Kernkraftwerk Belojarsk

Das Kernkraftwerk Belojarsk (russisch Белоярская АЭС [anhörenⓘ], Abkürzung БАЭС, BAES) liegt östlich des Urals, 50 km von der Millionenstadt Jekaterinburg entfernt, bei Saretschny. Es war das erste zivile Kernkraftwerk der Sowjetunion und hat insgesamt vier Blöcke. Das Kraftwerk bezieht sein Kühlwasser aus der zu diesem Zweck an der Pyschma angelegten Belojarsker Talsperre, die während des Baus der Blöcke 1 und 2 zwischen 1958 und 1961 entstand. Die Blöcke 3 und 4 enthalten die weltweit einzigen schnellen Brutreaktoren in kommerziellem Betrieb (Stand: 2022). Im Verlauf der Jahre kam es zu verschiedenen Störfällen.

Kernkraftwerk Belojarsk
Kernkraftwerk Belojarsk, Block 1 bis 3
Kernkraftwerk Belojarsk, Block 1 bis 3
Kernkraftwerk Belojarsk, Block 1 bis 3
Lage
Kernkraftwerk Belojarsk (Europäisches Russland)
Kernkraftwerk Belojarsk (Europäisches Russland)
Koordinaten 56° 51′ 0″ N, 61° 19′ 0″ O
Land Russland Russland
Daten
Eigentümer Rosenergoatom
Betreiber Rosenergoatom
Projektbeginn 1958
Kommerzieller Betrieb 26. April 1964

Aktive Reaktoren (Brutto)

 2  (1485 MW)

Stillgelegte Reaktoren (Brutto)

 2  (268 MW)

Reaktoren in Planung (Brutto)

 1  (1220 MW)
Eingespeiste Energie im Jahr 2015 4.255 GWh
Eingespeiste Energie seit Inbetriebnahme 150.380 GWh
Stand 31. Dezember 2015
Die Datenquelle der jeweiligen Einträge findet sich in der Dokumentation.
f1

Geschichte

Das Kraftwerk in der heutigen Form wurde seit 1964 gebaut. Es wird auch Kernkraftwerk Igor Kurtschatow (nach dem Akademiemitglied Igor Wassiljewitsch Kurtschatow) genannt. Seit der Inbetriebnahme hat das Kraftwerk fünfmal den Titel Bestes Kernkraftwerk Russlands gewonnen und 1980 den Orden des Roten Banners der Arbeit erhalten. Die Reaktoren 1 und 2, die mittlerweile stillgelegt sind, befinden sich in der Rückbauphase. Die kontaminierten Bauteile sollen kraftwerksnah langfristig eingelagert werden.[1] Im Oktober 2017 wurde der verbrauchte Kernbrennstoff der Reaktoren 1 und 2 zur Wiederaufbereitung in die Kerntechnische Anlage Majak transportiert.[2]

Das Kernkraftwerk erzeugt ungefähr 10 % der elektrischen Energie für die Oblast Swerdlowsk.[3] Im Jahr 2008 waren rund 2000 Menschen im Kernkraftwerk angestellt.[4] Auf dem Gelände des Kraftwerkes befindet sich außerdem der Forschungsreaktor IWW-2M.

Block 1
Das Reaktorgebäude (Block 1 und 2) von außen

Am 26. April 1964 wurde in Saretschny ein AMB-Reaktor erstmals mit dem Netz synchronisiert. Dieser Reaktortyp ist einer der Vorgänger des RBMK. Der Reaktor wurde am 1. September 1963 zum ersten Mal kritisch. Der Reaktor hatte eine elektrische Leistung von 100 MW. Er wurde 1983 stillgelegt.[5]

Störfälle

1964 und 1979 brannten mehrmals Brennelemente im ersten Block durch. Die Reparaturen erfolgten jeweils unter einer unzulässig hohen Strahlendosis für die Arbeiter.

