Ausgabe - VGB PowerTech Journal 5/2018

Editorial: Kernenergie: Fakten und Zahlen 2017

Christopher Weßelmann

Die Entwicklung der Kernenergie in den vergangenen Jahrzehnten war geprägt von der Etablierung leistungsstarker und zunehmend standardisierter Leichtwasserreaktoren. Leichtwasserreaktoren hatten sich in den 1950er und 1960er Jahren als die wirtschaftlich-technisch konkurrenzfähigste Reaktorlinie durchgesetzt. [weiter...]

Ganz im Stillen: Der unbemerkte Verlust der CO2-freien Stromerzeugung in den USA

Chris Vlahoplus, Ed Baker, Sean Lawrie, Paul Quinlan und Benjamin Lozier

Die Vereinigten Staaten von Amerika haben Maßnahmen für den Klimaschutz eingeleitet. Ein Schwerpunkt liegt auf der Minderung von CO2-Emissionen bei der Stromerzeugung. Eine Säule dieses Ansatzes ist die Förderung der verstärkten Nutzung erneuerbarer Energien, wie Wind und Sonne. In den letzten zehn Jahren hat die CO2-freie Erzeugung aus Wind und Sonne auch in den USA stark zugenommen. Die Erzeugung aus diesen Ressourcen erreichte im Jahr 2017 333.000 GWh. Für viele, die sich für das Thema Klimaschutz interessieren, ist jedoch unbekannt, das in Summe die Fortschritte jedoch durch den Verlust oder potenziellen Verlust von mehr als 228.000 GWh kohlenstoffarmer Stromerzeugung durch Kernenergie quasi zunichte gemacht werden.

Download [1,8 MB]

Rechtliche Aspekte in Bezug auf die IT-Sicherheit für KRITIS Energieanlagen

Stefan Loubichi

Durch den Verweis des IT-Sicherheitskataloges auf die ISO/IEC 27001 ist die Einhaltung rechtlicher und behördlicher Anforderungen zu einem von Auditoren zu prüfenden Sachverhalt geworden. Dabei wird leider oft übersehen, dass betriebliches und körperschaftliches Organisationsverschulden seit je her durch GmbHG und AktG sanktioniert waren. Bereits Anhang A 18.1 ISO/IEC 27001 legt fest, dass es die Aufgabe des Managements ist, die relevanten Gesetze, Verord-nungen, Normen und Richtlinien zu ermitteln und festzulegen, welche Maßnahmen zu treffen sind und wer diese Maßnahmen zu erfüllen hat. In den in diesem Aufsatz beschriebenen Anhängen A.18.2 bis A.18.5 der ISO/IEC 27002 finden sich weitere gesetzliche und vertragliche Anforderungen. In diesem Zusammenhang wird auch Bezug genommen auf die DIN ISO 15489-1: 2016, die DIN 66399 und die EU Datenschutzgrundverordnung. Neben diesen normativen Vorgaben ist die Erfüllung der nachfolgenden Gesetze ein absolutes Muss: das BSI-Gesetz (§ 8a, § 8b, § 14), das EnWG (§ 11 1b) sowie der IT-Sicherheitskatalog nach § 11 Abs. 1b EnWG. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist die Erstellung und Pflege eines Rechtskatasters ein unbedingtes Muss. Das in diesem Aufsatz vorgestellte Rechtskataster besteht dabei aus siebzehn Gesetzen, sechs Verordnungen, fünfzehn Normen und acht Richtlinien/Leitlinien. Nicht vergessen werden darf dabei, dass ein Rechtskataster stets nur tagesaktuell sein kann und permanent gepflegt werden muss.

Download [1,7 MB]

360° Raumatlas im Kraftwerk Biblis

Jürgen Kircher

Betrieb und Rückbau von Kernkraftwerken stellen Betreiber, Behörden, Gutachter und letztendlich die Ingenieure vor vielfältige Herausforderungen. Unter anderem sind Betrieb und Abbau der stillgelegten Kernkraftwerke zu dokumentieren. Ein hilfreiches Werkzeug ist der Raumatlas. Er ermöglicht es, die Räume in Kernkraftwerken in hochauflösenden 360° HDR-Bildern darzustellen und daraus technische Folgerungen abzuleiten.

