Zukunft der Energie

May 07, 2023

Beim Hinkley Point C-Projekt wurden in den letzten sechs Monaten wichtige Meilensteine ​​erreicht, wobei die Offshore-Arbeiten das Endstadium erreicht haben.

Das erste neue Kernreaktorschiff für ein britisches Kraftwerk seit mehr als 30 Jahren traf im Februar auf der Baustelle des Kraftwerks Hinkley Point C in Somerset ein.

Der 13 m lange Reaktordruckbehälter mit 5,5 m Durchmesser und 500 t ist ein Zylinder aus hochfestem Stahl. Es wird den Kernbrennstoff und die Kettenreaktion enthalten, die zur Erzeugung der Wärme erforderlich ist, die den Dampf erzeugt, der eine der Turbinen des Kraftwerks antreibt.

Hinkley Point C von EDF Energy, dessen Kosten derzeit auf 32,7 Milliarden Pfund geschätzt werden, wird über zwei europäische Druckreaktoren mit einer Gesamtkapazität von 3,26 GW verfügen. Es wird von der EDF Energy-Tochtergesellschaft Nuclear New Build Generation Company gebaut und betrieben.

Das Kraftwerk wird im Laufe seiner 60-jährigen Lebensdauer kohlenstoffarmen Strom für rund 6 Millionen Haushalte erzeugen. Der Bau begann im Jahr 2017 und soll nun im Jahr 2028 abgeschlossen sein.

Die Ankunft des Reaktordruckbehälters war einer von vielen Meilensteinen, die EDF und sein Projektteam in den letzten sechs Monaten feierten.

Das Kernreaktorschiff für Block 1 ist Anfang des Jahres vor Ort eingetroffen

„Die Aktivitäten am Hinkley Point C haben einen weiteren Gang zugelegt und kommen weiterhin gut voran“, sagt Simon Parsons, Direktor für die Lieferung von Atominseln bei EDF Energy.

Der Reaktordruckbehälter wird im Block 1 untergebracht, einem der beiden Blöcke – auch Reaktorgebäude genannt –, die im Rahmen des Projekts gebaut werden.

„Der erste Reaktorbau schreitet zügig voran, nachdem im Dezember der [dritte und] letzte 304-Tonnen-Stahlauskleidungsring an seinen Platz gehoben wurde“, sagt Parsons.

Der größte Kran der Welt, der SGC-250 von Sarens mit einer Tragfähigkeit von 5.000 Tonnen und dem Namen Big Carl, wurde für den Transport in Position eingesetzt.

Der Auskleidungsring, ein Element der Reaktorgebäudestruktur, wurde in einer Fabrik vor Ort vorgefertigt. Es verfügt über Stützhalterungen für den Träger des Polarkrans, eines internen Krans, der sich um 360° über dem Reaktor dreht und zum Auftanken verwendet wird.

Auch Big Carl wurde im März dieses Jahres mit der Installation des 768-Tonnen-Beckens für Block 1 beauftragt. Bei dem Becken handelt es sich um einen Wassertank aus Beton und Edelstahl, der im Herzen des Reaktorgebäudes liegen wird. Es deckt den Reaktor ab und wird aus Sicherheitsgründen während des Betankens und der Wartung mit Wasser gefüllt.

„Die Einheit ist jetzt 44 m hoch und wir sind damit beschäftigt, die Arbeiten abzuschließen, die uns die Montage des Reaktorbaukrans ermöglichen werden, ein wichtiger Schritt, bevor wir die Kuppel auf Einheit 1 heben“, fügt Parsons hinzu.

Andernorts schreiten die Arbeiten an der ersten Turbinenhalle voran. Parsons sagt, dass es noch in diesem Jahr an den Turbinenhersteller General Electric für die Installation der größten Turbine der Welt übergeben wird. Sein Antriebsstrang – inklusive Generator – ist 70 m lang und dreht sich mit 1.500 Umdrehungen pro Minute.

Fortschritte gibt es nicht nur an Land. Im April gingen die Offshore-Arbeiten für das Projekt in die Endphase, als zwei Hubschiffe vor der Küste von Somerset eintrafen, um Komponenten für das Kühlsystem des Kraftwerks zu installieren.