Block 2

Am 29. Dezember 1967 nahm der zweite Block des Kernkraftwerks seinen Betrieb auf. Dieser war ebenfalls ein graphitmoderierter Druckröhrenreaktor vom Typ AMB, allerdings mit einer Leistung von 200 MW. Zum ersten Mal kritisch wurde er am 10. Oktober 1967. Der Reaktor wurde nach einer 23-jährigen Betriebszeit schließlich 1990 stillgelegt, da er die neuen Sicherheitsvorgaben nach der Katastrophe von Tschernobyl nicht erfüllte.[6][7]

Betriebsergebnis
Jährliche Nettostromerzeugung[7]
Jahr Millionen
Kilowatt-
stunden
19871.028,0
1988  874,1
1989  771,5

Der Reaktor war im Jahr 1987 6966 Stunden am Netz und lieferte dabei 1.028 Gigawattstunden. Im Jahr 1989 war das Kraftwerk 5263 Stunden am Netz und lieferte dabei 771,5 Gigawattstunden.[7]

Bei seiner Abschaltung im Jahr 1989 hatte der Reaktor insgesamt 22.009 Gigawattstunden Strom produziert.[8]

Störfälle

1977 wurde in Block 2 die Hälfte der Brennelemente in der aktiven Zone zerstört.[9]

Am 30./31. Dezember 1978 sank die Temperatur in der Gegend auf bis zu −50 °C. In der darauffolgenden Silvesternacht kam es durch die niedrigen Temperaturen zu einem schweren Zwischenfall, der sich fast zu einem GAU ausgedehnt hätte. Das Dach der Turbinenhalle stürzte aufgrund von Materialermüdung ein. Teile fielen auf den Generator und es kam zu einem Kurzschluss, der einen Brand in der Turbinenhalle auslöste. Messleitungen zum Reaktor wurden zum Teil zerstört. Brennendes Öl erschwerte es den Feuerwehrleuten, den Brand unter Kontrolle zu bringen. Um einen GAU zu verhindern, musste der Reaktor heruntergefahren werden. Dichter Rauch gelangte in die Schaltwarte, so dass das Bedienpersonal die Schaltwarte zeitweilig verlassen musste und nur für eine kurze Zeit diese zwischenzeitlich wieder betreten konnte, um einige Schaltungen durchzuführen. In den ersten Stunden machte man sich aus Sorge vor Konsequenzen daran, die nahegelegene Arbeiterstadt Saretschny zu evakuieren. Man versuchte bereits, in der Oblast Swerdlowsk viele Busse und Züge für die Evakuierung zu organisieren.[10]

Acht Menschen wurden schwer radioaktiv verstrahlt, knapp zwei Dutzend waren zeitweise durch das Rauchgas bewusstlos, aber nach einigen Stunden waren die Reaktoren wieder unter Kontrolle. In Jekaterinburg brach eine Panik aus, weil Gerüchte von dem brennenden Kernkraftwerk in Saretschny umgingen. Nach dem Vorfall verlieh der damalige Ministerpräsident der UdSSR, Alexei Nikolajewitsch Kossygin, allen Operatoren und Feuerwehrleuten, die eine Katastrophe verhindert hatten, eine Ehrenmedaille. Bei der Katastrophe von Tschernobyl waren die ersten Maßnahmen danach die gleichen wie in Saretschny, da man die Erfahrungen, die man damals hier gesammelt hatte, auch dort verwenden konnte. Der Leiter bei den Maßnahmen in Saretschny, Wladimir Sacharow, war in Tschernobyl der stellvertretende Leiter der ersten Gruppe, die erste Maßnahmen nach der Katastrophe leitete.[10]

Block 3
Block 3
Brennelement des BN-600

1980 wurde ein schneller Brüter der russischen BN-Baureihe in Betrieb genommen. Dieser Reaktor war bis zur Inbetriebnahme von Block 4 der weltgrößte in Betrieb befindliche schnelle Brüter. Er ist der Nachfolger des BN-350 im Kernkraftwerk Aqtau (Kasachstan). Der Reaktor hat primärseitig drei mit Natrium betriebene Kühlkreisläufe, eine elektrische Bruttoleistung von 600 MW bei einer thermischen Leistung von 1470 MW und besitzt kein Containment. Die früher vom Betreiber Rosenergoatom geäußerte Werbeaussage, er sei einer der umweltfreundlichsten und sichersten Reaktoren der Welt, da er so gut wie keine krebserregenden Stoffe freisetze, wird mittlerweile nicht mehr aufrechterhalten. Diese Behauptung wurde auch schon seit längerem bestritten, u. a. von der Umweltschutzorganisation Bellona Foundation und der EU-Kommission.[11][12][13]

