U-Boot Projekt der EWN

Dipl.-Ing. Kersten Müller
Stellv. Projektleiter / Leiter Bau
U-Boot-Projekt der EWN GmbH Lubmin
Deutsches Abrüstungsprojekt im Rahmen der Globalen Partnerschaften der G8-Staaten
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Rückbau der russischen
Atom-U-Boot-Flotte
Im Rahmen der Globalen Partnerschaft
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G8- Gipfel in Kanada -2002
Beschluss zur Globalen Partnerschaft
Ziel: Russland bei Abrüstung/Sicherung und
Vernichtung von Massenvernichtungswaffen zu
unterstützen
•Deutscher Beitrag:
bis zu 1,5 Mrd. US-$
•Entsprechend Prioritätensetzung beteiligt sich
Deutschland an:
- Atom-U-Boot Entsorgung
- Chemiewaffenbeseitigung
- Verbesserung physischer Schutz von Nuklearmaterial
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Beteiligung anderer Staaten an der Globalen Partnerschaft
Stand Juni 2008
G8-Staaten
Gesamtzusage
Nicht G8-Staaten
Gesamtzusage
USA
10 Mrd. US $
RUS
2 Mrd. US $
NL
34 Mio. €
GER
1,5 Mrd. US $
DK
18,25 Mio. ³
CAN
1 Mrd. CAN $
FIN
15 Mio. €
GBR
750 Mio. US $
SWE
15 Mio. €
CH
11 Mio. €
ITA
1 Mrd. €
NOR
100 Mio. €
FRA
750 Mio. €
AUS
7,4 Mio. US $
JPN
200 Mio. US $
KOR
2,5 Mio. US $
774,5 Mio. €
NZL
1,5 Mio. US $
BEL
0,2 Mio. €
CZE
0,2 Mio. €
EU-KOM
5
ca. 205 Mio US $
Ca. 18 Mrd US $
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IAEA - CEG
• Internationales Gremium der IAEA zur Koordinierung
der Projekte im Rahmen der GP-G8
• Kontrolle der Projektfortschritte und Diskussion
perspektivischer Projekte
• Mitarbeit: G8- und alle Teilnehmer-Staaten, EU,
IAEA, EBRD
• Deutschland wird in der CEG durch BMU, BMWI,
GRS und EWN vertreten
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Chronologie des Deutschen Projektes zur
Atom-U-Boot-Entsorgung
Okt. 2003:
Regierungsabkommen BMWi / ROSATOM
zur Entsorgung von Atom-U-Booten der RF
Nov. 2003: Auftrag BMWi an EWN zur Projektleitung
„Errichtung Langzeitlager Saida“ für Reaktorsektionen und Entsorgung Atom-U-Boote
(300 Mio. Euro)
Die Bundesregierung
stuft das Projekt als
Teil der Strategischen Partnerschaft
Dez. 2006: Auftrag BMWi an EWN zur Projektleitung
mit
Russland ein. Saida“
„Errichtung
Entsorgungszentrum
(weitere 300 Mio. Euro)
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Warum EWN ?
EWN GmbH
(100 % Gesellschaft des Bundes)
hat in Ihrer mehr als 15jährigen Tätigkeit beim:
• Rückbau KKW Greifswald/Lubmin (WWR 440)
• Rückbau KKW Rheinsberg/Brandenburg
(WWR 70)
• Rückbau Wiederaufbereitungsanlage
Karlsruhe/Baden-Württemberg
• Rückbau Forschungsreaktor AVR
Jülich/NRW
.
