Aus Volllast in den Stillstandsbetrieb â eine abrupte Veränderung ...
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<strong>Aus</strong> <strong>Volllast</strong> <strong>in</strong> <strong>den</strong><br />
<strong>Stillstandsbetrieb</strong> – e<strong>in</strong>e <strong>abrupte</strong><br />
Veränderung und ihre<br />
Herausforderungen<br />
Gerd Re<strong>in</strong>strom / Jochen Rotzsche<br />
E.ON Kernkraft GmbH / Kernkraftwerk Unterweser<br />
19./20. März 2012 VdTÜV-Forum Kerntechnik 2012 <strong>in</strong> Berl<strong>in</strong>
<strong>Aus</strong> e<strong>in</strong>er Top-10 Position zur grünen Wiese<br />
2010 neunte Position <strong>in</strong><br />
weltweitem Erzeugungsrank<strong>in</strong>g<br />
Integral höchste<br />
Stromerzeugung weltweit<br />
Performancesteigerungsrate<br />
pro Dekade 5 %<br />
Großkomponenten im<br />
Wesentlichen im Neuzustand<br />
Merkmale e<strong>in</strong>er<br />
Hochzuverlässigkeitsorganisati<br />
on <strong>in</strong>stalliert<br />
Laufzeitverlängerung gesetzlich<br />
geregelt bis 2020<br />
Die<br />
Herausforderung<br />
KKU 16.03.2012<br />
2
Rahmenbed<strong>in</strong>gunge<br />
n<br />
� 13. AtG-Novelle ⇒ Berechtigung zur gewerblichen Erzeugung von<br />
Elektrizität erlischt, Dauerbetriebsgenehmigung besteht weiter<br />
� Verfassungsbeschwerde gegen 13. AtG seit November 2011 e<strong>in</strong>gereicht<br />
� Erklärung von E.ON: “KKU ist bis auf weiteres im dauerhaften<br />
Nichtleistungsbetrieb“<br />
� Restbetrieb und Rückbau erst nach Vorliegen und Inanspruchnahme der<br />
Stilllegungsgenehmigung<br />
KKU 16.03.2012<br />
3
Etablierte Verfahren, wie die SWOT-Analyse und die Balanced Score<br />
Card-Methode ermöglichten e<strong>in</strong>e nahezu verzugsfreie Anpassung der<br />
Assets, Ressourcen und der Organisation an die abrupt e<strong>in</strong>getretene<br />
neue Situation<br />
Sicherstellung e<strong>in</strong>es<br />
sicheren und<br />
wirtschaftlichen Nichtleistungs- /<br />
Nachbetriebs<br />
Die neuen Ziele<br />
Top-Ziele<br />
auf dem Weg zur grünen<br />
Wiese<br />
Sicherstellung der<br />
erforderlichen<br />
Personalressourcen<br />
Vorbereitung e<strong>in</strong>es<br />
sicheren und<br />
wirtschaftlichen Rückbaus<br />
KKU 16.03.2012<br />
4
Aktueller<br />
Anlagenstatus<br />
� Nichtleistungsbetrieb gemäß Betriebshandbuch (Betriebsphase S2):<br />
alle BHB im Lagerbecken, Reaktorraum geflutet, Reaktorschutz<br />
abgekoppelt<br />
� Beckenkühlung über Red. 1 oder Red. 3, Notstand <strong>in</strong> Reserve<br />
(VX10/TH70),<br />
Nachzerfallsleistung 2 MW von 565 BE im BE-Becken<br />
� Eigenbedarf über beide Netze verfügbar, Trafo AT02 abgeklemmt<br />
� Zusätzliche Instandhaltungsarbeiten zur Sicherstellung der<br />
Primärkreisdekontam<strong>in</strong>ation und Erhaltung der „Reversibilität“<br />
� Konservierungs- und Konditionierungsmaßnahmen getroffen /<br />
vorgesehen<br />
� 31 unbestrahlte BE im Trockenlager<br />
� Masch<strong>in</strong>enhaussysteme s<strong>in</strong>d außer Betrieb<br />
KKU 16.03.2012<br />
5
Nachzerfallsleistung <strong>in</strong> kW<br />
4500<br />
4000<br />
3500<br />
3000<br />
2500<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
Aktueller<br />
Anlagenstatus<br />
Karenzzeiten mit allen BE im Becken<br />
