Kernkraftwerk Grafenrheinfeld

Atom- und Kernphysik
Kernkraftwerke
Standorte in Deutschland
Kernkraftwerk Grafenrheinfeld
Das leistungsstärkste Kraftwerk
Deutschlands mit:
1345 Megawatt
liefert allein für Bayern 17% unseres
gesamt benötigten Stromes
⇒Das sind ca. 3.5 Mio. Haushalte
⇒Jahresstromerzeugung
10 Milliarden kWh Strom
Daten zum Kraftwerk in
Grafenrheinfeld
Projektbeginn: 1970 kommerzieller Betrieb: 26. März 1980
In Betrieb seit März 1982
330 Mitarbeiter und 117 Berufsfeuerwehrler
unter der Obhut von e-on Bayern
Kernkraft: 2500 Mitarbeiter hat 11 Kernkraftwerke in Niedersachen,
Schleswig-Holstein und Bayern
7800 Stunden ist das Kraftwerk jährlich an Netz
Nächste Revision ist im März 2011
Kraftwerkleistung: 1375 Megawatt (289 61667 Milliarden Kilowattstunden)
(2384 MWh)
Eingespeiste Energie im Jahre 17.845 GWh
Eingespeiste Energie seit Inbetriebnahme: 385.424 GWh
-
Jahr
Millionen
Kilowattstunden
Jahr
Millionen
Kilowattstunden
1982
08.139,1
1996
09.528,6
1983
09.412,0
1997
10.131,0
1984
09.590,0
1998
09.147,0
1985
09.741,6
1999
08.336,7
1986
08.718,2
2000
09.600,9
1987
08.360,6
2001
10.573,9
1988
08.799,9
2002
09.889,9
1989
09.401,7
2003
10.270,2
1990
07.910,3
2004
10.129,4
1991
09.753,5
2005
10.106,0
1992
09.657,2
2006
09.424,9
1993
08.845,9
2007
10.311,5
1994
09.674,5
2008
09.763,0
1995
09.946,0
2009
10.447,3
___________________________________________________________________
256979,9 Millionen Kilowattstunden
Kurze Vorausinformation:
Als Grundlast bezeichnet man die Netzbelastung, die während eines Tages im Stromnetz nicht unterschritten wird, das
heißt => Die Grundlast ist der Anteil im Stromnetz, der immer eingespeist ist. Momentane Grundlast in Deutschland liegt
bei knapp 50 GW. In Deutschland werden 47% der Grundlast allein durch die 18 Kernkraftwerke (incl. Grafenrheinfeld)
gedeckt. Zu bedenken ist, dass zum momentanen Stand in der Technik nur die Kernenergie grundlastig ist.
In einem Kernreaktor nutzt man die Kernspaltung zur Energiegewinnung.
Alle Kraftwerke, die bis 1980 erbaut wurden, müssen (Stand (2011)) bis 2014 weiterlaufen aber, dann stillgelegt werden.
Alle Bauten ab 1981 dürfen (Stand (2011)) bis 2018 laufen.
2,27 Kilogramm Pellets (Kernbrennstoff) liefern 32 Tausend Megawattstunden, um genau die selbe Menge an Energie zu
gewinnen benötigt man 6 Millionen Liter Öl oder 9.3 Millionen kg Kohle.
Jeder Mitarbeiter im Kernkraftwerk trägt ein sogenanntes Dosimeter, damit werden die anfallenden Strahlen gemessen.
Im Gegensatz zur Atombombe läuft beim Kernreaktor die Spaltung der Atomkerne kontrolliert ab. Nach dem Prinzip der
kontrollierten Kettenreaktion im Jahr 1987 ein Drittel des gesamten elektrischen Energiebedarfs der Bundesrepublik
Deutschlands gedeckt.
Um eine Kernspaltung kontrollieren zu können, müssen überschüssige thermische Neutronen absorbiert werden. Die
Anzahl der Neutronen kann durch Regelstäbe bestimmt werden. Sie bestehen aus Stoffen mit einem hohen
Einfangquerschnitt für Neutronen, meist verwendet man Borcarbid oder Cadmium. Durch Herein- und Herausfahren der
Regelstäbe in den Reaktor kann die Anzahl der thermischen Neutronen geregelt werden. Ein einziger der Regelstäbe reicht
aus, um einen Notstopp zu erreichen, hierbei würde die Leistung von 3765 MW (100%) auf 200 MW sinken.
Fahrzeugschleuse
Der erste Schritt zur Sicherheit des Kraftwerks, hier werden alle Fahrzeuge sehr gründlich gecheckt auf
alles Mögliche (Bomben o. ä.). Personen welche keine Zutrittserlaubnis besitzen, kommen an der
Fahrzeugschleuse nicht weiter, sie werden vom Securitydienst aufgehalten und abgewiesen. Die Schleuse
besteht aus 2 Toren (Ein- und Ausgang). Es kann immer nur ein Tor geöffnet sein, dies hat zur Folge, dass
niemand ohne Kontrolle rein- oder rauskommt .
