Forum: Offtopic Atomkraftwerk auf Eigenbedarf


von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

Da in den letzten Tagen Threads mit durchaus sachlichen Beiträgen zum 
Thema Kraftwerksbetrieb gelöscht oder einfach nur gesperrt wurden, 
anstatt die problematischen Inhalte gezielt zu entfernen, möchte ich die 
aufgekommenen Fragen trotzdem gerne beantworten, muss das aber 
zwangsweise in einem neuen Thread machen. Das ist ein wenig schade, also 
sorgt bitte dafür, daß dieser Thread sachlich bleibt und nicht wieder 
gesperrt oder gelöscht wird.

Also es wäre mit den deutschen Atomkraftwerken auf jeden Fall möglich 
gewesen, die Anlage bei einem plötzlichen Ausfall des externen Netzes im 
Eigenbedarf zu stabilisieren und zu betreiben, vor allem wenn sie vorher 
im Lastfolgebetrieb und nicht unter Volllast war. Dazu würde man die 
Reaktorleistung mit der normalen Regelung auf den Mindestwert absenken 
(ca. 10% Nennleistung) und was an Dampf zu viel ist an der Turbine 
vorbei in den Kondensator ableiten. Diesen Betriebszustand könnte das 
Kraftwerk eine ganze Weile halten und beim Netzwiederaufbau mithelfen.

Wenn die Anlage unter Volllast war, wird das evtl. nichts weil man die 
Reaktorleistung mit der normalen Regelung nicht schnell genug reduzieren 
kann und man 1400MW thermische Leistung zu viel hat, die man nicht mehr 
los wird (die wäre sonst als elektrische Energie ins externe Netz 
eingespeist worden). Ich weiß nicht wie groß da die thermischen Grenzen 
sind, also wie weit man die Temperatur des Reaktor-Kühlkreislaufs evtl. 
als Puffer ansteigen lassen darf ohne den Kondensator zu überlasten. 
Wenn das nicht ausreicht, müsste man die Reaktorleistung durch eine 
Schnellabschaltung reduzieren und damit hätte sich der Betrieb im 
Eigenbedarf erledigt.

Ob es rechtlich erlaubt gewesen wäre, das mit einem Atomkraftwerk zu 
machen, weiß ich nicht. Das externe Netz ist die wichtigste Redundanz 
für die sehr bedeutsame Energieversorgung der Anlage und wenn dieses 
ausfällt, geht diese Redundanz (evtl. mit mehreren Anbindungen) 
verloren. Ich glaube, dann hätte man ein Atomkraftwerk in Deutschland 
allein deswegen herunterfahren müssen, andere Länder machen das evtl. 
anders.

Die Notstromdiesel sind nichts weiter als die absolut letzte 
Möglichkeit, die Energieversorgung für die wichtigsten Systeme der 
Kühlung aufrechterhalten zu können. Das hat mit Regelbetrieb absolut 
nichts mehr zu tun, sondern dient nur noch zur Vermeidung eines größeren 
Unfalls durch Freisetzung von evtl. radioaktiv belastetem Dampf (letzte 
Möglichkeit einer Kühlung/Entlastung des Reaktors nach Ausfall aller 
Kühlsysteme einschließlich der Notkühlung) oder noch schlimmer, einer 
Reaktorexplosion wie in Fukushima nach dem Ausfall der Notstromdiesel 
geschehen. Ich glaube, die Notstromdiesel galten in Deutschland auch 
nicht als Redundanz im Sinne der regulären Betriebsführung, also das 
Zuschalten der Notstromdiesel zum Zweck des Weiterbetriebes bei Wegfall 
einer (Fremdnetz-gespeisten) Redundanz eine weitere Redundanz zu 
schaffen, wäre nicht zulässig gewesen. Es wäre auch nicht erlaubt, ein 
Atomkraftwerk einem Schwarzstart mit den Notstromdieseln machen zu 
lassen, obwohl dies technisch sicherlich möglich wäre.

Kohlekraftwerksblöcke hätten aber auf jeden Fall alles versucht, um sich 
im Eigenbedarf zu fangen und denen ist das auch erlaubt, da keine 
Redundanzen für die Eigenbedarfs-Stromversorgung gefordert sind. Sollte 
es zu einer Havarie eines Kohlekraftwerks kommen, sind die Folgen auf 
das Kraftwerk selbst begrenzt, es werden keine Ländereien unbewohnbar 
wie es bei Atomkraftwerken passiert ist.

: Gesperrt durch Moderator
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Dazu sollte ich irgendwo die Unterlagen zum Kugelreaktor haben.

Gefunden.

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Lesenswert?