18.03.11 21.07.11 23.11.11 27.03.12 30.07.12 02.12.12 06.04.13 09.08.13 12.12.13 16.04.14 19.08.14 22.12.14 26.04.15 29.08.15 01.01.16 05.05.16<br />
5000<br />
120<br />
Randbed<strong>in</strong>gungen:<br />
- Lufttemperatur Conta<strong>in</strong>ment 25°C<br />
- relative Luftfeuchtigkeit 60%<br />
- Nachzerfallsleistung (30. Zyklus; Abschaltung: 18.03.2011)<br />
Berechnungen nach DIN 25463 <strong>in</strong>cl. 1σ-Fehler<br />
y = 6,16098337987364E+05x -6,35238732349173E-01<br />
R 2 = 9,98850358693141E-01<br />
0<br />
0<br />
0 3000 6000 9000 12000 15000 18000 21000 24000 27000 30000 33000 36000 39000 42000 45000<br />
Zeit nach RESA <strong>in</strong> h<br />
NZWL gesamt NZWLaktuell 25°C bis 80°C Aktueller Wert 30°C bis 80°C 40°C bis 80°C<br />
45°C bis 80°C 25°C bis 60°C 30°C bis 60°C 40°C bis 60°C 45°C bis 60°C Regression NZWL gesamt<br />
108<br />
96<br />
84<br />
72<br />
60<br />
48<br />
36<br />
24<br />
12<br />
KKU 16.03.2012<br />
Karenzzeiten <strong>in</strong> h<br />
6
Angestrebter<br />
Nichtleistungs-/<br />
Nachbetriebs-Soll-<br />
� sichere Gewährleistung Zustand der verbleiben<strong>den</strong> Schutzziele<br />
� alle Systeme / E<strong>in</strong>richtungen soweit vorbereitet / stillgesetzt, dass<br />
nach Vorliegen der Stilllegungsgenehmigung und weiterer<br />
Voraussetzungen mit dem Abbau von Anlagenteilen sofort<br />
begonnen wer<strong>den</strong> kann<br />
� Instandhaltung an <strong>den</strong> notwendigen Umfang angepasst<br />
� technische Anpassungen an Systemen durchgeführt<br />
� Vorbereitende Arbeiten für Restbetrieb / Rückbau durchgeführt<br />
(u. a. Primärkreisdekontam<strong>in</strong>ation, <strong>Aus</strong>isolieren etc.)<br />
KKU 16.03.2012<br />
7
Anforderungen an <strong>den</strong> Nichtleistungs-<br />
/Nachbetrieb<br />
Die schutzzielorientierte und betriebliche Analyse der<br />
Anforderungen des Nichtleistungs-/ Nachbetriebes an die<br />
technische Anlagenkonfiguration bildet die Basis für alle<br />
Planungen <strong>in</strong> Bezug auf Anpassung der technischen Assets, der<br />
Organisation und der Ressourcen<br />
Schutzziele des NLB / NB<br />
- BE-Kühlung<br />
- Unterkritikalität<br />
- Aktivitätsrückhaltung<br />
Postuliertes Ereignisspektrum<br />
Ableitung der erforderlichen<br />
Sicherheits-<br />
und Notfallfunktionen<br />
Betriebliche Anforderungen<br />
des NLB / NB<br />
-<br />
(Strom, Wasser, Wärme etc.)<br />
Versorgungs<strong>in</strong>frastruktur<br />
- Entsorgungs<strong>in</strong>frastruktur<br />
- sonstige Infrastrukture<strong>in</strong>richtungen<br />
(Gebäude, Hebezeuge<br />
etc.)<br />
Bedarfsanalyse<br />
Ableitung der erforderlichen<br />
betrieblichen Systemfunktionen<br />
und sonstiger E<strong>in</strong>richtungen<br />
KKU 16.03.2012<br />
8
Ereignisspektrum im Nichtleistungs-<br />
/Nachbetrieb<br />
1. Lagerung der bestrahlten Brennelemente<br />
� Unterkritikalität, Kühlung<br />
2. Handhabung der bestrahlten Brennelemente<br />
� Absturz e<strong>in</strong>es BE-Transportbehälters, Beschädigung von BE<br />
3. Handhabung radioaktiver Stoffe<br />
� Leckagen an Rohrleitungen / Behältern<br />
� <strong>Aus</strong>tritt radioaktiver Medien beim Abbau von Systemen /<br />
Teilsystemen<br />
4. E<strong>in</strong>wirkungen von <strong>in</strong>nen<br />
� Brände, Überflutungen, Blitz, Systemstörungen<br />
5. E<strong>in</strong>wirkungen von außen<br />
� Erdbeben, FLAB, Blitz, extremes Wetter, explosive<br />