Der Reaktor
Reaktor-Innendurchmesser :
5 Meter
193 Steuerstäbe
Man kann innerhalb von 2 Sekunden Reaktor
ausschalten
40 - 60 Brennelemente werden bei der
Revision ausgetauscht, das sind ca. 25% der
gesamten Brennelemente
=> damit werden 2-3 Castoren werden
befüllt
Hier sichtbar in der Mitte der beiden Kühltürme die
Reaktorkuppel, der eigentliche Reaktor verbirgt sich allerdings
im Inneren.
Der (Druckwasser)Reaktor
Im Druckwasserreaktor im Kernkraftwerk Grafenrheinfeld wird der
Prozess der Kernspaltung bei einem Druck im Reaktor von 158 bar und
einer Wassertemperatur von 329 °C abgewickelt.
Die 3 Kreisläufe
beim Druckwasserreaktor
Beim Siedewasserreaktor wird die freiwerdende Energie auf das Wasser als Kühlmittel übertragen. Im Reaktorgebäude
wird das Wasser verdampft und treibt dann im Gerätehaus eine Turbine an. Das Wasser wird nach der Turbine
abgekühlt. Danach wird das kondensierte Wasser zurück in den Reaktorraum gepumpt. Als Kühlwasser dient
Flusswasser, welches jedoch nicht mit dem Wasser aus dem Reaktorraum direkt in Berührung kommt. Bei Niederwasser
im Fluss dient ein Kühlturm zum Abkühlen des Reaktorwasserkreislauf bzw. in unserem Fall (Grafenrheinfeld) dienen
diese (beiden Kühltürme) der Unterstützung, da der Fluss alleine nicht ausreicht.
Was passiert bei der Kernspaltung?
Das angereicherte Uran geht durch das Einschießen eines Neutrons eine unkontrollierte Kettenreaktion ein, es lösen sich dadurch aus
dem beschossenen Stoff 2 bis 3 Neutronen heraus, welche ebenfalls die selbe Reaktion eingehen.
Bei der Kernspaltung von Uran-235 entstehen schnelle Neutronen. Um die Kettenreaktion betreiben zu können, müssen diese schnellen
Neutronen abgebremst werden. Bei einem Siedewasserreaktor übernimmt diese Aufgabe der Moderator Wasser. Die Neutronen geben
beim Durchdringen des Wasser einen großen Teil ihrer kinetischen Energie an die Wassermoleküle ab. Mit langsamen oder thermischen
Neutronen können weitere Uran-235-Kerne gespalten werden.
Maschinenhaus
Im Maschinenhaus werden durch Dampf-Turbinen betrieben. Dies geschieht
verschlossen unter Druck bei 66 bar und 282 Grad Celsius. Die Turbine leistet
1500 Umdrehungen pro Minute. Der nun umgespannte Strom hat eine
Spannung von 27 000 Volt und eine Stromstärke von 35 000 Ampère. Der
Strom wird vor der Einspeisung ins Netz von 27 000 Volt auf 380000 Volt
hochtransformiert.
Kühlturm
In unserem Fall (Grafenrheinfeld) gibt es zwei von
diesen Kühltürmen, da der nebenliegende Main
alleine nicht zur Kühlung ausreicht. Sie sind vom
Boden weg 143 Meter hoch und haben einen
Durchmesser an der breitesten Stelle von 103
Metern.
Diese Wassertürme geben bei voller
Laufstärke des Kraftwerks 2 Tonnen
Wasserdampf pro Sekunde ab
Behälterlager
Aufgrund der vielen Schichten gibt ein
solcher Castorbehälter (befüllt) lediglich 3
Prozent der sowieso vorhanden nartürlichen
Strahlung
Castorbehälter sind thermische
Behälter. D.h. sie lassen weder Luft
noch Wärme weichen.
1 Pellet bringt 5 Jahre Energie
anschließend wird er 5 Jahre im
Reaktorwasser gelagert, bevor er
in Castorbehälter eingelagert wird
Kraftwerke in aller Welt.
Dänemark 0
Niederlande 1
Belgien 7
Schweiz 5
Tschechische 6
USA 104
Japan 57
China strebt auf und entwickelt sich, die Chinesen bauen gerade 16 Anlagen, 20 sind schon am Netz
Polen 0 Anlagen , wollen 3 bauen, scheitert an der finanziellen Situation
Österreich 1 Anlage war aber nie in Betrieb (Drehort für den Film Restrisiko)
Frankreich 59, ein weiteres ist in Bau, 75 % Gesamtstromerzeugung in Frankreich
Vergleich zu Deutschland (25 %)
weltweit 440 Anlagen
202 Anlagen allein in Europa
A. Höfer, 10B
Ende
…