Als Brennstoff verwendet der Reaktor hochangereichertes Uran mit einem Anreicherungsgrad von 17 bis 21 %. Die aktive Zone des Reaktors ist einen Meter hoch und hat einen Durchmesser von zwei Metern. Der Kühlmitteldurchsatz des Reaktors beträgt 25.000 t pro Stunde. Das Natrium verlässt den Reaktor mit bis zu 550 °C und überträgt die Wärme über sechs Wärmetauscher an den Sekundärkreislauf. Das Wasser wird in Dampf umgewandelt, auf 500 °C erwärmt und durch die 600-MW-Turbine geleitet.[14]

1987 wurde die aktive Zone des Reaktors modernisiert. Dadurch konnte der Abbrand der Brennelemente von 6,9 % auf 6,5 % pro Jahr gesenkt werden. Von 1991 bis 1993 wurde die aktive Zone erneut modernisiert, wodurch der Abbrand weiter auf 6,0 % pro Jahr gesenkt werden konnte.[14]

Die Abschaltung des Reaktors war ursprünglich für 2010 vorgesehen. Allerdings wurde der Reaktor mehrfach aufgerüstet und modernisiert, um eine Verlängerung der Betriebszeit bis ins Jahr 2040 zu ermöglichen.[15][16]

Betriebsergebnis
Jährliche Nettostromerzeugung[7]
Jahr Millionen
Kilowatt-
stunden		 Jahr Millionen
Kilowatt-
stunden
19822.771,019993.721,0
19833.545,220003.565,8
19843.584,120013.891,1
19853.561,820023.774,4
19863.500,720033.693,2
19873.894,920043.927,6
19883.762,120053.802,7
19893.694,420063.844,9
19903.198,020073.798,4
19913.393,920083.781,0
19924.094,920093.736,6
19933.914,920103.669,8
19943.810,620113.968,7
19953.413,220123.975,5
19963.722,320133.841,1
19973.545,820144.222,9
19982.335,320154.220,2

Wie viel Strom das Kraftwerk produziert, hängt von der Verfügbarkeit und Betriebszeit des Reaktors ab. Der Reaktor könnte, wenn er eine Verfügbarkeit von 100 % hätte, 5,25 Milliarden Kilowattstunden brutto Strom produzieren. Möglich ist dies aber nicht, da der Reaktor unter anderem für die Revision oder außerplanmäßige Störungen abgeschaltet oder heruntergefahren werden muss.

Das beste Betriebsjahr mit der höchsten Verfügbarkeitsrate war 1992 mit bis zu 7449 Stunden Betrieb und mit der größten Stromproduktion seit Beginn des kommerziellen Betriebs mit 4095 Gigawattstunden. Das schlechteste Ergebnis wurde 1982 mit einer Verfügbarkeit von 5555 Betriebsstunden und einer Produktionsleistung von 2771 Gigawattstunden erreicht.[7] Bis 2012 wies der BN-600 eine Verfügbarkeit von 74 % auf, 22 % der Zeit wurde für den Austausch von Brennelementen und für geplante Wartung und Kontrollen verwendet.[17]

Im Jahr 1992, zehn Jahre nach Beginn des kommerziellen Betriebs, hatte der Reaktor bereits 43.976 Gigawattstunden Strom produziert.[18] Bei seinem 20-jährigen Jubiläum im Jahr 2002 hatte der Reaktor eine Gesamtproduktion von 79.670 Gigawattstunden zu verzeichnen.[18] Und bei seinem 30-jährigen Jubiläum im Jahr 2012 hatte der Reaktor eine Gesamtproduktion von 117.869 Gigawattstunden zu verzeichnen.[18]

Störfälle

Im Dezember 1992 gelangte radioaktiv kontaminiertes Wasser beim Umpumpen von radioaktiven Schlämmen vom Abfallbecken in das Kühlwasserbecken. Dabei sickerte das Wasser wegen eines undichten Sicherheitsfundaments in den Boden. Der Vorfall war ein INES-1-Ereignis.[19][20][21]

Am 7. Oktober 1993 kam es zu einem Natriumleck in einer Leitung der Hilfssysteme. Dabei traten etwa 1000 Liter Natrium und geringe Mengen Radioaktivität aus. Der Reaktor wurde heruntergefahren. Es brach ein kleines Feuer in einem der Stromkreisläufe der Primärkühlung aus. Der Vorfall wurde auf der INES mit der Stufe 1 eingestuft.[21][22]

Im November 1993, nur kurze Zeit nach dem Natriumleck, wurde der Block wegen erhöhter Strahlenwerte in der Abluftanlage heruntergefahren. Dies ist auf das Leck im Oktober zurückzuführen. Der Vorfall war ebenfalls ein INES-1-Ereignis.[19][21]