EURATOM: Herausforderungen und Unter­stüt­zung bei europaweiten Infrastrukturvorhaben

Roger Garbil

Die Rahmenprogramme der Europäischen Atomgemeinschaft (Euratom) für Forschung und Ausbildung profitieren von stetigen Erfolgen der Spitzen-forschung und der Erleichterung pan­europäischer Kooperationen mit einem breiten Spektrum der Nuklearwissenschaften und -technologien sowie dem Strahlenschutz. Um die wichtigsten Ziele der Euratom-FuE-Programme zu erreichen, die darauf abzielen, ein hohes Niveau an kerntechnischem Know-how zu erhalten und auszubauen sowie eine dynamischere und wettbewerbsfähigere europäische Industrie zu etablieren, werden die Mobilität der Forscher durch die Kofinanzierung des transnationalen Zugangs zu Forschungsinfrastrukturen (FuE) und die gemeinsamen Forschungstätigkeiten gefördert. Die „Euratom-Ergebnisse und Herausforderungen“ zeigen die Vorteile der Forschungsanstrengungen in den Schlüsselbereichen, den Aufbau einer wirksamen „kritischen Masse“, die Förderung der Schaffung von „Exzellenzzentren“ mit einer verstärkten Unterstützung des „offenen Zugangs zu den wichtigsten Forschungsinfrastrukturen“, die Nutzung von Forschungsergebnissen, das Wissensmanagement, die Verbreitung sowie den Austausch von Ergebnissen.

Optimale ganzheitliche ­Entsorgungsplanung – Entwicklung eines Berechnungstools

Johannes Schubert, Anton Philipp Anthofer und Max Schreier

Die zu erwartende Menge an radioaktiven Abfällen aus dem Rückbau kerntechnischer Anlagen im ­bevorstehenden Umfang und der Einlagerung der Abfälle im Endlager Konrad erfordern eine ­optimierte Planung. Für die Behandlung radio­aktiver Rohabfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung stehen verschiedene Konditionierungsverfahren zur Auswahl. Dabei können auch bei ­gleichem Rohabfall unterschiedliche Abfallmengen und -massen mit unterschiedlichen Eigenschaften anfallen. Eine Optimierung kann hierbei den ­Prozess begleiten. Der komplexe Prozess kann mit einem Berechnungstool durchgeführt werden, um ein Ergebnis mit geringstmöglichen Volumina zu erzielen.

Der neue CASTOR® geo – eine umfassende Lösung für den Transport und die Lagerung von abgebranntem Kernbrennstoff, MOX und beschädigten Brennelementen

Linus Bettermann und Roland Hüggenberg

Die trockene Zwischenlagerung hat sich in den ­letzten Jahren weltweit zur gängigen Lösung für ­abgebrannte Brennelemente entwickelt. Ins­be­sondere die vollständige erforderliche Brennstofffreiheit der Kernkraftwerke vor Stilllegung und Rückbau wird die Nachfrage vor allem für Nicht-Standard-Brennelemente erhöhen. Dazu wird das neue Trockenlagersystem der GNS für inter­nationale Märkte vorgestellt, in das auch MOX-­Elemente und beschädigte abgebrannte Brenn­elemente eingelagert werden können. Das neue CASTOR® geo-System ist eine Produktlinie, die auf standardisierten Modulen und Kompo­nenten mit unterschiedlichen Behälterabmessungen und Korbausführungen basiert.