Letztere Bild gehoert zu den Anlagen fuer die Stuetzung des Netzes, wenn 
noch schneller geregelt werden muss.

Der Druckspeicher soll Lastabfaelle aufnehmen und umgekehrte 
Lastspruenge auch abfangen.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

Kugelhaufenreaktoren sind nichts neues und der Betriebsversuch des 
THTR-300 (Thorium-Hochtemperaturreaktor mit 300MW) ist ziemlich krachend 
gescheitert. Da haben sich die Kugeln nicht wie erwartet verhalten, 
sondern sind durch das Hineindrücken der Steuer- und Abschaltstäbe in 
den Haufen regelmäßig gebrochen. Außerdem benötigt das Ding zum Betrieb 
mit Thorium zusätzlich hoch angereichertes (atomwaffenfähiges) Uran. 
Kann man also ein X dran machen.

: Bearbeitet durch User
von Wolf17 (wolf17)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Wenn die Anlage unter Volllast war, wird das evtl. nichts weil man die
> Reaktorleistung mit der normalen Regelung nicht schnell genug reduzieren
> kann und man 1400MW thermische Leistung zu viel hat, die man nicht mehr
> los wird (die wäre sonst als elektrische Energie ins externe Netz
> eingespeist worden)

Ich hatte mal gelesen, dass bei Kernkraftwerken bei Vollast nur 1/3 der 
thermischen Energie als Strom abgeführt wird und 2/3 weggekühlt werden 
muss. Diese Kühlkapazität kann sicher 3/3 abführen, bei einer 
Notabschaltung muss sie das ja auch. Notfalls mittels Notdampfablass.
Laut https://de.wikipedia.org/wiki/Kernkraftwerk ist die normale 
Regelgeschwindigkeit bei Vollast um 5%/Minute. In 7 Minuten ist man 
somit unter 2/3.

von Ralf X. (ralf0815)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Also es wäre mit den deutschen Atomkraftwerken auf jeden Fall möglich
> gewesen, die Anlage bei einem plötzlichen Ausfall des externen Netzes im
> Eigenbedarf zu stabilisieren und zu betreiben, vor allem wenn sie vorher
> im Lastfolgebetrieb und nicht unter Volllast war. Dazu würde man die
> Reaktorleistung mit der normalen Regelung auf den Mindestwert absenken
> (ca. 10% Nennleistung) und was an Dampf zu viel ist an der Turbine
> vorbei in den Kondensator ableiten. Diesen Betriebszustand könnte das
> Kraftwerk eine ganze Weile halten und beim Netzwiederaufbau mithelfen.

Mit solchen Fachkenntnissen ist vieles bei Dir verständlicher..😂
Die letzten drei bei bei uns abgeschalteten KKW gehörten zur 
Konvoi-Klasse und liessen ggü. früheren einen erweiterten 
Lastfolgebetrieb zu.
Aber schaue Dir bitte mal bei energy-charts an, bis zu welcher 
Minimalleistung die sie betrieben wurden, bevor sie ganz runtergefahren 
wurden.
Immerhin ist es nicht so schlimm, wie ich im ersten Moment bei lesen der 
Überschrift und Autor las:
Da fragte ich mich, ob Du das PV-Projekt an den Nagel hängst und auf 
Balkon-Kernkraft umsteigen wolltest...

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Kugelhaufenreaktoren

Trotzdem lief mindestens einer der Reaktoren recht lange stationaer im 
Ausland. Die mobilen, weiss ich nicht, wo die grad sind. ;)

Beitrag #7870832 wurde von einem Moderator gelöscht.
von (prx) A. K. (prx)


Lesenswert?

Wolf17 schrieb:
> Ich hatte mal gelesen, dass bei Kernkraftwerken bei Vollast nur 1/3 der
> thermischen Energie als Strom abgeführt wird und 2/3 weggekühlt werden
> muss.

Yep.

> Diese Kühlkapazität kann sicher 3/3 abführen, bei einer
> Notabschaltung muss sie das ja auch.

Zwischen kurzzeitiger und permanenter Fähigkeit kann ein erheblicher 
Unterschied bestehen.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Also es wäre mit den deutschen Atomkraftwerken auf jeden Fall möglich
> gewesen, die Anlage bei einem plötzlichen Ausfall des externen Netzes im
> Eigenbedarf zu stabilisieren und zu betreiben, vor allem wenn sie vorher
> im Lastfolgebetrieb und nicht unter Volllast war.

Bei gut 20% der Stromproduktion wird es in Spanien kein Lastfolgebetrieb 
sein, und war es früher in D ja auch nicht. Siehe auch Diagramm in 
Beitrag "Re: Test aktuelle Netzfrequenz". Das ist jedoch ein 
Thema in Frankreich.

von (prx) A. K. (prx)


Lesenswert?