Gase<br />
KKU 16.03.2012<br />
9
Sicherheitskonzept<br />
Schutzziele und Sicherheitsfunktionen im Nichtleistungs-/Nachbetrieb:<br />
Schutzziel Sicherheitsfunktion<br />
R Reaktivitäts-<br />
kontrolle<br />
K Kühlung der<br />
Brennelemente<br />
E E<strong>in</strong>schluss<br />
radioaktiver<br />
Stoffe<br />
S Begrenzung der<br />
Strahlenexpositio<br />
n<br />
relevant<br />
für<br />
Nachbetri<br />
R1 E<strong>in</strong>haltung zulässiger Kernzustände ne<strong>in</strong><br />
R2 Abschaltsicherheit ne<strong>in</strong><br />
R3 Unterkritikalität BE-Becken ja<br />
K1 Bereitstellung des Kühlmittels ja<br />
K2 Wärmetransport ja<br />
K3 Wärmesenke ja<br />
E1 Komponentenübergreifend ja<br />
E2 Brennstabhüllrohr ja<br />
E3 Druckführende Umschließung des Primärsystems ne<strong>in</strong><br />
E4 Drucktragende Wandung der erforderlichen äußeren<br />
Systeme<br />
ja<br />
E5 Nicht<strong>in</strong>tegrale Teile der Stützkonstruktion ja<br />
E6 Sicherheitse<strong>in</strong>schluss ja<br />
S1 Begrenzung und Kontrolle des Aktivitäts<strong>in</strong>ventars und<br />
-flusses <strong>in</strong> der Anlage<br />
ja<br />
S2 Begrenzung der Ableitung radioaktiver Stoffe ja<br />
S3 Baulicher und technischer Strahlenschutz ja<br />
S4 Strahlungs- und Aktivitätsüberwachung <strong>in</strong> der Anlage<br />
und <strong>in</strong> der Umgebung<br />
ja<br />
eb<br />
KKU 16.03.2012<br />
10
� BE-Lagerung und -Kühlung<br />
� BE-Entsorgung (Castor-Beladung) und Handhabung / Reparatur von<br />
BE<br />
� Dekontam<strong>in</strong>ation von Systemen und Komponenten<br />
� Entsorgung von Core-Schrott<br />
� Entsorgung von Betriebsstoffen / Betriebsabfällen<br />
� Außerbetriebnahme, Außerbetriebsetzung, Freischaltung und<br />
Stillsetzung von Systemen, die nicht für die Schutzziele<strong>in</strong>haltung /<br />
betrieblichen Aufgaben erforderlich s<strong>in</strong>d<br />
� Aufbau e<strong>in</strong>er für <strong>den</strong> Rückbau geeigneten Versorgungs-Infrastruktur<br />
� Aufbau e<strong>in</strong>er für <strong>den</strong> Rückbau geeigneten Entsorgungs-Infrastruktur<br />
(z. B. neue Gebäude)<br />
� Ermittlung von Aktivitäts<strong>in</strong>ventar und –verteilung <strong>in</strong> der Anlage nach<br />
der Primärkreisdekontam<strong>in</strong>ation (Anlagencharakterisierung)<br />
� Demontage von Isolierungen<br />
Betriebliche Aufgaben und<br />
Tätigkeiten im<br />
Nichtleistungs-/Nachbetrieb<br />
KKU 16.03.2012<br />
11
Systemfunktionen zur Erfüllung betrieblicher<br />
Aufgaben<br />
� Verfahrenstechnische Systeme zur Umsetzung der<br />
Aufgaben/Tätigkeiten<br />
� Bereitstellung und Verteilung elektrischer Energie<br />
� Mess-, Regel-, Steuer- und Kommunikationse<strong>in</strong>richtungen<br />
� Bereitstellung von Betriebsmitteln:<br />
Kühlwasser, Deionat, Tr<strong>in</strong>kwasser, Druckluft, techn. Gase, Öl,<br />
Hilfsdampf, konditionierte Luft<br />
� Entsorgung von Betriebsabfällen, Abwasser, Abluft<br />
� Bereitstellung von Hebezeugen<br />
� Ver- und Entsorgungs<strong>in</strong>frastruktur<br />
KKU 16.03.2012<br />
12
Konsequenzen für die Verfügbarkeit von<br />
Systemen<br />
Kategorisierung von Systemen und Anlagenteilen<br />
ja<br />
Kategorie<br />
I<br />
erforderlich für<br />
Schutzzielerfüllung?<br />
ja<br />
Kategorie<br />
IIa<br />
ne<strong>in</strong><br />
