Brennelemente rosten – AKW Brokdorf bleibt vorerst vom Netz – Dauerhafte Abschaltung 2019 ?

E.on/PreussenElektra hat zu Jahresbeginn das AKW Brokdorf zum Brennelementewechsel heruntergefahren. Im Sommer 2016 hatte das Unternehmen bei der Jahresrevision auf den Austausch der Brennelemente verzichtet, um Steuern zu sparen. Unter der Überschrift „Steuergeschenk für KKW-Betreiber?“ berichtete z.B. die SHZ darüber. Jetzt wurden an den Brennelementen „Befunde“ festgestellt. Bei visuellen Prüfungen hätten laut Kraftwerksbetreiber „einzelne Brennstäbe eine das übliche Maß übersteigende Oxidschicht“ aufgewiesen. Wenige Wochen vor den Schleswig-Holsteiner Landtagswahlen im Mai stellt der zuständige Minister Robert Habeck fest: „So kann das Kernkraftwerk nicht wieder anfahren.“ Am Wochenende machten die Grüne Bundestagsabgeordnete Julia Verlinden und Habeck auf eine marktkonforme Möglichkeit aufmerksam, das AKW Brokdorf statt erst 2021 bereits 2019 abschalten zu können.

Update: Die Initiative Brokdorf akut erhebt in einer Pressemitteilung „schwere Vorwürfe“ sowohl gegen den Betreiber als auch die Atomaufsicht. (Siehe dazu die dokumentierte PM unterhalb des Textes):

Der NDR berichtet zu den Befunden: „Im Atomkraftwerk Brokdorf (Kreis Steinburg) haben Experten an einzelnen Brennstäben auffällige Oxidschichten festgestellt. Gezielte Messungen ergaben Schichtdicken, die Grenzwerte überschreiten. „Erst, wenn die Ursache geklärt und ausgeschlossen ist, dass sich das Problem an anderen Brennstäben wiederholt, kommt ein Wiederanfahren des Kernkraftwerks in Betracht“, sagte Umweltminister Robert Habeck (Grüne) am Montag.“

  • Am 23. April findet in Brokdorf eine Demonstration für die Stilllegung des AKWs statt. Der Aufruf ist hier online, weitere Infos folgen.

Zu dem verzögerten Austausch der Brennelemente heißt es bei der SHZ: „Almut Zyweck räumt allerdings ein, dass bei der aktuellen Terminplanung „die hohe Belastung aufgrund der aus unserer Sicht verfassungswidrigen Brennelementesteuer auch eine Rolle gespielt hat“. Immerhin schlage jedes einzelne Brennelement mit 3,5 Millionen Euro an Sondersteuer zu Buche.“

Die SHZ berichtete außerdem in einem Artikel vom Wochenende von einer Möglichkeit, das AKW Brokdorf im Rahmen marktwirtschaftlicher Regelungen früher als bislang vorgesehen, endgültig abzuschalten: „Wie die Grünen-Bundestagsabgeordnete und Energieexpertin Julia Verlinden gegenüber shz.de sagte, möchte ihre Partei erreichen, dass die Atomkonzerne in Deutschland künftig keine Produktionskontingente für Nuklearstrom mehr zu Meilern im Norden der Republik verschieben dürfen. „Die Bundesregierung muss jetzt aktiv werden und die Übertragung von Reststrommengen auf die Atomkraftwerke Brokdorf und Emsland rechtlich verhindern“, forderte Verlinden. Genauso formuliert es Habeck. Und auch seine Amtskollegen in den Ländern sowie die Chefs der norddeutschen Staatskanzleien haben einen ähnlichen Appell an den Bund gerichtet.“

Auf diese Weise könnte das AKW Brokdorf bereits im Jahr 2019 statt wie bislang vorgesehen Ende 2021 vom Netz gehen. Die Grünen wiesen auch darauf hin, dass der Atomstrom immer wieder dafür sorge, dass Windenergie abgeregelt werden müsse und damit die Energiewende behindere.