Im Mai 1994 brach bei einer Generalüberholung ein Feuer aus, als Natrium in den Sekundärkreislauf lief und mit Wasser reagierte. Dabei wurde jedoch keine Radioaktivität in die Umwelt freigesetzt. Das Ereignis wurde mit INES 1 klassifiziert.[20][21][23]

Im Juli 1995 kam es zu einem Natriumleck. Der Reaktor musste für zwei Wochen heruntergefahren werden.[21]

Am 15. Dezember 1995 kam es zu einem veränderten Heliumdruck in einem der Kreisläufe, infolgedessen wurde der Reaktor heruntergefahren.[23]

Am 25. März 1996 kam es nahe der Entsorgungseinrichtung zu einem Kurzschluss. Der Reaktor blieb weiterhin in Betrieb.[23]

Am 10. Juli 2007 schlug ein Blitz in eine Hochspannungsleitung in der Nähe des Kraftwerkes ein. Hierdurch lieferte der Generator nur noch eine Leistung von 400 MW statt 600 MW. Die Techniker konnten den Reaktor mit Mühe wieder auf volle Leistung bringen.[24][25]

Eine Liste der Vorfälle des BN-350 und BN-600 ist online abrufbar.[26]

Block 4
Bauarbeiten an Block 4

In den 1980er-Jahren wurde begonnen, einen vierten Block vom Typ BN-800 zu bauen. Wegen der Katastrophe von Tschernobyl wurde das Projekt 1986 eingefroren. 1997 wurde beschlossen, den Bau wieder aufzunehmen.

Seit 2006 war der BN-800 wieder in Bau. Seine elektrische Leistung ist auf 880 MWe und die thermische Leistung auf 2100 MWt festgelegt. Man erwartet sich von dem Brüter einen Brennstoffkreislauf in Russland. Der BN-800 soll als Prototyp für den BN-1200 dienen, dessen Errichtung ebenfalls in Belojarsk geplant ist.[27] Der Bau des BN-800 wurde über den föderalen Haushalt sowie von Rosatom finanziert. Es handelt sich um einen der wenigen Reaktoren des Typs Generation IV und den ersten Reaktor dieses Typs, da der 1986 begonnene Bau des Kernkraftwerks Süd-Ural aufgrund finanzieller Probleme eingestellt wurde.

Am 7. Dezember 2007 wurden die ersten beiden Natriumtanks (das Kühlmittel) installiert und befüllt. Die Tanks haben eine Länge von 15 m, einen Durchmesser von 4 m und wiegen 54 t.[28] Der Reaktor wurde seit Mitte 2015 kontinuierlich hochgefahren.

Betriebsergebnis
Jährliche Nettostromerzeugung[7]
Jahr Millionen
Kilowatt-
stunden
2015   34,6

Am 10. November 2015 erhielt das Kernkraftwerk von der Aufsichtsbehörde Rostechnadzor die Erlaubnis zur Inbetriebnahme.[29] Seit Ende 2015 läuft es im Leistungsbetrieb.[30]

Block 5

Rosenergoatom plant die Errichtung eines weiteren Reaktorblocks mit einem Reaktor vom Typ BN-1200. Dieser Reaktor soll als Prototyp für diese neue Baureihe dienen.[6]

Daten der Reaktorblöcke

Das Kernkraftwerk Belojarsk hat vier Blöcke, davon zwei aktiv. Ein fünfter Block befindet sich in Planung:

Reaktorblock[7] Reaktortyp Netto-
leistung		 Brutto-
leistung		 Baubeginn Netzsyn-
chronisation		 Kommer-
zieller Betrieb		 Abschal-
tung
Belojarsk 1 AMB-100 102 MW 108 MW 01.06.1958 26.04.1964 26.04.1964 01.01.1983
Belojarsk 2 AMB-200 146 MW 160 MW 01.01.1962 29.12.1967 01.12.1969 01.01.1990
Belojarsk 3 BN-600 560 MW 600 MW 01.01.1969 08.04.1980 01.11.1981 (2040 geplant)[16]
Belojarsk 4 BN-800 820 MW 885 MW[31] 18.07.2006 10.12.2015[32] 31.10.2016[33]
Belojarsk 5 BN-1200 1130 MW 1220 MW (2025 geplant)[34] (2030 geplant)

