Das weltweit erste modulare Hochtemperatur-Kernkraftwerk mit gasgekühltem Reaktor ist in den kommerziellen Betrieb gegangen, wie World Nuclear News [1] mitteilte.
Die HTR-PM verfügt über zwei kleine Reaktoren (mit je 250 MWth), die eine einzelne 210-MWe-Dampfturbine antreiben. Er verwendet Helium als Kühlmittel und Graphit als Moderator. Jeder Reaktor ist mit mehr als 400.000 kugelförmigen Brennelementen beladen, die jeweils einen Durchmesser von 60 mm haben und 7 g Brennstoff enthalten, der auf 8,5 % angereichert ist. Jede Brennelement-Kugel hat eine äußere Schicht aus Graphit und enthält etwa 12.000 vierschichtige, keramikbeschichtete Brennstoffpartikel, die in einer Graphitmatrix dispergiert sind. Der Brennstoff hat hohe inhärente Sicherheitseigenschaften und es hat sich gezeigt, dass er bei Temperaturen von bis zu 1620 °C intakt bleibt und weiterhin Radioaktivität enthält – weit höher als die Temperaturen, die selbst in extremen Unfallsituationen auftreten würden, so die China Nuclear Energy Association.
Bei dem Projekt handelt es sich um eine Zusammenarbeit zwischen der Tsinghua University als technischem Leiter, der für Forschung und Entwicklung sowie das Design der Hauptkomponenten und -systeme verantwortlich ist, mit der China Huaneng Group als Eigentümer und Betreiber der Anlage und der China National Nuclear Coorporation als Auftragnehmer für Engineering, Beschaffung und Bau sowie Brennstoffhersteller.
HTR-PM ist eine Kernenergietechnologie der Generation IV und ein kleiner modularer Reaktor. Am 13. August bzw. 1. September wurden zwei Sicherheitsdemonstrationstests an den Reaktormodulen mit einer Leistung von jeweils 200 MWth durchgeführt.
Der Hauptzweck von HTR-PM ist die gleichzeitige Erzeugung von Hochtemperaturdampf bis zu 500 °C und Elektrizität. Auf dem chinesischen Markt ist es derzeit kostengünstig, Dampf und Strom für die petrochemische Industrie zu liefern, um die Verbrennung von Erdgas und Kohle zu ersetzen. Es ist bekannt, dass diese bahnbrechende Technologie eine positive Rolle bei der Optimierung der Energiestruktur und der Erreichung von Chinas “Dual Carbon”-Ziel spielt. Mehrere kommerzielle Projekte in China sind in Vorbereitung.
Der HTR-PM folgt auf den chinesischen HTR-10, einen gasgekühlten Hochtemperatur-Versuchsreaktor mit einer Leistung von 10 MWth am Institut für Kern- und Energietechnologie der Universität Tsinghua, der im Jahr 2000 in Betrieb genommen wurde und 2003 seine volle Leistung erreichte. Neben dem HTR-PM schlägt China eine vergrößerte Version – HTR-PM600 – mit einer Turbine mit einer Nennleistung von 650 MWe vor, die von sechs Reaktormodulen angetrieben wird.
Das Besondere an dieser Meldung: Die Hochtemperatur-Kernkrafttechnik mit gasgekühltem Reaktor wurde in Deutschland am AVR Jülich entwickelt, bekannt wegen seiner kugelförmigen Brennelemente als „Kugelhaufenreaktor“. Der AVR hatte eine elektrische Nettoleistung von 13 MW und wurde von 1966 bis 1988 betrieben. Der AVR ist bis heute das einzige KKW in der Welt, mit dem zweimal ein ›Loss of Coolend Accident‹, gewöhnlich als GAU bezeichnet, durchgeführt worden ist. Der Reaktor kühlte sich nach Abschaltung durch Schnellschuss zum „Gau-Test“ stets in einigen Tagen vollständig ab und wurde danach problemlos wieder in Betrieb genommen. China hatte diese Entwicklung aufgegriffen und weitergeführt.
[1] https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Chinese-HTR-PM-Demo-begins-commercial-operation