umfangreiches
Know-how entwickelt und angesammelt und
sich zu einem der leistungsstärksten Rückbau-Unternehmen
auf dem Gebiet der Kerntechnik in Europa entwickelt
8
Hauptziele des Projektes:
•Bau eines landgestützten Langzeitzwischenlagers in
der Saida-Bucht für 150 Reaktorsektionen von AtomU- Booten und 28 Sektionen von atomaren
Überwasser-schiffen
•Bau eines Entsorgungszentrums für radioaktive Abfälle
in der Saida-Bucht
•Ertüchtigung der „Nerpa“-Werft / Murmansk
•Entsorgung von Atom-U-Booten
•Schaffung eines Abfallverfolgungssystems
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Wesentliche Etappen der Projektrealisierung
• Erarbeitung der konzeptionellen Lösung
• Technische Aufgabenstellung zur Projektierung
• Projektierung (Entwurfs-, Genehmigungs- und
Ausführungsplanung)
• Genehmigungsverfahren/staatl. Expertise
• Umweltverträglichkeitsprüfung/Störfallbetrachtung
• Baugenehmigung, Ausschreibung der Leistungen,
Vertragsgestaltung
• Ausrüstungslieferungen aus Deutschland
• Realisierung der Bau,- Montage- und Ausrüstungsleistungen
• Übergabe der betriebsbereiten Anlagen an die
russ.Seite
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Struktur und Aufgabenteilung der
Projektleitung
• Auf deutscher Seite
EWN GmbH
Projektkontrolle, Finanzierung und direkte Beauftragung der AN
Sowie Kontrolle der Ausführung vor Ort
• Auf russischer Seite
NFZ „Kurchatov Institut“
Auftraggeberfunktion nach russischem Recht, Ausschreibungen
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Projektcontrolling
Technisches Controlling
Deutschland
Russland
BAM
Atomsicherheitsbehörde des VM
Finanzcontrolling
BRH, BImA
RH RF
Staatl.Architektur und Bauaufsicht
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.
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Halbinsel Kola und Murmansk
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Sajda
Nerpa
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Umfang der zu stillzulegenden und zu entsorgenden AUB
und Überwasserschiffe sowie der r/a Abfälle N/W-Russland
• > 250 Atom-U-Boote
(vom Ende der 50iger Jahre bis Ende 2003 gebaut)
ca. 200 außer Dienst gestellt
- ca. 120 Nordmeerflotte
- ca. 80 Pazifikflotte
•
40 Technische Hilfsschiffe der
atomaren Flotte (zum Teil stillgelegt)
• 5 atomare Überwasser-Kriegsschiffe
(2 stillgelegt)
• ca. 30.000 m3 r/a Abfälle
(in div. Militärbasen und Betrieben der Region)
mit einer Gesamtaktivität von ca. 1,5 x 1015 Bq
(davon ca. 82% niedrigaktive, 16 % mittelaktive und 2% hochradioaktive Abfälle)
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Russische Atom-U-Boote
1. Generation (bis 1964)
2. Generation (1964 – 1992)
3. Generation (1981 - )
4. Generation (1998 - )
55 Stück
komplett bis 1992 a.B.
genommen
142 Stück
34 Stück
November class (13)
Hotel clas (8)
Echo I class (5)
Echo II class (29)
Yankee class (34) – a.B.
Delta I – IV (43)
Charlie class (17)
Victor class I – III (48)
Typhon (6)
Oscar I und II (12)
Sierra (4)
Akula I und II (12)
Severodwinsk (7)
Kirov
Jeweils mit 2 DruckwasserReaktoren
je 70 MWth;
21 % Anreicherung;
ca. 250 BE mit 50 kg U-235
Charlie – 1 DWR
alle anderen - 2 DWR
75 – 90 MW th/Rea
21 % Anreicherung
250 BE mit ca. 70 kg U-235
Typhon / Oscar – 2 DWR
Sierra / Akula – 1 DWR
190 MWth
21 - 45% Anreicherung
250 BE mit ca. 115 Kg U-235
1 DWR
200 - 300 MWth
PKL 200 bar, 300°C
Darüber hinaus:
8 U-Boote mit Flüssig-Metall-Reaktoren (Na) - 90% Anreicherung (alle a.B.)
5 Prototypen o.g. U-Boot-Generationen, 4 davon mit Titan-Hüllen (darunter „Komsomolsk“)
5 Klein-U-Boote (alle noch im Dienst)
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Ausgangssituation
• In RF keine technische Lösung für das
Gesamtproblem
Fehlendes Entsorgungs-Know-how in der RF
•
• Kompetenz- und Zuständigkeitsprobleme der russ.