Die SHZ berichtet auch, dass die grüne Idee nicht auf Gegenliebe stößt: „Brokdorf-Betreiber Preussenelektra kündigte gegenüber shz.de an, Kontingente stillgelegter Meiler für das Kernkraftwerk nutzen zu wollen. „Es sind am Markt ausreichend Strommengen verfügbar“, sagte Firmensprecherin Almut Zyweck. Daher werde man den Meiler in Brokdorf „bis zum 31. Dezember 2021“ laufen lassen. „Es gibt keine Überlegungen in unserem Unternehmen, Kraftwerke vor dem gesetzlich möglichen maximalen Laufzeitende vom Netz zu nehmen“, erklärte Zyweck.“

Auch bei den sozialdemokratischen Bundesministerien für Wirtschaft und Umwelt reagiert man nicht sonderlich aufgeschlossen, rechtliche Maßnahmen wurden nicht angekündigt.

Dokumentationen: Die PMs der Initiative Brokdorf akut, des Ministeriums MELUR und von E.on/PreussenElektra zu den Oxid-Funden sowie zu den Revisionen im Juni 2016 und Februar 2017.

  1. Initiative Brokdorf akut: Die Initiative Brokdorf-akut erhebt schwere Vorwürfe gegen

– Preußen Elektra, die den Reaktor in Brokdorf im nicht genehmigten Bereich gefahren hat

– den Gutachter TSN, der die Ermittlung der zu erwartenden Oxidschichtdicken nicht korrekt    durchgeführt hat bzw. nicht die richtigen Schlüsse daraus gezogen hat

– die Atomaufsichtsbehörde, die ihren Kontrollpflichten nicht nachgekommen ist

DAS VERTRAUEN IN DIE ZUVERLÄSSIGKEIT DER DEUTSCHEN ATOMKRAFTWERKE HAT EINEN WEITEREN STOß ERHALTEN

Der Betrieb des AKW Brokdorf ist mit einer umfangsgemittelten Oxidschichtdicke von 0.1 Millimeter ( = 100 µm) und einer maximalen Oxidschicht von 0.13 Millimeter gestattet. Beide Grenzwerte wurden überschritten. Die Wandstärke der Hüllrohre, in denen sich der Brennstoff befindet, sind ca. 0.7 mm dick. Je stärker sie durch die Bildung von Oxiden (Rost bei Eisen vergleichbar) geschwächt werden, umso größer ist die Gefahr, dass die Brennstofftabletten und die erzeugten Spaltprodukte aus dem Hüllrohr fallen und (besonders bei Störfällen) zu einer Strahlengefahr in der Umgebung führen.

Der Betreiber hat die die Zusammensetzung des Kühlmittels regelmäßig daraufhin zu prüfen, ob sich Fremdstoffe im Kühlmittel befinden. Preußen Elektra hat die dramatische Zunahme der von den Hüllrohren stammenden Partikel nicht durch das Abfahren des Reaktors gestoppt. Über den (finanziellen) Grund zu Lasten der Gesundheit der Anwohner wollen wir nicht spekulieren.

Schon nach dem Öffnen des Reaktordruckbehälters diesjährigen Revision (ca. 3 bis 4 Tage nach dem Runterfahren des AKW am 4.2. – der Tag der Öffnung wurde den Anwohnern wieder nicht mitgeteilt) musste dem Betreiber die auffällige Färbung des Kühlwassers auffallen. Schon dann wäre eine Eilmeldung an die Atomaufsicht Pflicht gewesen. Die Meldung erfolgte – nach Angaben der Atomaufsicht – erst am 19.2.

Bei der Schadensanalyse muss zunächst ermittelt werden, ob es sich um die gleichen Brennelementtypen handelt wie im schweizerischen AKW Leibstadt, das wegen ähnlicher Befunde ca. 6 Monate vom Netz blieb.

Die auffälligen Brennelemente waren nur während 2 Betriebszyklen eingesetzt. Deshalb muss betrachtet werden, ob die Oxidschichtdicke schon im 1. Zyklus schnell anwuchs oder erst im 2. Zyklus. Bei letzterem muss sich der Betreiber fragen lassen, ob die Fahrweise mit erheblich abgesenktem Borsäuregehalt im Kühlwasser zu dem Anstieg der Oxidschichtdicke geführt hat.

Der Gutachter hat Rechnungen durchzuführen, ob im folgenden Zyklus ein Überschreiten der Oxidschichtdicke von 0.07 Millimeter zu erwarten ist. Dann hätten die Brennelemente nicht eingesetzt werden dürfen. Sollten diese Rechnungen und Vergleiche mit der gemessenen Oxidschichtdicke durchgeführt worden sein und für den 1. Zyklus keine Auffälligkeiten ergeben haben, stellt das Anwachsen der Oxidschichtdicke in einem nur sieben Monate dauernden Zyklus die Vorkehrungen, um genau das zu verhindern, in Frage.