Ben B. schrieb:
> Ob es rechtlich erlaubt gewesen wäre, das mit einem Atomkraftwerk zu
> machen,

Dazu müsste man dieses Szenario explizit vorsehen, testen und ins 
Betriebshandbuch schreiben. Ich habe Zweifel, ob der entsprechende 
Aufwand lohnend erschien. Andere Zeiten.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

> Ich hatte mal gelesen, dass bei Kernkraftwerken bei Vollast nur 1/3
> der thermischen Energie als Strom abgeführt wird und 2/3 weggekühlt
> werden muss.
Leider korrekt. Atomkraftwerke haben nur einen einfachen Dampfkreislauf 
mit relativ niedriger Frischdampftemperatur. Kohlekraftwerke haben 
dagegen noch Dampfüberhitzer und Zwischenüberhitzer (der Dampf geht erst 
durch die Hochdruckturbine und wird dann erneut erwärmt bevor er in die 
Mittel- oder Niederdruckturbine geht) und dadurch einen deutlich höheren 
Wirkungsgrad.

> Diese Kühlkapazität kann sicher 3/3 abführen,
Nein, der Dampfkondensator ist nur auf die 2/3 ausgelegt, die er während 
des Volllastbetriebes abführen muss. Folglich ist eine reguläre 
Abführung von 100% Reaktornennleistung über den Kondensator nicht 
möglich.

Bei Notfällen oder einer Notabschaltung bzw. Turbinenschnellabschaltung 
während des Volllastbetriebs kann man evtl. für sehr kurze Zeit mehr 
Dampf hineinleiten als das wofür er ausgelegt wurde. Damit überschreitet 
aber die Kühlwassertemperatur ihre Auslegungsgrenzen. Deswegen müssen 
flusswassergekühlte Kraftwerke aus Umweltschutzgründen bei warmem Wetter 
schon im Regelbetrieb ihre Leistung reduzieren, weil sie sonst das 
Wasser des Flusses unzulässig hoch erwärmen würden.

Wenn die Reaktorleistung über die normalen Regelsysteme nicht schnell 
genug reduziert werden kann, um unter die Grenze von 2/3 Reaktorleistung 
für den Kondensator zu kommen, dann bleibt nur die 
Reaktorschnellabschaltung. Diese senkt die Leistung sehr schnell, 
ausgehend von 100% Reaktorleistung im Moment der Schnellabschaltung sind 
es nach einer Sekunde nur noch etwa 7%, nach einer Minute 5%, aber damit 
ist erstmal kein Weiterbetrieb des Kraftwerks im Eigenbedarf mehr 
möglich. Der Reaktor ist danach im "heißen Shutdown", bei manchen 
Anlagen wird der Reaktor-Kühlwasserkreislauf durch die 
Schnellabschaltung mit Bor angereichert. Das dauert dann ein paar 
Stunden, um den Reaktor wieder anzufahren. Nach einer Stunde ist die 
Nachzerfallswärme auf etwa 1,5% der Reaktornennleistung abgesunken, das 
sind bei einem 4000MWth Reaktor aber immer noch satte 60 Megawatt.

> Mit solchen Fachkenntnissen ist vieles bei Dir verständlicher..😂
Wenn Du dieser Meinung bist, dann erhelle uns doch zur Abwechslung mal 
mit Deinen ach so überragenden Kenntnissen.

> Die letzten drei bei bei uns abgeschalteten KKW gehörten zur
> Konvoi-Klasse und liessen ggü. früheren einen erweiterten
> Lastfolgebetrieb zu.
Dir ist aber schon klar, daß es hier nicht um einen Lastfolgebetrieb 
geht, sondern um einen Bereitschaftsbetrieb mit laufendem Turbosatz ohne 
Einspeisung während eines Ausfalls des externen Netzes?

[ ] Nein
[ ] Doch
[ ] Oooohh

> Aber schaue Dir bitte mal bei energy-charts an, bis zu
> welcher Minimalleistung die sie betrieben wurden,
> bevor sie ganz runtergefahren wurden.
Okay, Du hast es echt nicht kapiert.

> Da fragte ich mich, ob Du das PV-Projekt an den Nagel hängst
> und auf Balkon-Kernkraft umsteigen wolltest...
Bei der Menge an heißer Luft, die Du und Deine Kollegen hier regelmäßig 
produzieren, sollte ich eher eine Mini-Windmühle in meinen Blumenkasten 
stecken. Die deckt binnen 5 Minuten meinen Jahresbedarf, ganz ohne die 
üblichen Schwankungen der erneuerbaren Energie.

von Ralf X. (ralf0815)


Lesenswert?