Behörden, staatlichen Einrichtungen, Militär- und
 erhebliche
Gefahr für Umwelt und globale Sicherheit
Sicherheitsdienste
• Schwimmende Lagerung von z.T. havarierten
AUB und Service-Schiffen Lagerung von KBS
und r/a Abfällen unter unzureichenden
Bedingungen in z. T. ungenügend gesicherten
Militärbasen Zugriff Unbefugter / Terroristen
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Schaffung der Voraussetzungen
für eine effektive Entsorgung
der Atom-U-Boote
Verbesserung
Infrastruktur
der Nerpa-Werft als
Voraussetzung
für eine ordnungsgemäße Zerlegung
der U-Boote
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Bau
Langzeitzwischenlager
für Reaktorsektionen
in der Saida-Bucht
Bau
Entsorgungszentrum
zur Behandlung von
radioaktiven Abfällen
in der Saida-Bucht
29.03.2005 / 13_DSCN7095
Lagerung
von U-Boot Sektionen an Schwimmpiers in der Saida-Bucht
(Überlastung der Kapazität der Piers und Gefahr durch Eisgang)
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Atom-U-Boot im Schwimmdock der „Nerpa-Werft“
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Oktober 2004 / 08_DSCN6272
RS
(800 – 1600 t, zwei Reaktoren je 70 – 190 MWth )
Heraustrennen der Reaktorsektion
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Abgetrennte U-Boot-Sektion
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U-Boot-Zerlegung / Formierung Reaktorsektion
1. Entwaffnung Atom-U-Boot (AUB)
2. Ausladung Kernbrennstoff
3. Zerlegung Bug- und Hecksektionen AUB
4. Formierung Reaktorsektion
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Entladung Kernbrennstoff aus den
Reaktoranlagen der AUB
• Erfolgt durch RF, wird z. T. kontrolliert und finanziert
durch USA, Frankreich und GB.
• KBS wird in die Zentrale Atomanlage „Majak“ in den
Ural verbracht.
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zu entsorgendes Atom-U-Boot
(Raketen und Torpedos bereits entfernt)
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Vorbereitung zur KBS-Entladung
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Öffnen des U-Boot-Druckkörpers
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KBS-Entladung
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Provisorisches Schließen der Reaktorsektion
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Abtrennen Bug- und Heckteil
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3er-Sektion
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schwimmfähige 3er-Sektion
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Zur Langzeitlagerung vorzubereitende Reaktorsektion
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Annahmebedingungen für RS im „LZL Saida„
• Abgebrannter Kernbrennstoff entladen
• Alle flüssigen, brennbaren, toxische und Schmierstoffe entfernt
• Reaktordeckel projektgemäß mit dem Gehäuse verschweißt
• Der formierte Block der Reaktorsektion hat den vorgegebenen Dichtheitsgrad und
eine Korrosionsschutzschicht mit einer Lebensdauer von 10 - 12 Jahren
• Die Reaktorsektion hat Fundamente für die Lagerung an Land
• Die Reaktorsektion ist mit einem biologischen Schutz versehen, der folgende
Werte sichert:
OrtDosisLeistung an der Oberfläche
< 2,0 mSv/h
ODL in einer Entfernung von 1 m
< 0,1 mSv/h
radioaktive Kontamination
der Außenflächen, fixiert
– 200 Teilchen/сm² х min
nicht fixiert
– 100 Teilchen/сm² х min (β)
–
1 Teilchen/сm² х min (α)
• Höchstwerte für Abmessungen
und Masse:
L 14,2 m / B 11,4 m / H 12,2 m / Masse 1.600 Tonnen
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Formierung der Reaktorsektion
1.
Demontage äußere Hülle
2.
Entleerung aller Flüssigkeiten
3.
Demontage brennbarer Einbauten
4.
Montage Stützfundamente
5.
Montage von Kielblechen und der Abschirmung
6.
Einlagerung von Containern mit verstrahlten und kontaminierten
Materialien der übrigen Sektionen des U-Bootes
7.
Hermetischer Verschluss der Reaktorsektion
8.
Montage von Zusatzschotten
9.