Die Atomaufsicht hat die späte Meldung mit keinem Wort gerügt. Wir fordern den Minister auf, die Wiederanfahrgenehmigung erst (wenn überhaupt) zu erteilen, wenn die Ursachen lückenlos aufgeklärt sind. Eine sorgfältige Reinigung des Kühlmittelkreislaufs ist durchzuführen. Sollte der Betreiber mit seinem Handeln gegen die Betriebsgenehmigung verstoßen haben, ist er von der Atomaufsicht dafür zur Verantwortung zu ziehen. Zusätzlich behalten wir uns entsprechende Schritte vor.

Die Initiative Brokdorf-akut fordert, bei der Ursachenklärung und -beseitigung als Berater  und Ideengeber beteiligt zu werden. Wir können uns auf die Kontrollorgane nicht mehr verlassen.

Wir fordern den Minister zusätzlich auf, endlich auf die Klagebegründung zum Abschalten des AKW Brokdorf wegen Sicherheitsmängeln zu regieren und seine Klageerwiderung beim Oberverwaltungsgericht einzureichen.

Eilhard Stelzner, Karsten Hinrichsen

2. MELUR: Brennstäbe im Kernkraftwerk Brokdorf: Außergewöhnlich dicke Oxidschicht – Umweltminister Habeck: „So kann das Kernkraftwerk nicht wieder anfahren.“

Datum 20.02.2017

BROKDORF/KIEL. Im Kernkraftwerk Brokdorf wurden im Rahmen des laufenden Brennelementwechsels an einzelnen Brennstäben auffällige Oxidschichten festgestellt. Gezielte Messungen ergaben Schichtdicken, die die Grenzwerte und Zuwachsprognosen an einigen Stellen deutlich überschreiten.

Dieser Befund ist ernst zu nehmen. Dass Brennstäbe außen oxidieren, ist üblich. Aber ein solch schnelles und starkes Anwachsen der Schicht ist in Deutschland noch nicht bekannt geworden. Das darf nicht geschehen. Im Augenblick sind damit die zentralen Annahmen, wie Brennstäbe sich im Kern des Reaktors bei laufendem Betrieb verhalten, in Frage gestellt. Erst, wenn die Ursache geklärt und ausgeschlossen ist, dass sich das Problem an anderen Brennstäben wiederholt, kommt ein Wiederanfahren des Kernkraftwerks in Betracht„, sagte der für die Reaktorsicherheit zuständige Umweltminister Robert Habeck. Er betonte zugleich: „Es bestand zu keinem Zeitpunkt eine Gefahr für Mitarbeiter oder für die Bevölkerung.

Das meldepflichtige Ereignis der Kategorie („E“) hat die PreussenElektra-Betreibergesellschaft fristgerecht der Atomaufsichtsbehörde (Energiewendeministerium) gemeldet.

Im Kernkraftwerk Brokdorf läuft derzeit die jährliche Revision, weshalb es momentan nicht am Netz ist. Beim planmäßigen Wechseln der Brennelemente waren im Reaktorwasser außergewöhnlich viele Schwebstoffe festgestellt worden, die sich als abgelöste Teile der Oxidschicht herausstellten. Bei den anschließenden Messungen wurden überhöhte Oxidschichtdicken gemessen

Der Grenzwert für die gesamte Einsatzdauer eines Brennelementes (in der Regel bis zu 5 Zyklen, das entspricht etwa 5 Jahren) liegt bei einer Oxidschichtdicke von höchstens 100 Mikrometer (ein Mikrometer entspricht einem tausendstel Millimeter). Dieser Grenzwert wurde bei mehreren Brennstäben erreicht oder überschritten, obwohl sie erst zwei Zyklen im Einsatz waren – davon war der letzte Zyklus eher kurz. In einem Fall wurde punktuell sogar eine Oxidschicht von 152 Mikrometer gemessen.

Die Ursache für die außergewöhnliche Zunahme der Oxidschichtdicke wird derzeit unter Einbeziehung des Brennelementherstellers untersucht. Die Atomaufsicht hat Sachverständige hinzugezogen und die Bundesaufsicht (BMUB) informiert.