Die Nuclear New Build Generation Company vergab 2017 den Schiffs- und Tunnelbauauftrag an Balfour Beatty. Er umfasst den Bau des Kühlsystems.

Das Kühlwassersystem wird das Kernkraftwerk mit Wasser mit einer Geschwindigkeit von 120.000 Litern/s versorgen.

Es besteht aus mehreren Teilen. Das Wasser gelangt durch Einlassköpfe auf dem Meeresboden in das System und fließt dann durch Schächte, die durch Stollen mit einem von zwei Einlasstunneln verbunden sind, bevor es in die landseitigen Galerien und Systeme der Station gelangt.

Sobald das Wasser seine Kühlfunktion erfüllt hat, wird es über den Auslauftunnel, die Stollen und Schächte und den Austritt aus den beiden Auslaufköpfen ins Meer zurückgeführt.

Was die Komplexität betrifft, geht es darum, wie wir das Gehäuse in eine sichere Tiefe bringen können, in der es stabil ist

Luke Cooke, Offshore-Liefermanager bei Balfour Beatty, sagt, dass die Offshore-Arbeiten im Jahr 2018 mit Baggerarbeiten begannen. Im vergangenen Sommer platzierten Schwimmkräne dann die speziell entworfenen sechs 5.000 Tonnen schweren Betonköpfe auf dem Meeresboden.

Für jeden Tunnel wurden zwei Köpfe hergestellt, wobei das System über zwei Einlasstunnel und einen Auslasstunnel verfügt. Die vier Einlaufköpfe sind 44 m lang, 16 m breit und 8 m hoch, während die beiden Auslaufköpfe 16 m lang, 16 m breit und 8 m hoch sind. Die Köpfe haben in der Mitte ein Loch, um den Aufbau der darunter liegenden Schäfte zu erleichtern. Balfour Beatty wird diesen Sommer durch diese Löcher bohren, um Schächte mit einem Durchmesser von 5,5 m bis zu einer Tiefe von 25 m unter dem Meeresboden zu bauen.

Cooke sagt: „Wir haben sechs verschiedene Standorte und jeweils recht unterschiedliche [Boden-]Bedingungen. Was die Komplexität betrifft, geht es darum, wie wir das Gehäuse in eine sichere Tiefe bringen können, wo es stabil ist.“

Die beiden im April eingetroffenen Hubschiffe verfügen über eine gemeinsame Tragfähigkeit von 1.500 Tonnen und werden dem Auftragnehmer bei der Installation der sechs Schachtauskleidungen helfen.

Die Schachtauskleidungen aus Stahl wurden von der Global Energy Group hergestellt und Balfour Beatty führte die Betonausbauarbeiten und die Installation der Isolierkappen durch.

Die Isolierkappen bestehen aus Stahl und verfügen über eine Reihe von Ventilen, mit denen das Projektteam steuern kann, wann Wasser in das Kühlsystem fließt. Dadurch wird eine trockene und sichere Arbeitszone für den Aushub der Stollen geschaffen.

Sobald jeder Liner installiert ist, beginnt der Aushub eines 16 bis 17 m langen Stollens, um den Boden jedes Schachts mit einem der Tunnel zu verbinden. Balfour Beatty hat den Bau der Tunnel, die das Kühlwasser zum und vom Kraftwerk transportieren werden, im Sommer 2021 abgeschlossen. Die beiden Einlasstunnel sind 3,5 km lang und haben einen Durchmesser von 6 m, während der Auslasstunnel 1,8 km lang ist lang und hat einen Durchmesser von 7m.

Die Vorbereitungen für den Bau der Stollen umfassten Bodenuntersuchungen und Injektionen. Balfour Beatty beauftragte Bam Ritchies mit der Ausführung dieser Arbeiten, die im Mai abgeschlossen wurden.

„Das Ziel besteht darin, den Wassereinbruch zu reduzieren, wenn Balfour Beatty die Ausbruchsarbeiten zwischen dem [Einlass-/Auslass-]Tunnel und dem Schacht durchführt“, sagt Hollie Colville, leitende Geotechnikerin bei Bam Ritchies.