Dichtheitsprüfung der Reaktorsektion
10. Farbbeschichtung der Reaktorsektion (für mind. 10 a)
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Biologischer Schutz Reaktorsektion
Druckkörper
leichte
Außenhülle
RDG
Wasserzisterne
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Biologischer Schutz zur Langzeitlagerung
Mit Beton verfüllt
neue Außenhülle
< 0,1 mSv/h in 1 m Entfernung von OF RS
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1
39
39
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1
40
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Transportsicherung der Reaktorsektionen im Schwimmdock der Nerpa-Werft
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Lieferung eines Schwerlasttransportsystems
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Vervollständigung materiell-technischen Basis der SRW „Nerpa“
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Errichtung Langzeitzwischenlager (LZL)
in der Saida-Bucht
• 2003 Konzeptfindung / Technische AST
• 2004 Baubeginn
Verträge D und RF zur Projektierung
Verträge mit russ. Baufirmen
Beginn Errichtung Baustelleneinrichtung und
Grundsteinlegung
• Fertigstellung: 2010
• 01.09.2011
Offizielle Einweihung unter Teilnahme offizieller Vertreter D und RF
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Schwimmdock am Anleger
Reaktorsektion
Reparaturhalle
Lagerplatte
mit Gleisen
für 120 RS
(1. BA)
Wache, Schleuse, …
Phys. Schutz
Lagerplatte mit
Gleisen
für 58 Objekte
(2. BA)
45
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Blick in Richtung des zukünftigen Langzeitlagers Saida (August 2004)
Baustelle LZL
Baustelleneinrichtung
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Bergung und Entsorgung von 17 Schiffswracks aus der Saida-Bucht
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Lieferung Bautechnik aus Deutschland
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Betonmischwerk und Betonlabor
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Satellitenfoto Baustelle Lagerplatz und Dockanleger Saida – Sommer 2005
.
50
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Bau Anleger für Schwimmdock
Baubeginn Lagerplatte
Bauarbeiten Juli 2005
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Felsabbau im Bereich des Langzeitlagers
(Fertig formierte Felswand)
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21.07.2006 / P1030646
Schwimmdock am Anleger in der Saida-Bucht
Einlagerung der ersten 7 RS im 1. IBNA des LZL (Juli 2006)
NIREAS Z
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18.07.2006
Einweihung des 1. Inbetriebnahmeabschnittes des Langzeitlagers
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Ankunft der ersten Reaktorsektionen in der Saida-Bucht
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Luftaufnahme Saida, Oktober 2007
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Trafostation 35/6 kV (2 х 10 MVA) zur Energieversorgung Saida
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Baustelle Langzeitzwischenlager Saida
3. Transport von Reaktorsektionen (Oktober 2008)
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Reparaturhalle Saida
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(Stand 2010)
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KDP
VSG
OSA
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Dockanleger LZL Saida
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LZL Saida mit 40 RS
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(August 2010)
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Zum LZL gehören:
• Anleger und Unterwasseraufleger für das Schwimmdock PD-42
• Stapelplatte mit Gleisen für 150 Reaktorsektionen von AUB und 28 Überwasserschiffen sowie Schiffen der Atomaren Serviceflotte
• Halle zur Reinigung und Farbgebung von RS (Übergabe zum Betrieb erfolgte im Juni 2011)
• Transformatorstation für 10 MW
• Notwendige, vollständig ausgestattete Hilfsgebäude (Verwaltungs- und Sanitärkomplex, Kontroll- und Durchlasspunkt, Energiekomplex, überdachte Stellfläche,
Feuerlöschanlage Kläranlagen u.a.)
• System physischer Schutz
• Automatisches System zur Kontrolle des radiologischen Zustands
• Schwerlasttransportsystem, Schneeräumtechnik u.a. sowie zusätzlich ein
200-t-Autokran (2010)
• Straßen und äußere Infrastruktur
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Ausgewählte Bauumfänge LZL RS Saida
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Sprengen /Abbau Felsmaterial
ca. 500.000 m³
Aushub Böden, Schlamm
ca. 800.000 m³
Einbau Felsboden / Dockauflager
ca. 420.000 m³
Einbau Schotter
ca. 250.000 m³
Herstellung und Einbau Beton
ca. 100.000 m³
Armierung und Metallkonstruktionen
ca. 10.000 t
Gleis-Schienen verlegt
ca. 30 km
Kabel- und Rohrleitungen verlegt
ca. 120 km
Das
LZL RS Saida
wurde 2011 an die russische Betreiberfirma
„SevRAO“ übergeben.