notwendig<br />
für Nachbetrieb<br />
und/oder folgende<br />
Betriebsphasen?<br />
Kategorie<br />
IIb<br />
ne<strong>in</strong><br />
ja<br />
nützlich für spätere<br />
Tätigkeiten?<br />
ne<strong>in</strong><br />
Kategorie<br />
III<br />
KKU 16.03.2012<br />
13
Nutzung der<br />
SSBN<br />
Wozu soll die<br />
schutzziel- und systemorientierte Betrachtung der Nachbetrieb<br />
dienen?<br />
� Aufzeigen der unveränderten Gewährleistung der verbleiben<strong>den</strong> Schutzzie<br />
� Ableitung der erforderlichen Systeme für die notwendigen Sicherheits-<br />
funktionen<br />
� Ableitung der erforderlichen betrieblichen Systeme für Ver- und<br />
Entsorgung<br />
� Basis für neue Struktur der energietechnischen Versorgung<br />
� Basis für angepasstes WKP-Konzept<br />
� Basis für selektive Außerbetriebsetzungen<br />
KKU 16.03.2012<br />
14
System<strong>in</strong>ventar<br />
[%] 100<br />
50<br />
0<br />
Veränderung des erforderlichen<br />
Anlagen<strong>in</strong>ventars aus technischer Sicht<br />
Leistungsbetrieb<br />
Betriebsgenehmigung<br />
Kern<br />
entla<strong>den</strong><br />
FSD<br />
beendet<br />
18.03.11<br />
NZFL < 1,0<br />
MW<br />
erhöhter Bedarf vor FSD<br />
erhöhter Bedarf durch Anfahrvorbehalt<br />
Ende<br />
BE-Kühlung<br />
BEB/REB<br />
wasserfrei<br />
teilweiser Übergang auf<br />
Ersatzsysteme<br />
Anlage<br />
stahlfrei<br />
Stilllegungsgenehmigung<br />
KKU 16.03.2012<br />
Zeit<br />
15
Stufenweise Außerbetriebnahme/<br />
Außerbetriebsetzung<br />
nicht mehr benötigter Systemfunktionen<br />
Stufen Merkmale<br />
1 Außerbetriebnahme - IHO-konform (wie längerfristige Freischaltung)<br />
2<br />
Außerbetriebsetzun<br />
g<br />
- WKP‘s mit reduziertem Umfang (Tolerierungsverfahren)<br />
- ke<strong>in</strong>e Instandsetzung / ke<strong>in</strong>e WIM<br />
- une<strong>in</strong>geschränkte Reversibilität<br />
- Anzeige der Außerbetriebsetzung<br />
(gem. Atomrecht und sonstiger Rechtsgebiete)<br />
- Instandhaltung komplett e<strong>in</strong>gestellt<br />
- bed<strong>in</strong>gte Reversibilität<br />
3 Stillsetzung - Aufsichtliche Abwicklung über Zustimmungsverfahren (§ 19 AtG))<br />
- Physische Trennung zwischen stillgelegten und weiterbetriebenen<br />
Systemabschnitten<br />
- Anpassung der Dokumentation (BHB, Systemschaltpläne,<br />
Anlagendaten im Betriebsführungssystem etc.)<br />
- ke<strong>in</strong>e Reversibilität<br />
KKU 16.03.2012<br />
16
Anpassung<br />
Ressourcen<br />
Themen zur Anpassung der Ressourcen an<br />
die Anforderungen des Nichtleistungs - / Nachbetriebes<br />
� Eigenpersonal<br />
Ermittlung der Soll-Kapazitäten auf Basis Funktions- /<br />
Mengentreiberanalyse<br />
Ermittlung der Soll-Fachkunde (Schichtpersonal / verantw. Personal)<br />
Bereitstellung von Beschäftigungsmöglichkeiten im Konzern für<br />
Überhangressourcen<br />
� Fremdpersonal<br />
Ermittlung Soll-Kapazitäten / Abbau<br />
� Betriebsmittel<br />
Ermittlung der erforderlichen Betriebsmittel (Betriebs- / Hilfsstoffe,<br />
Brennstoffe, Strom, Wasser, ERV)<br />
Optimierung des Betriebsmittelverbrauches<br />
KKU 16.03.2012<br />
17
Anpassung der Schichtbesetzung<br />
an <strong>den</strong><br />
dauerhaften Nichtleistungs-<br />
/Nachbetrieb<br />
� Die verbleiben<strong>den</strong> zu unterstellen<strong>den</strong> Ereignisse weisen ger<strong>in</strong>ge<br />
