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14.08.2017

Zusätzliche Sicherheit für das Kernkraftwerk Beznau

Modulare Stromversorgungssysteme von BENNING tragen dazu bei, dass das Kernkraftwerk Beznau auch zukünftig rund drei Millionen Menschen zuverlässig mit Strom versorgt.

Das Kernkraftwerk Beznau (KKB) besteht aus zwei weitgehend identischen Blöcken, welche mit Druckwasserreaktoren von je 385 MWe elektrischer Leistung ausgerüstet sind. Das Kernkraftwerk befindet sich in der Schweiz im unteren Aaretal, nahe der Gemeinde Döttingen.
Eigentümer und Betreiber des KKB ist die Axpo Power AG (ehemals Nordostschweizerische Kraftwerke AG). Seit Betriebsaufnahme in den Jahren 1969 bzw. 1971 wurden rund 250 Mio. MWh elektrische Energie erzeugt.

USV-Systeme, Gleich- und Wechselrichter bilden in Verbindung mit entsprechenden Batterien gesicherte Stromversorgungsanlagen, die sowohl bei vorhandenem Netz als auch bei Netzausfall wichtige Kernkraftwerksverbraucher mit Energie versorgen. Diese sind z. B.:

Die USV-Systeme versorgen bei vorhandener Netzspannung die Verbraucher und liefern den Lade- bzw. Erhaltungsladestrom
für die Batterien.
Hierdurch wird gewährleistet, dass die Batterien bei einem Netzausfall immer mit ihrer vollen Kapazität zur Verfügung stehen und somit die Verbraucher ohne Spannungsunterbrechung, entsprechend der Überbrückungszeit, weiter sicher versorgt werden.

Nachrüstung der Stromversorgung

Zur Nachrüstung der gesicherten Stromversorgung setzt die Axpo Power AG auf modulare Stromversorgungsgeräte und -systeme von BENNING. Dank ihrer Modul-Technik, die schon seit vielen Jahren erfolgreich in verschiedenen Anwendungen eingesetzt wird, lässt sich die Verfügbarkeit der gesicherten Stromversorgung maximieren.

Nähe zum Kunden

Seinen Anfang nahm die Kooperation zwischen der Axpo Power AG und BENNING im Jahr 2012. Auf die erste Kontaktaufnahme
seitens des Schweizer Energiekonzerns folgten verschiedene Meetings und Besprechungen – sowohl am Standort des
KKB als auch in der nur ca. 50 Kilometer davon entfernten Niederlassung BENNING Schweiz sowie in der Firmenzentrale BENNING Bocholt. Die Nähe zum Kunden ermöglichte es, dass dessen hohe sicherheitstechnische Anforderungen bei der Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen optimal berücksichtigt werden konnten.
Die erste Lieferung der 1E-klassifizierten Stromversorgungen erfolgte im Januar 2015, nur kurze Zeit nachdem alle notwendigen Qualifizierungen wie der Erdbeben-, der EMV-, der Typ- und der Klimatest erfolgreich bestanden wurden. Für jeden der beiden Kraftwerksblöcke stellte BENNING 15 modulare Stromversorgungsgeräte bereit.

Dazu zählten USV-Systeme der Baureihe ENERTRONIC modular (60 – 80 kVA), Wechselrichter des Typs INVERTRONIC modular (30 – 60 kVA) sowie Gleichrichter-Systeme (24 V / 140 – 1120 A; 110 V / 220 – 300 A) und alles eingebaut in erdbebensicher ausgelegten Systemschränken.
Da die für die Zulassung erforderlichen Qualifizierungs-Nachweise über das KKB bei der Aufsichtsbehörde ENSI frühzeitig eingegangen sind, konnten die von BENNING gelieferten Komponenten ebenfalls noch im Januar 2015 in Betrieb genommen werden. Weitere Produktlieferungen sind in Abhängigkeit von den nächsten geplanten Revisionszeiten vorgesehen.

Hot-Plug Einschubtechnik

Vor der Realisierung dieses Projektes wurde im KKB ein mehrsträngiges System mit gesicherten Stromversorgungen aus Monoblockanlagen eingesetzt. Monoblocksysteme haben im Vergleich zu den neuen modularen Stromversorgungssystemen ein relativ hohes Gewicht, ein großes Volumen und sind nicht flexibel skalierbar. Fällt eine der Monoblockanlagen aus, so kann es zum Ausfall des kompletten Versorgungsstranges kommen – ein Szenario, das mithilfe der nun eingesetzten modularen Technik verhindert wird.