Die auffälligen Brennelemente sind für den Einsatz im nächsten Zyklus nicht geeignet. Welche weiteren Konsequenzen sich noch ergeben, hängt von den weiteren Untersuchungsergebnissen ab. „Es muss sichergestellt sein, dass die Brennstäbe der im nächsten Zyklus eingesetzten Brennelemente nicht noch einmal so stark oxidieren. Die Oxidschichtdicken müssen ohne Frage die Grenzwerte einhalten. Sonst können und werden wir keine Zustimmung zum Wiederanfahren erteilen„, sagte Habeck.

Hintergrund

Im Kernkraftwerk Brokdorf befinden sich im Reaktordruckbehälter insgesamt 193 Brennelemente. Sie bilden den Reaktorkern. In einem Brennelement sind 236 Brennstäbe – bestehend aus einem Hüllrohr aus einer Zirkonlegierung und dem eigentlichen Brennstoff in Form einzelner Uranpellets. In jedem Betriebszyklus werden teilweise neue und teilweise bereits zuvor verwendete Brennelemente eingesetzt. In der Regel werden Brennelemente für insgesamt bis zu fünf Betriebszyklen genutzt.

Die Brennstäbe werden im Reaktorkern mit boriertem Wasser gekühlt. Der im Kühlmittel enthaltene Sauerstoff und der Wasserstoff reagieren dabei im Reaktorbetrieb mit der heißen Metalloberfläche des Brennstabhüllrohres. Dort bildet sich dann eine leichte Oxidschicht aus. Dies ist also normal. Die Schichtdicke darf ein bestimmtes Maß jedoch nicht überschreiten, da dann das Hüllrohr unzulässig geschwächt wird. Ab einer Schichtdicke von 160 Mikrometer ist nicht ausgeschlossen, dass es zu einem Integritätsverlust des Hüllrohres kommt – es mithin nicht mehr vollständig dicht ist. Außerdem kann bei einer zu starken Oxidschicht die Wärme von Brennstab in das Kühlmittel nicht mehr so abgeführt werden wie vorgesehen.- der Wärmeübertrag wird also unzulässig beeinflusst.

Bei jedem Brennelementwechsel wird mit visuellen Inspektionen im Rahmen von repräsentativen Stichproben der Zustand der Brennelemente auf Auffälligkeiten überprüft. Dabei zieht die Atomaufsichtsbehörde (Energiewendeministerium) Sachverständige hinzu. Zeigen sich Auffälligkeiten, erfolgen konkrete Messungen der Oxidschichtdicke.

Erläuterung zu den Kategorien der meldepflichtigen Ereignisse:
Orientiert an sicherheitstechnischer Bedeutung und Eilbedürftigkeit von Abhilfemaßnahmen werden Meldepflichtige Ereignisse in Deutschland in verschiedene Kategorien eingeteilt, von denen insb. die Normalmeldung (N, Meldefrist fünf Arbeitstage), die Eilmeldung (E, Meldefrist 24 Stunden) und die Sofortmeldung (S) Relevanz haben.

 

Das Kernkraftwerk Brokdorf ist derzeit für die jährliche Revision mit Brennelement­wechsel abgeschaltet.

Im Rahmen der planmäßigen visuellen Inspektion der Brennelemente wurde festgestellt, dass einzelne Brennstäbe eine das übliche Maß übersteigende Oxidschicht aufweisen. Das Betriebsreglement sieht Toleranzen der Oxidschicht der Brennstäbe vor, die punktu­ell überschritten wurden. Auf den sicheren Betrieb hatten diese Befunde keine Auswir­kung.

Der Aufbau der Oxidschicht ist während des Einsatzes der Brennelemente im Reaktor ein normalbetrieblicher Vorgang. Die Oxidschicht liegt im Bereich von einigen hundertstel Millimetern. Die Befunde zeigen sich am oberen Ende einzelner Brennstäbe, das nur einer geringen Wärmebelastung unterliegt. Die Barrierefunktion der Brennstäbe war zu jeder Zeit garantiert.

PreussenElektra hat sich entschieden, den Untersuchungsumfang zu erweitern. Vor die­sem Hintergrund wurde die Dauer des Anlagenstillstands auf derzeit 3. März verlängert.