(prx) A. K. schrieb:
> Ben B. schrieb:
>> Ob es rechtlich erlaubt gewesen wäre, das mit einem Atomkraftwerk zu
>> machen,
>
> Dazu müsste man dieses Szenario explizit vorsehen, testen und ins
> Betriebshandbuch schreiben. Ich habe Zweifel, ob der entsprechende
> Aufwand lohnend erschien. Andere Zeiten.

Unsinn, darüber überhaupt in diesem Iberia-Kontext nachzudenken.
Theoretisch wären da also irgendwo KKW im kostenintensiven und höchst 
schadanfälligen, gefährlichen Leerlauf über Stunden gelaufen, falls sich 
mal schlagartig woanders eine Erzeugerleistung wegfällt, die eh nicht 
durch Eigenleistung kompensiert werden kann und zusätzlich sämtliche 
Übertragungskapazitäten sprengen würde.
Die monatlichen, quartalsmässigen und jährlichen Netzengpässe sind über 
die BNetzA einsehbar.

Die Probleme in PRT und ES sind quasi hausgemacht.
Da 'kleine' Portugal hat immer mehr auf EE auf Wasser, Wind, u.a. 
gesetzt und als 'Speicher' auf Spanien.
Spanien hatte auch Spass daran, aber mit Solar, Wasser, u.a. und FR als 
Speicher.
FR hatte daran keinen Spass und auch die Klage von ES gegen FR auf 
weitere grenzüberschreitende Stromkapazitäten wurde negativ quittiert.

DE hatte mal den Fehler gemacht, eine zu grosse Netzkopplung zu/mit AT 
herzustellen.
Wurde für deutsche Stromkunden verdammt teuer, bevor/bis der EuGH das 
künstlich beschränken liess.

Das absurdeste von Ben ist aber natürlich, mal ad hoc so eine 
Ersatzleistung von DE durch FR nach ES zu liefern.

von (prx) A. K. (prx)


Lesenswert?

Ralf X. schrieb:
> Das absurdeste von Ben

Hat das etwas mit diesem Thread zu tun? Ich kann es hier nicht erkennen.

von Ralf X. (ralf0815)


Lesenswert?

(prx) A. K. schrieb:
> Ralf X. schrieb:
>> Das absurdeste von Ben
>
> Hat das etwas mit diesem Thread zu tun? Ich kann es hier nicht erkennen.

Ich gebe zu, dass ich da ggf. ein klein wenig zuviel drin gesehen habe.😉

von Rbx (rcx)


Lesenswert?


Beitrag #7870895 wurde von einem Moderator gelöscht.
von (prx) A. K. (prx)


Lesenswert?

Könnte ihr eich bitte pfleglicher ausdrücken? Der Thread fing eigentlich 
recht kompetent an...

von Patrick W. (hopa)


Lesenswert?

Das Problem bei einem AKW in Teillast ist neben der Thermik/Kühlung auch 
die entstehenden Spaltprodukte im Reaktorkern.
So kann nur eine bestimmte Zeit in Teillast gefahren werden, da 
ansonsten eine Xenonvergiftung im Reaktorkern Auftritt.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


Lesenswert?

Patrick W. schrieb:
> So kann nur eine bestimmte Zeit in Teillast gefahren werden, da
> ansonsten eine Xenonvergiftung im Reaktorkern Auftritt.

Oder eben Teillast 0 nach Abschaltung, wie vmtl hier. Ob das allerdings 
ein Wiederanfahren verhindert, hängt von der Reaktivitätsreserve ab. Und 
da wird es kompliziert, weil es sehr in die Konstruktion und Details 
gehen kann, bis hin um Ausmass den Abbrands.

Es kann sein, dass ein Wiederanfahren erst vorgesehen ist, wenn sich das 
Xenon weitgehend abgebaut hat, was auf eine Zwangspause von bis zu 2-3 
Tagen rauslaufen kann.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7870923 wurde von einem Moderator gelöscht.
von (prx) A. K. (prx)


Lesenswert?

@Ben: Es wäre schade, wenn Du nun das Weite suchst, denn deine Beiträge 
sind gut und wichtig. Allerdings enthielt einer davon, der gelöscht 
wurde, eine Ausdrucksweise, die auch mir unangenehm aufgefallen war. 
Bitte schlafe eine Nacht drüber, sowas hilft manchmal.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7870932 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7870933 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Damit kann diese Diskussion wohl beendet werden – Ben, wenn dich der 
Grund interessiert, dann lies bitte deine Mail.

Dieser Beitrag ist gesperrt und kann nicht beantwortet werden.