65
Abfallverfolgungssystem „RAMMSIS“
Das Programm deckt folgende Bereiche ab:
• Dosis und Kontaminationskataster
• Flüssige und feste Abfälle
• Herkunft der Abfälle immer sichtbar
• Komfortable 3D Lagerverwaltung
• Nuklidberechnungen über komplette
Zerfallsketten
Automatische Kataster und Summen
•
• Komfortable Abfrage- und BerichtsGeneratoren
Übergabe Endversion „RAMMSIS“ Ende 2009
66
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Errichtung Entsorgungszentrum Saida
(EZS)
dient der Gewährleistung des sicheren Umgangs mit
den bei der Entsorgung der Atom-U-Boote anfallenden
radioaktiven Reststoffen
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Strategischer Masterplan II der EBRD
D, RUS
Saida-Bucht bei Murmansk
Formierte Reaktorsektionen
Langzeitzwischenlager für
Reaktorsektionen (LZL RS)
GB, ITA, NOR, SWE, RUS
USA, D, ITA, NOR, CAN, GB, RUS
Marinebasis Andreeva Bucht
Zerlegung:
Marinewerften:
- 150 AtomU-Boote
I. Nerpa Werft
• zu entsorgende radioaktive Abfälle
Endzerlegestation
• zu entsorgende abgebrannte
Kernbrennstoffe
3-er Sektionen
radioaktive Abfälle
Regionales Entsorgungszentrum
für radioaktive Abfälle (EZS)
II. Poljarnii Werft
III. Atomflot Werft
IV. Zvezdochka Werft
und
- 28 nuklearbetriebene
Serviceschiffe,
Kreuzer u.ä.
F, RUS
Marinebasis Gremicha
V. Sevmasch Werft
• zu entsorgende radioaktive Abfälle
• zu entsorgende abgebrannte
Kernbrennstoffe
r/a Abfälle
GB, RUS
Zwischenlager Kernbrennstoff (Atomflot Murmansk)
abgebrannte Brennelemente
abgebrannte Brennelemente
USA, RUS
Wiederaufarbeitungsanlage Majak (Ural)
Lagerung/Behandlung abgebrannter Kernbrennstoffe
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Aufgaben des EZS
• Annahme / Dekontamination
• Zerlegung / Konditionierung
• Verpackung / Lagerung
• radiologische Freimessung
fester radioaktiver Abfälle von Reaktorsektionen der AUB,
von Schiffssektionen der atomaren Serviceflotte und anderen
Überwasserschiffen aller Standorten der Atom-U-Boot- Entsorgung
Nordwestrusslands
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Realisierungszeitraum:
2008 - Dez. 2014
Kostenkalkulation:
300 Mio. Euro
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Erarbeitung von Projekt- und technologischen Lösungen
für die Errichtung des EZS
1.
Die Projektunterlagen des EZS werden von den russischen Projektinstituten
„VNIPIET“ und „ZTSS“, St. Petersburg erarbeitet.
Die Herausgabe des vollständigen Satzes der russischen
Ausführungsplanung ist fast abgeschlossen
70
2.
Die Projektunterlagen für die aus Deutschland zu liefernde technologische
Hauptausrüstung des EZS wurden an die russischen Projektinstitute zur
Einarbeitung in die Ausführungsplanung übergeben.
Der Umfang der deutschen Ausrüstungslieferungen beträgt ca. 40 Mio. Euro.
3.
Als Grundlage für die Erarbeitung der Projektunterlagen für das EZS diente das
von „Evonik Energy Services GmbH“ (Deutschland) erstellte Vorprojekt, das als
Vorbild das Zwischenlager Nord Lubmin hatte.