Das Vorkommnis liegt unterhalb der siebenstufigen internationalen Skala zur sicherheits­technischen Bewertung von Vorkommnissen in Kernkraftwerken („Stufe 0“). Der Aufsichtsbehörde wurde es nach der Kategorie „E“ („Eilt“) fristgerecht angezeigt.

 

Das Kernkraftwerk Brokdorf geht am Samstag, 4. Februar 2017, zum 29. Brennelementwechsel und zur Jahresrevision vom Netz.

Während der Revision werden 60 der insgesamt 193 Brennelemente durch neue ersetzt. Das umfangreiche Inspektions- und Instandhaltungsprogramm beinhaltet auch die Prü­fung von Ventilen im nicht nuklearen Wasserdampfkreislauf, bei der es beim Abfahren am Samstag sowie beim Anfahren, das für Ende Februar vorgesehen ist, zum Austritt von reinem Wasserdampf in die Umgebung kommen wird. Darüber hinaus werden alle Brennelemente und die Einbauten im Reaktordruckbehälter inspiziert.

Im Revisionszeitraum kommen rund 1.300 externe Fachkräfte von unterschiedlichen Servicefirmen zum Einsatz. Die zuständige atomrechtliche Aufsichtsbehörde sowie die von ihr hinzugezogenen Sachverständigen überwachen eine Vielzahl dieser Inspektionsarbeiten. Rund 21 Mio. Euro fließen während des Stillstands in die Sicherheit und Verfügbarkeit der Anlage.

Seit dem letzten Revisionsstillstand im Juli 2016 war das Kernkraftwerk mit einer Zeitver­fügbarkeit von 100 % am Netz und erzeugte in diesem Zeitraum über 6,8 Mrd. Kilowatt­stunden Strom. Mit dieser Strommenge könnte die Stadt Hamburg zu über 80 % und Schleswig-Holstein zu über 60 % ein Jahr sicher und zuverlässig mit Strom versorgt wer­den. Der Umwelt ersparte das Kernkraftwerk Brokdorf damit rund 8 Millionen Tonnen CO2.

 

– Gut 1.500 Mitarbeiter und externe Fachkräfte am Kraftwerk tätig
– Vorhandene Brennelemente umgesetzt
Das Kernkraftwerk Brokdorf (KBR) wurde am Morgen des 5. Juli 2016 nach Beendigung der Jahresrevision mit Brennelementwechsel wieder mit dem Stromnetz verbunden. Die Anlage war seit 11. Juni 2016 vom Netz getrennt.
In dieser Revision wurden keine neuen Brennelemente eingesetzt. Zusätzlich zum Routi-neinspektionsumfang wurde der Generatorläufer ausgetauscht und programmmäßig die Dampferzeuger geprüft.
Beim Öffnen des Reaktordruckbehälters wurde ein loser Stift an einer Steuerstabantriebsstange vorgefunden. Dies hatte keine sicherheitstechnischen Auswirkungen auf den Anlagenbetrieb. Der Stift wurde wieder fixiert. Der Sachverhalt wurde der Aufsichtsbehörde nach der Meldekategorie `N` als vorläufige Meldung angezeigt. Darüber hinaus wurde eine defekte Feder an einem Drosselkörper festgestellt. Ein Drosselkörper ist ein Bauteil am Kopf einiger Brennelemente, der dafür sorgt, dass das Kühlmittel den Reaktor optimal durchströmt. Der Drosselkörper wurde ausgetauscht.
Das umfangreiche Prüf-, Inspektions- und Instandhaltungsprogramm wurde in der Spitze von bis zu 1.556 Mitarbeitern und externen Fachkräften durchgeführt. Die zuständige atomrechtliche Aufsichtsbehörde sowie die von ihr hinzugezogenen Sachverständigen überwachten die sicherheitstechnisch wichtigen Prüfungen und Inspektionen.
Seit dem letzten Revisionsstillstand im Mai 2015 war das Kernkraftwerk mit einer Zeitverfügbarkeit von 99,7 % am Netz und erzeugte in diesem Zeitraum über 11,5 Milliarden Kilowattstunden Strom. Mit dieser Strommenge könnte die Stadt Hamburg zu über 80 % ein Jahr lang sicher und zuverlässig mit Strom versorgt werden.
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