Konditionierung und Lagerung nuklearer Reststoffe: Einsparpotenziale und neue Verfahren

Die Einigung zwischen Kraftwerksbetreibern und Bund im Streit um die Kosten des Atomausstiegs, die mit der Überweisung von 24,17 Milliarden Euro durch die Konzerne am 3. Juli 2017 formal abgeschlossen wurde, bringt beiden Seiten die lange angestrebte Rechtssicherheit. Kosten für die Lagerung der radioaktiven Abfälle, die mit der Stilllegung der letzten Kernkraftwerke anfallen, sowie Kosten für Suche, Errichtung und Betrieb eines Endlagers für abgebrannten Brennstoff werden künftig von einer Stiftung des Bundes getragen. Anlass genug, den Folgen der Vereinbarung auf den Grund zu gehen: Welche Risiken bergen der beschleunigte Atomausstieg und die damit einhergehende Behandlung von größeren Mengen kontaminierter, nicht kontaminierter und aktivierter Abfälle durch die Betreiber und den Bund – und welche Gegenmaßnahmen können getroffen werden?

Knowledge Management und TRIZ für die Sicherstellung der Abschaltfähigkeit bei Feueralarmen in Kernkraftwerken

Chia-Nan Wang, Hsin-Po Chen, Ming-Hsien Hsueh und Fong-Li Chin

Die Ereignisse von Fukushima im Jahr 2011 hat die Frage nach der Sicherheit von Kernkraftwerken erneut gestellt. In dieser Studie wurde Wissensma-nagement in Verbindung mit der Teoriya Resheniya Izobreatatelskih Zadatch (TRIZ) Methode bei der Formulierung einer Datenbank eingesetzt, um die Bewertung der Fähigkeit zur sicheren Abschaltung nach einem Brand in einem Kernkraftwerk zu ermöglichen. Der vorgeschlagene Ansatz zielt darauf ab, die Anlagen mit den Standards der US Nuclear Regulatory Commission (NRC) in Einklang zu bringen. Bei der Implementierung in einer Fallstudie eines asiatischen Kernkraftwerks erwies sich die Methode als sehr effektiv bei der Feststellung von 22 Kabeln, die nicht den vorgegebenen Anforderungen entsprachen, wodurch 850.000 mögliche Ereignispfade auf 0 reduziert wurden. Diese Studie kann auch als Referenz dienen für die Entwicklung systematischer Ansätze zur weiteren Modernisierung von Kernkraftwerken.

Analyse der In-Vessel-Störfallphase für die SAM-Strategie eines koreanischen 1000-MWe-DWR

Sung-Min Cho, Seung-Jong Oh und Aya Diab

Dieser Beitrag behandelt die In-Vessel-Störfallphase für die SAM-Strategie (Severe Accident Management) eines koreanischen 1000-MWe-Druckwasserreaktors (PWR) unter Bezugnahme auf den ROAAM+-Ansatz. Um ROAAM+ anwenden zu können, ist es notwendig, erkennt-nistheoretische und zufällige Unsicherheiten zu identifizieren. Das gewählte Szenario ist ein Station Blackout (SBO) und die entsprechende SAM-Strategie ist Primärkreis-Druckabbau mit anschließender Wassereinspeisung in den Reaktordruckbehälter (RDB). Die Analyse berücksichtigt den Zeitpunkt der Druckentlastung sowie die Durchflussrate und den Zeitpunkt der In-Vessel-Einspeisung mit Variation der Szenarien. Für die phänomenologischen Unsicherheiten gilt der Kernschmelz- und Verlagerungsprozess als das wichtigste Phänomen der In-Vessel-Phase der SAM-Strategie. Dementsprechend wird eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt. In diesem Beitrag wird die SAM-Strategie für die Aufrechterhaltung der Integrität der RDB abgeleitet.

Betriebserfahrungen mit Kernkraftwerken 2017

VGB PowerTech

Innerhalb des VGB-Fachausschusses „Kernkraftwerksbetrieb“ wird seit mehr als 30 Jahren ein intensiver Austausch von Betriebserfahrungen mit Kernkraft-werken gepflegt. An diesem Erfahrungsaustausch sind Kernkraftwerksbetreiber aus mehreren europäischen Ländern beteiligt. Über im Jahr 2017 erzielte Betriebsergebnisse sowie sicherheitsrelevante Ereignisse, wichtige Reparaturmaßnahmen und besondere Umrüstmaßnahmen wird berichtet.