Zeremonie am Standort begonnen. Die beiden Blöcke sollen rund 123,2 Milliarden Rupien kosten (rund 2,6 Milliarden US-Dollar).[100]

Für die Fertigung des Turbogenerators, des in Indien bisher größten gebauten seiner Art, wurde die Bharat Heavy Electricals Limited im April 2011 beauftragt. Gefertigt werden die Turbinen in einem Gemeinschaftswerk mit dem französischen Turbinenhersteller Alstom. Weiter sollte das Unternehmen die Turbinenleittechnik liefern.[101] Der erste Beton sollte nach Plan im März 2011 gegossen werden.[102]

Bau

Am 18. Juli 2011 ging der siebte Block offiziell in Bau. Block 8 folgte am 30. September 2011.[13] Am 10. Juli 2013 kam die 40 Tonnen schwere und 7,8 Meter im Durchmesser große Calandria von Block 7 am Standort an. Die in Mumbai gefertigte Calandria wurde per Seeweg zunächst nach Kandla in den Bundesstaat Gurjat geschifft. Von dort aus wurde die Großkomponente auf einen Schwerlastwagen umgeladen und nach Rawatbhata auf die Baustelle gebracht. Insgesamt dauerte der Transport 109 Tage.[103]

Betrieb

Nach Planungen aus dem Jahr 2009 sollten die beiden Blöcken zwischen 2014 und 2015 am Netz sein.[104] Im Juni 2011 war von einer Inbetriebnahme im Jahr 2016 die Rede.[105] Schätzungen aus dem Jahr 2012 gehen von einer Inbetriebnahme frühstens im Jahr 2017 aus.[63]

Standortdetails

Eigentümer und Betreiber

Zu Beginn war die Anlage im Besitz des Department of Atomic Energy, das auch den Betrieb der Anlage regelte. Mit der Reorganisation des nuklearen Sektors wurde 1987 die Nuclear Power Company of India Limitd gegründet, die alle Kernkraftwerke des Landes betreibt und alle Reaktoren des Kernkraftwerks Rajasthan besitzt, ausgeschlossen Block 1,[106] der weiterhin dem Department of Atomic Energy gehört.[107] Grund hierfür war, dass der erste Block häufiger Probleme aufwies und die indische Regierung das Unternehmen mit den Wartungskosten für den Block nicht unnötig belasten wollte.[106]

Technik Block 1 und 2

Block 1 und 2 sind ausgestattet mit Reaktoren vom Typ CANDU-200. Ursprünglich hatten beide Blöcke eine Bruttoleistung von 220 MW, von denen 207 MW netto in das Elektrizitätsnetz gespeist wurden.[34] Block 1 erreicht allerdings nur noch eine Leistung von 100 MW brutto und 90 MW netto; Block 2 eine Leistung von 200 MW brutto und 187 MW netto. Block 1 fährt mit einer thermischen Leistung von maximal 346 MW, Block 2 mit 693 MW.[13]

Technik Block 3 bis 6

Block 3 bis 6 sind ausgestattet mit Reaktoren vom Typ IPHWR-220. Jeder der Blöcke erreicht bei einer thermischen Leistung von 801 MW eine elektrische Leistung von 220 MW brutto, von denen 202 MW netto in das Elektrizitätsnetz gespeist werden.[13] Die Kühltürme der vier Blöcke haben jeweils eine Höhe von 120 Meter. Der Durchmesser am unteren Strukturring beträgt 82,7 Meter, an der engsten Stelle 53,5 Meter und an der höchsten Stelle 57,5 Meter. Die Wandstärke beträgt durchlaufend ab dem unteren Strukturring 0,5 Meter. Ausgelegt sind die Kühltürme als Naturzug-Nasskühltürme.[108]

Technik Block 7 und 8

Block 7 und 8 sind ausgestattet mit Reaktoren vom Typ IPHWR-700. Jeder der Blöcke erreicht bei einer thermischen Leistung von 2177 MW eine elektrische Leistung von 700 MW brutto und 630 MW netto.[13]

Wissenswertes

  • Das Kernkraftwerk Rajasthan trägt offiziell den Namen Rajasthan Atomic Power Station (kurz RAPS). Die oft verwendete Bezeichnung Atomic Power Project, im Falle dieses Werkes Rajasthan Atomic Power Project (kurz RAPP), wird in Indien ausschließlich bei in Planung und in Bau befindlichen Kernkraftwerken verwendet. Diese Namensgebung ist innerhalb der Nuclear Power Company of India standardmäßig so vergeben.
  • Die Anlage befand sich von Beginn an nicht unter den IAEA-Absicherungsmaßnahmen (englisch bekannt als Safeguards). Für den ersten und zweiten Block gab es bisher nur ein Abkommen mit Kanada über die Gegenkontrolle. Nachdem Indien zu einer Atommacht aufgestiegen war gab es seitens der IAEA Bestrebungen zumindest in einigen Anlagenteilen Überwachungsmaßnahmen vorzunehmen. Block 3 bis 6 wurden seit Betriebsbeginn an unter den Absicherungsmaßnahmen betrieben.[109] Am 15. Oktober 2009 wurden diese Maßnahmen mit der IAEA neu verhandelt und verstärkt. Dies ermöglichte es Indien in der Nuclear Suppliers Group internationale Handelsabkommen über die Verwendung von importierten Brennstoff zu schließen. Dies beinhaltete auch, dass in dem fünften und sechsten Block seitens der IAEA Kameras installiert wurden, die stetig Livebilder zur IAEA übermitteln.[110]
  • Ab Oktober 2012 wurde das Werk vom Operational Safety Review Team (kurz OSART) überprüft. Anders als bisher durften sämtliche Anlagenteile betreten werden und es wurden mit zusätzlichen Teammitgliedern auch die technischen Einrichtungen geprüft. Während die Lage in den ersten beiden Blöcken eher schlecht war, wurde die Sicherheit der Blöcke 3 bis 6 sehr positiv bewertet, allerdings mit der Anmerkung, dass Raum für Verbesserungen besteht. Im vorläufigen Statement nach den Wochen lagen Überprüfungen im November 2012 erklärte das Team, dass das Werk den internationalen Maßstäben in der Betriebssicherheit entspreche. Allerdings seien Verbesserungen bei der Unfallanalysen notwendig. Bisher kann nur bewertet werden, was passiert ist, allerdings nicht wie. Die Praktiken die angewandt werden sind allerdings von Weltniveau, die für andere Kernkraftwerke weltweit adaptiert werden könnten. Hinsichtlich dessen ist die Betriebssturktur nach Bewertung des OSART in Rajasthan weltweit am besten organisiert. Technisch bewertet wurde ein Unfall, wie er im März 2011 im Kernkraftwerk Fukushima-Daiichi vor kam. Nach Angaben der Techniker, die unter dem zwölf Teammitgliedern waren, können die Reaktoren einen solchen Unfall standhalten.[111]

Daten der Reaktorblöcke

Das Kernkraftwerk Rajasthan besteht aus acht Blöcken, von denen sich sechs im Betrieb und zwei in Bau befinden.

Reaktorblock[13]
(Zum Ausklappen Block anklicken)
Reaktortyp Leistung Baubeginn Netzsyn-
chronisation
Kommer-
zieller Betrieb
Stilllegung
Typ Baulinie Netto Brutto

Einzelnachweise

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Siehe auch