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Bauabschnitte des Komplexes LZL RS und EZS
in der Saia-Bucht
EZS
LZL
71
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ZLN Lubmin
EZS Saida
Lagerhallen
Transportkorridor
Caissons
72
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Technische Daten des EZS
Maße:
L x B x H 162 x 120 x 25 m
Jahresleistung:
73
der Konditionierungshallen (Caissons)
1.380 m³ radioaktive Abfälle / Jahr
der Zerlegehalle für Reaktorsektionen
5 Einheiten / Jahr
Personalstärke
109 Personen
Lagervolumen für radioaktive Abfälle
100.000 m³
Summarische Aktivität der radioaktiven Abfälle
3,0 х 1016 Bq
Rechnerische Betriebsdauer
100 Jahre
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Mechanische Zerlegung
Horizontal-Band-Säge
Schrottschere
74
Dekontaminationsverfahren
Nassstrahlverfahren
Trockenstrahlverfahren
75
Dekontaminationsanlagen
Chemische Dekontamination
Elektrolytische Dekontamination
Wannen mit Phosphorsäure
Wannen mit Oxalsäure
76
Fass-Trocknungsanlage „PETRA“
77
Hochdruckpresse
„FAKIR“
.
Anlage zur Aufbereitung
flüssiger radioaktiver
Abfälle
78
.
Lagerhalle mit Containern
(Beispiel: Zwischenlager Nord der
EWN GmbH Lubmin)
79
Radiologische
Freimessanlage
80
Aktueller Stand der Errichtung des EZS
August 2011
Oktober 2010
81
Aktueller Stand der Errichtung des EZS
August 2011
82
Radiologisches
Monitoring
83
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Radiologisches Monitoring LZL Saida
Beim radiologischen Monitoring im LZL Saida gibt es
2 unabhängige Überwachungskomplexe:
Radiologisches Überwachungssystem für den Betrieb des LZL,
System SKRO in Verantwortung der Bertreibers RosRAO/SevRAO,
bestehend aus 4 Einzelsystemen:
1. ASKRO Stationäres dosimetrisches Überwachungssystem
2. SEPKRO Komplex tragbarer Messtechnik für planmäßige periodische
Messungen und für ereignisbezogene spontane Messungen
84
3. SIDK
Personendosimetrische Überwachung des Personals
4. SLA
Labortechnik für Probennahmen in Luft, Wasser und Boden
und zur Auswertung dieser Proben
1.1
85
ASKRO – stationäres dosimetrisches Überwachungssystem
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Erweiterung durch den 3. Bauabschnitt
(Wach- und Sicherheitsgebäude und EZS)
86
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Messcontainer des Umgebungsüberwachungssystems
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Einzelner Gamma-Detektor
BDMG-300
Detektionseinheit UDMG-100
bestehend aus Gamma-Detektor
BDMG-100 und Koppelblock BS-11
88
Personenmonitor
Typ RZBA-04-04
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1.2 SEPKRO – Komplex tragbarer Messtechnik für planmäßige
periodische Messungen und für ereignisbezogene
spontane Messungen
Dosimeter DKG-07D „DROSD“
Radon-Messgerät RRA-01M-03
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Dosimeter-Radiometer
MKC-05
Dosimeter DKC-AT1121 und
Dosimeter DKC-AT1123
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1.3 SIDK – personendosimetrische Überwachung des Personals
elektronisches Personendosimeter
„DKG RM-1621“
Thermolumineszenzdosimeter
„DTL-01“
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Auswerteplatz für Thermolumineszenzdosimeter
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1.4
SLA – Labortechnik für Probennahme in Luft, Wasser und Boden
und zur Auswertung dieser Proben
Alpha- Beta- Messplatz
„UMF-2000“
Beta- Messplatz
„Progress-Beta“
Fotospektrometer
„PE-5300“
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Monitoring des Baustellenumfeldes auf chemische und
radiologische Belastungen während der Bauzeit des LZL
durch Verkehr und Erdarbeiten an Land und im
angrenzenden Seegebiet (Aquatorium).
Im Rahmen dieses Monitoringprogramms erfolgen durch
den russischen Auftraggeber (Kutschatow-Institut)
3 bis 4 mal jährlich umfangreiche Beprobungen an Land
und im Aquatorium.
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Anordnung der Messpunkte:
- Gamma-Ortsdosisleistung
- Entnahmestellen für Bodenproben
- Beobachtungsbrunnen Grundwasser
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Herzlichen Dank
für Ihre Aufmerksamkeit
Dipl.-Ing. Kersten Müller
Energiewerke Nord GmbH
17 507 Lubmin
[email protected]
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PANORAMA
SAIDA
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