Komplexität auf.<br />
� Karenzzeiten bis zur Verletzung von Schutzzielen haben sich<br />
nennenswert erhöht.<br />
� Prozeduren zur Beherrschung der verbleiben<strong>den</strong> Ereignisse liegen<br />
vor.<br />
� Hochwasser / Sturmfluten treten aufgrund des Ti<strong>den</strong>e<strong>in</strong>flusses nicht<br />
plötzlich auf. Warnungen wer<strong>den</strong> durch das Bundesamt für<br />
Seeschifffahrt und Hydrographie mit 8-12 Stun<strong>den</strong> Vorlauf<br />
ausgegeben.<br />
� Extreme Unwetter führen nicht zu e<strong>in</strong>em plötzlichen <strong>Aus</strong>fall der BE-<br />
Kühlung.<br />
� Unterstützung kann die Schicht jederzeit durch <strong>den</strong><br />
KKU 16.03.2012<br />
18
Planung / Vorbereitung<br />
Rückbau<br />
Ziel: Mit dem Erreichen der Brennelementfreiheit kann unmittelbar<br />
mit dem Rückbau entsprechend dem term<strong>in</strong>kritschen Pfad<br />
begonnen wer<strong>den</strong><br />
Vorbereitungsmaßnahmen / Zielzustände ab BE-<br />
Freiheit<br />
Ressourcen<br />
personelle Ressourcen (eigen/fremd) s<strong>in</strong>d<br />
entsprechend kapazitiver und<br />
qualifikationsbezogener Planung verfügbar<br />
Technik<br />
Entsorgungs<strong>in</strong>frastruktur <strong>in</strong>stalliert<br />
Coreschrotte aus BEB entfernt<br />
Brennelemente / Brennstoff entsorgt<br />
KKU 16.03.2012 Seite 19
Genehmigung<br />
Planung / Vorbereitung Rückbau<br />
Demontageequipment für die 1. RB-Phase verfügbar<br />
Versorgungs<strong>in</strong>frastruktur <strong>in</strong>stalliert / angepasst (BHB/PHB)<br />
Überwachungs<strong>in</strong>frastruktur angepasst (aktiver/passiver<br />
Brandschutz, radiolog. Überwachung etc.)<br />
Systemaußerbetriebsetzungen durchgeführt (Reduzierung auf<br />
Restbetriebssysteme)<br />
Anlagencharakterisierung abgeschlossen<br />
Demontageplanung liegt vor<br />
Stilllegungsgenehmigung liegt zum Zeitpunkt der BE-Freiheit vor<br />
KKU 16.03.2012 Seite 20
Organisation<br />
Planung / Vorbereitung Rückbau<br />
RB-Aufbauorganisation vorbereitet und mit Genehmigung<br />
zur Stilllegung aktiviert (PBO, IPBO)<br />
RB-Prozesse modelliert / dokumentiert (BOHB)<br />
RB-Managementsystem angepasst<br />
KKU 16.03.2012 Seite 21
Fazit / Wo steht KKU<br />
� Es s<strong>in</strong>d alle wesentlichen Maßnahmen für <strong>den</strong> Übergang vom<br />
Leistungsbetrieb <strong>in</strong> <strong>den</strong> sicheren, wirtschaftlichen Nichtleistungs- /<br />
Nachbetrieb getroffen wor<strong>den</strong><br />
� Die Ressourcenplanung für <strong>den</strong> Nichtleistungs-/ Nachbetrieb ist<br />
methodisch abgeschlossen, die Umsetzung ist <strong>in</strong>itiiert<br />
� Die Planungen für e<strong>in</strong>en optimierten Rückbau s<strong>in</strong>d angelaufen<br />
� Die Analyse / Ressourcenplanung für die Rückbauphasen ist <strong>in</strong><br />
Bearbeitung. Ziel ist e<strong>in</strong>e frühzeitig Qualifizierung des<br />
Eigenpersonals für die Aufgaben <strong>in</strong> der Rückbauphase<br />
� Alle getroffenen Maßnahmen stehen aufgrund der e<strong>in</strong>gereichten<br />
Verfassungsbeschwerde unter dem noch gelten<strong>den</strong><br />
Anfahrvorbehalt<br />
� Der Antrag nach § 7 (3) AtG zur Stilllegung und zum Abbau der<br />
Anlage ist <strong>in</strong> Vorbereitung<br />
KKU 16.03.2012 Seite 22
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