„Die erste Phase für uns war also die Bodenuntersuchung. Es handelte sich um eine Reihe von Sondenlöchern in verschiedenen Höhen und Tiefen, die der Designer Jacobs in Zusammenarbeit mit Balfour Beatty angelegt hatte.

„An jedem Anschluss wurden zunächst sieben Sondenlöcher mit einem Wasserschlag und Hochdruckpumpen gebohrt.“ Mittels Rotationskernbohren wurden Gesteinsproben für die Laboranalyse gewonnen.

David Lindfield, Vertragsmanager bei Bam Ritchies, sagt, dass durch Bodenuntersuchungen die Größe der Risse in der Gesteinsmasse ermittelt wurde. Die Informationen zur Bodenuntersuchung wurden Jacobs zur Entwicklung des Fugenmörteldesigns zur Verfügung gestellt.

Das entwickelte Injektionsschema wurde innerhalb der Kühlsystemtunnel ausgeführt.

Das Injektionsschema bestand aus einer Reihe von Bohrlöchern rund um die geplanten Stollenstandorte

„Das Injektionsschema bestand aus einer Reihe von Bohrlöchern rund um die geplanten Stollenstandorte, die es uns ermöglichten, einen Erdmantel um die Stollen herum zu vergießen, um die Felsmasse abzudichten“, sagt Lindfield.

Mit der Rückgabe der Kühlsystemtunnel an Balfour Beatty ist der Stollenbau einen Schritt näher gekommen.

„Die Tunnel-/Schachtverbindungen werden beginnen, wenn wir die erste Schachtauskleidung platziert und verpresst haben“, sagt Selby.

Für die Stollen wird eine Spritzbetonauskleidung verwendet. „Die [Ausgrabungs-]Fortschritte werden ziemlich minimal sein, wir rechnen mit einer Größenordnung von etwa 1 m bis 1,5 m“, sagt Gareth Harris, technischer Leiter bei Balfour Beatty.

Er fügt hinzu, dass es zu Beginn des Stollenaushubs eine schwierige Geometrie geben wird, die ausgeführt werden muss. „Wir müssen den Ausbruch senkrecht zur Tunnelachse formen und dann eine 45°-Kurve über einen 5 m langen Stollen ausführen. Wir tun dies, um den Stollen mit den vertikalen Schachtauskleidungen auszurichten“, erklärt Harris.

Balfour Beatty schätzt, dass die Fertigstellung neun Monate dauern wird. Anschließend wird es weitere 10 Monate dauern, bis die endgültigen Betonarbeiten für die Sekundärauskleidung abgeschlossen sind. Der Auftragnehmer geht davon aus, dass der Stollenaushub im Mai 2025 abgeschlossen sein wird. Wenn die Stollen fertiggestellt sind, werden die Tunnel geflutet. Die Ventile in den Isolierkappen an den Ansaugköpfen werden geöffnet, damit Wasser durch alle Teile des Kühlsystems fließen kann.

Die Stromerzeugung in Block 1 wird voraussichtlich im Juni 2027 beginnen, und das Projektteam arbeitet hart daran, dieses Ziel zu erreichen. Zu den Arbeiten zur Fertigstellung dieser Einheit gehören das Anheben der Gebäudekuppel und die Installation des Polarkrans, des Reaktordruckbehälters und der Dampferzeuger.

Der Bau von Block 2 hat ebenfalls begonnen. Diese wird voraussichtlich 12 Monate nach der ersten Einheit betriebsbereit sein. Parsons sagt, dass die Auslieferung der zweiten Einheit schneller erfolgt.

„Die Erfahrungen aus dem Bau des ersten Blocks ermöglichen es uns, den zweiten Block schneller und effizienter zu bauen. Bei einigen wiederkehrenden Aufgaben, wie zum Beispiel den großen Betonierarbeiten, sind Effizienzsteigerungen von 20 % zu verzeichnen. Dies wird auch dem nachfolgenden Kernkraftwerk zugute kommen.“ bei Sizewell C in Suffolk“, sagt Parsons.

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