Siehe auch
Commons: Kernkraftwerk Belojarsk – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise
  1. АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ; Белоярская АЭС (Memento vom 19. September 2008 im Internet Archive) (russisch)
  2. In the "Mayak" come train with spent nuclear fuel of AMB reactors of the Beloyarsk nuclear power plant. FSUE "PA" Mayak", abgerufen am 29. April 2022 (englisch).
  3. "Белоярская атомная станция" Филиал концерна "Росэнергоатом" (СО) (russisch)
  4. Ростехнадзор настаивает на создании экологической службы на Белоярской АЭС (russisch)
  5. BELOYARSK-1 Operating Experience History - Kernkraftwerk Belojarsk 1 im PRIS der IAEA (Stand von 1983) (englisch)
  6. Geschichte des Kernkraftwerkes (Memento vom 11. September 2010 im Internet Archive) (russisch)
  7. Power Reactor Information System der IAEA: „Russian Federation: Nuclear Power Reactors“ (englisch)
  8. BELOYARSK-2 Operating Experience History - Kernkraftwerk Belojarsk 2 im PRIS der IAEA (Stand von 1989) (englisch)
  9. KKW Bjelojarsk
  10. Персонал Белоярской АЭС спас мир от "уральского чернобыля" в 1978 году (russisch)
  11. Nukleare Sicherheit - TACIS-Aktionsprogramm 2002 der EU-Kommission (Memento vom 11. November 2012 im Internet Archive), Archivierte Version (PDF; 55 kB)
  12. Bellona Factsheet zu KKW Belojarsk (englisch)
  13. Samuel Upton Newtan: Nuclear War I and Other Major Nuclear Disasters of the 20th Century. Authorhouse, 2007, ISBN 1-4259-8511-4, S. 186
  14. Краткая характеристика энергоблока БН-600@1@2Vorlage:Toter Link/www.wdcb.rssi.ru (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im April 2019. Suche in Webarchiven)  Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. (russisch)
  15. WNA - Nuclear Power in Russia (Memento des Originals vom 19. August 2011 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.world-nuclear.org (englisch)
  16. Третий энергоблок Белоярской АЭС вывели на номинальную мощность. TASS, 9. März 2022, abgerufen am 29. April 2022 (russisch).
  17. Operating experience from the BN600 sodium fast reactor (PDF)
  18. BELOYARSK-3 Operating Experience History - Kernkraftwerk Belojarsk 3 im PRIS der IAEA (englisch)
  19. Jahreskalender (Memento des Originals vom 11. Februar 2016 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.greenpeace.de (PDF; 2,0 MB) Greenpeace
  20. Nukleare Umweltgefährdung in Russland. (Memento vom 15. Juni 2013 im Internet Archive) DIW Berlin Wochenbericht 21/96
  21. Beloyarsk Operating History
  22. (Seite 101) Operating experience with BN600 (englisch)
  23. NTI Liste der Störfälle (englisch)
  24. Russland: Blitzeinschlag in Atomkraftwerk Belojarsk
  25. Russland: Blitzeinschlag in Atomkraftwerk Belojarsk
  26. "Fast Breeder Reactor Programs:History and Status", A research report of the International Panel on Fissile Materials February 2010, Kapitel 5
  27. djysrv: Russia has ambitious plans for MOX fuel and its BN-1200 fast reactor. In: Neutron Bytes. 27. September 2015, abgerufen am 17. Januar 2020 (englisch).
  28. Белоярская АЭС установила первое крупногабаритное оборудование на реакторе БН-800 (Memento vom 24. Mai 2008 im Internet Archive) (russisch)
  29. BN-800 Power startup: the project of the future is being prepared to supply Russian power system with current (englisch)
  30. Belojarsk-4 am Netz
  31. BELOYARSK-4
  32. Russia connects BN-800 fast reactor to grid (englisch)
  33. http://www.atominfo.ru/newso/v0477.htm
  34. Russia has ambitious plans for MOX fuel and its BN-1200 fast reactor (englisch)
Nuklearunfälle ab INES-Stufe 5 („Ernster Unfall“)
INES 7

Tschernobyl (1986) | Fukushima Daiichi (2011)
INES 6

Kyschtym (1957)

INES 5

Chalk River (1952) | Sellafield (1957) | Santa Susana (1959) | Belojarsk (1977) | Harrisburg (1979) | Tschernobyl (1982) | Wladiwostok (1985) | Goiânia (1987)

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