Anlagenverhalten beim Ausfall des Kühlturms GKN II»

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1 Anlagenverhalten beim Ausfall des Kühlturms GKN II» Vortrag für die 8. Sitzung der Infokommission Neckarwestheim EnBW Kernkraft GmbH Geschäftsführung 21. April 2015

2 Anlagendynamik: Ausfall des Kühlturmes bei Volllast Phase 1: automatische Maßnahmen Primärkreislauf Wasserabscheider/Zwischenüberhitzer Sekundärkreislauf Kühlwasserkreislauf Steuerstäbe Dampferzeuger Druckhalter Dampf Turbine Umformer Kühlturm Hauptkühlmittelpumpen Speisewasser Vorwärmer Generator Kondensator Brennelemente Reaktordruckbehälter Speisewasserpumpen Speisewasserbehälter Kondensatpumpen Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage Abflutwasser 2

3 Anlagendynamik: Ausfall des Kühlturmes bei Volllast Phase 1: automatische Maßnahmen Die Wärme kann nicht mehr an den Hauptkühlwasserkreislauf abgeführt werden (Dampf kann nicht mehr kondensieren) Primärkreislauf Druckanstieg im Kondensator Wasserabscheider/Zwischenüberhitzer Sekundärkreislauf Kühlwasserkreislauf Steuerstäbe Dampferzeuger Druckhalter Dampf Turbine Umformer Kühlturm Hauptkühlmittelpumpen Speisewasser Vorwärmer Generator Kondensator Brennelemente Reaktordruckbehälter Speisewasserpumpen Speisewasserbehälter Kondensatpumpen Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage Abflutwasser 3

4 Anlagendynamik: Ausfall des Kühlturmes bei Volllast Phase 1: automatische Maßnahmen Beim Erreichen des ersten betrieblichen Grenzwertes Turbinenschnellschluß Reduktion der Reaktorleistung Primärkreislauf Wärmeabfuhr über die Frischdampfumleitstation zum Kondensator Wasserabscheider/Zwischenüberhitzer Sekundärkreislauf Kühlwasserkreislauf Steuerstäbe Dampferzeuger Druckhalter Dampf Turbine Umformer Kühlturm Hauptkühlmittelpumpen Speisewasser Vorwärmer Generator Kondensator Brennelemente Reaktordruckbehälter Speisewasserpumpen Speisewasserbehälter Kondensatpumpen Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage Abflutwasser 4

5 Anlagendynamik: Ausfall des Kühlturmes bei Volllast Phase 1: automatische Maßnahmen Beim Erreichen des zweiten betrieblichen Grenzwertes Primärkreislauf Sekundärkreislauf Kühlwasserkreislauf Hauptkühlmittelpumpen Steuerstäbe Dampferzeuger Druckhalter Speisewasser Schutz der Frischdampfumleitstation (Verblockung) Wasserabscheider/Zwischenüberhitzer Anstieg des Frischdampfdruckes Dampf Turbine Umformer Kühlturm Generator Vorwärmer Kondensator Brennelemente Reaktordruckbehälter Speisewasserpumpen Speisewasserbehälter Kondensatpumpen Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage Abflutwasser 5

6 Anlagendynamik: Ausfall des Kühlturmes bei Volllast Phase 1: automatische Maßnahmen Primärkreislauf Sekundärkreislauf Automatische Reaktorschutzmaßnahmen beim Erreichen eines zu hohen Frischdampfdruckes Reaktorschnellabschaltung kurzzeitiges Ansprechen der Frischdampf-Sicherheitsventile automatische Ansteuerung der Frischdampf-Abblaseregelventile Wasserabscheider/Zwischenüberhitzer Kühlwasserkreislauf Steuerstäbe Dampferzeuger Druckhalter Dampf Turbine Umformer Kühlturm Hauptkühlmittelpumpen Speisewasser Vorwärmer Generator Kondensator Brennelemente Reaktordruckbehälter Speisewasserpumpen Speisewasserbehälter Kondensatpumpen Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlage Abflutwasser 6

7 Anlagendynamik: Ausfall des Kühlturmes bei Volllast Phase 1: automatische Maßnahmen Primärkreislauf Wasserabscheider/Zwischenüberhitzer Sekundärkreislauf Kühlwasserkreislauf Steuerstäbe Anlagenzustand: Dampferzeuger Druckhalter Speisewasser Dampf Vorwärmer Der Reaktor ist abgeschaltet (unterkritisch heiß) Turbine Umformer Generator Kondensator Hauptkühlmittelpumpen Kondensatpumpen Brennelemente Die Wärmeabfuhr Reaktordruckbehälter Speisewasser- Kühlturmzusatzwasser- ist über die Frischdampf-Abblasestation Speisewasserbehälter gesichert pumpen aufbereitungsanlage Die Dampferzeugerbespeisung ist sichergestellt Die Anlage steht stabil in einem sicheren Zustand da Kühlturm Abflutwasser 7

8 Phase 2: Anlagentransient beendet - Dampferzeugerbespeisung bei Wärmeabfuhr über die FD-Abblasestation Die noch laufende Hauptspeisewasserpumpe wird abgeschaltet 8

9 Phase 2: Anlagentransient beendet - Dampferzeugerbespeisung bei Wärmeabfuhr über die FD-Abblasestation Die An- und Abfahrpumpen bespeisendie Dampferzeuger 9

10 Phase 2: Anlagentransient beendet - Dampferzeugerbespeisung bei Wärmeabfuhr über die FD-Abblasestation Der Speisewasserbehälter wird mit den Deionatnachfüllpumpenergänzt 10

11 Phase 2: Anlagentransient beendet - Dampferzeugerbespeisung bei Wärmeabfuhr über die FD-Abblasestation Die Vollentsalzung wird zur Deionatergänzung der Deionatbehälter in Betrieb genommen 11

12 Phase 2: Anlagentransient beendet - Dampferzeugerbespeisung bei Wärmeabfuhr über die FD-Abblasestation Das Notspeisewassersystem steht in Bereitschaft und wird bei unzureichendem Füllstand in den Dampferzeugern vom Reaktorschutzsystem angesteuert 12

13 Phase 2: Anlagentransient beendet - Dampferzeugerbespeisung bei Wärmeabfuhr über die FD-Abblasestation Die Notspeisebecken können aus den Deionatbehälternoder aus den Brunnen nachgespeist werden 13

14 Phase 3: Abfahren der Anlage und Umstellung auf Nachkühlung - Handmaßnahmen Die Anlage wird betrieblich mit der Frischdampf- Abblaseregelung abgefahren (mit 50 K/h) 14

15 Phase 3: Abfahren der Anlage und Umstellung auf Nachkühlung - Handmaßnahmen Der Primärkreis wird betrieblich aufboriert 15

16 Phase 3: Abfahren der Anlage und Umstellung auf Nachkühlung - Handmaßnahmen Alle benötigten betrieblichen Systeme für den Primärkreislauf sind verfügbar. Die Abwärme der Aggregate wird zunächst an das Zwischenkühlwasser abgeführt und dann weiter an das Nebenkühlwasser (Zellenkühler) abgegeben 16

17 Phase 3: Abfahren der Anlage und Umstellung auf Nachkühlung - Handmaßnahmen Bei einer Kühlmitteltemperatur von ca. 120 C werden die Nachkühlpumpen zugeschaltet. Sie übernehmen die Wärmeabfuhr 17

18 Phase 3: Abfahren der Anlage und Umstellung auf Nachkühlung - Handmaßnahmen Anlagenzustand: Der Reaktor ist abgeschaltet (unterkritisch kalt) Die Wärmeabfuhr ist über die Not- und Nachkühlketten gesichert Die Sekundärseite wird nicht mehr benötigt 18

19 Funktionsweise einer Nachkühlkette Die Not-und Nachkühlketten gehören zu den Sicherheitssystemen und sind viermal redundant vorhanden Zellenkühler (Nebenkühlwasser) 19

20 Funktionsweise einer Nachkühlkette Zellenkühler (Nebenkühlwasser) Die Wärme wird mit dem Nachwärmekühler an das Zwischenkühlwasser abgeführt 20

21 Funktionsweise einer Nachkühlkette Zellenkühler (Nebenkühlwasser)Das Zwischenkühlwassersystem ist eine zusätzliche Barriere für die Aktivitätsrückhaltung 21

22 Funktionsweise einer Nachkühlkette Zellenkühler (Nebenkühlwasser)Die Wärme wird mit dem Zwischenkühler an das Nebenkühlwassersystem abgegeben 22

23 Funktionsweise einer Nachkühlkette Zellenkühler (Nebenkühlwasser) Die Zellenkühler geben die Wärme an die Atmosphäre ab 23

24 Die Sicherheit eines Kernkraftwerks, wann ist ein Kernkraftwerk sicher? Ein Kernkraftwerk ist sicher, wenn es die 4 sogenannten Schutzziele erfüllt: 1. der Reaktor kann jederzeit sicher abgeschaltet werden und 2. die Brennelemente können immer gekühlt werden (Nachwärmeabfuhr) und 3. die radioaktiven Stoffe sind sicher eingeschlossen und 4. die Strahlenbelastung wird so gering wie möglich gehalten. 24

25 Der Ausfall des Kühlturmes wird sicher beherrscht - Die Sicherheit der Anlage ist immer gewährleistet Die Anlage verbleibt in einem sicheren Zustand. Die Wärme kann zu jedem Zeitpunkt sicher abgeführt werden (die Frischdampf- Abblasestationen sind für 100% Dampferzeugerleistung ausgelegt; die Nachzerfallswärme im Reaktor beträgt 1 Stunde nach der Reaktorschnellabschaltung nur noch ca. 1,5%). Die Speisewasserversorgung mit den An- und Abfahrpumpen ist sichergestellt. Gesicherte Teilsysteme stehen im Stand-by zur Verfügung (Notspeisesystem). Die Anlage verfügt über ausreichende und diversitäre Speisewasserreserven (Deionatbehälter, Brunnenwasser) zur Beherrschung dieses Ereignisses. Die Anlage kann betrieblich mit der Frischdampf-Abblaseregelung mit 50K/h abgefahren werden. Bei einer Kühlmitteltemperatur von ca. 120 C übernehmen die Not- und Nachkühlketten die Wärmeabfuhr. Über kontinuierliche Messungen wird der Frischdampf ständig auf Aktivitätsfreiheit überwacht. 25

26 Herzlichen Dank für Ihr Interesse. 26