Die modularen Systeme aus dem Hause BENNING bestehen aus parallelschaltbaren Stromversorgungsmodulen in Hot-Plug-Einschubtechnik. Die Parallelschaltung ergibt bei einer n+1 oder n+2 Redundanz Systeme mit höchster Verfügbarkeit und reduzierter MTTR (Mean Time To Repair). Die Systemleistung kann jederzeit durch die Ergänzung oder Reduzierung von Einschubmodulen flexibel verändert werden – und das ohne eine Unterbrechung der Verbraucherversorgung zu verursachen. Ein Prinzip, das höchste Anforderungen an die Verfügbarkeit und Servicefreundlichkeit voll und ganz erfüllt. Zusätzlich zur Redundanzerhöhung wurde der mehrsträngige Aufbau der Stromversorgungsgeräte beibehalten, gemäß dem Motto: Doppelt gesichert hält besser.

Training, Wartung & Service

Durch die intensive und erfolgreiche Zusammenarbeit mit der Axpo Power AG konnten gleich mehrere Folgeprojekte ermöglicht werden. BENNING stellt für das PRW-Projekt zuverlässige Stromversorgungen (255 kVA USV-Anlagen) bereit und liefert mit der Unterstützung aus dem Bereich Elektrische Maschinen mehrere 1E-klassifizierte Lüftungsmotoren.
Auch fanden im BENNING Trainingscenter Bocholt mehrere Schulungen statt, in denen Mitarbeiter des KKB mit der Funktion der neuen modularen Stromversorgungen vertraut gemacht wurden.
Darüber hinaus ist geplant, dass BENNING Schweiz zukünftig für das KKB die ortsnahe Unterstützung im Wartungs- und Servicebereich leistet. Es kümmert sich mit definierten Reaktions- und Antrittszeiten um die zum Erhalt der hohen Verfügbarkeit notwendigen Wartungen. Dies ist ein weiterer wichtiger Beitrag, um die Sicherheit des KKB auch in Zukunft dauerhaft zu gewährleisten.

USV-Modul ENERTRONIC modular, Leistung: 20 kVA
In der Leitwarte des Kraftwerks laufen alle Fäden zusammen. Die modularen Stromversorgungssysteme von BENNING sichern die permanente Verfügbarkeit der verschiedenen Systeme.
In der Leitwarte des Kraftwerks laufen alle Fäden zusammen. Die modularen Stromversorgungssysteme von BENNING sichern die permanente Verfügbarkeit der verschiedenen Systeme.
Je KKW-Block sind vier der oben abgebildeten USV-Systeme mit den entsprechenden Batterieschränken installiert. Sie versorgen das Anlageninformationssystem der Leitwarte und basieren auf der Baureihe ENERTRONIC modular.
Je KKW-Block sind vier der oben abgebildeten USV-Systeme mit den entsprechenden Batterieschränken installiert. Sie versorgen das Anlageninformationssystem der Leitwarte und basieren auf der Baureihe ENERTRONIC modular.

Die installierten Stromversorgungen sind erdbebensicher entsprechend der Klasse 1 E ausgelegt. In der obenstehenden Abbildung erkennt man dieses u. a. an den Kreuzverstrebungen der Wände und Decken. Dieses System beinhaltet bis zu 20 Gleichrichter-Module der Baureihe TEBECHOP 3000 HDI (26 V / 1400 A).

Dieses Wechselrichtersystem versorgt die Notbeleuchtung. Die Einspeisung ist redundant ausgelegt und erfolgt aus der 120 V Schiene. Jeder Wechselrichterschrank beinhaltet drei Module des Typs INVERTRONIC modular.
Dieses Wechselrichtersystem versorgt die Notbeleuchtung. Die Einspeisung ist redundant ausgelegt und erfolgt aus der 120 V Schiene. Jeder Wechselrichterschrank beinhaltet drei Module des Typs INVERTRONIC modular.

Die oben abgebildete Stromversorgung gehört zum sog. VITAL-System. Je KKW-Block sind vier dieser Systeme eingebaut. Es versorgt die Instrumentierung der Leitwarte, die Notölpumpe und die 118 V Schiene. Die Systemschränke beinhalten v.l.n.r.

  • das Einspeisefeld mit einer Netzvorrangschaltung und AC-Verteilung
  • das Gleichrichter-Feld mit bis zu 15 TEBECHOP 3000 HDI Modulen und bis zu vier Gleichrichtermodulen der Baureihe ADC
  • das Wechselrichter-Feld mit bis zu vier INVERTRONIC modular Modulen
  • und das Abgangsfeld mit der AC- und der DC-Verteilung

Über die Gleichrichter wird das 120 V DC-Netz (z. B.: Notölpumpe und Steuerspannung für Schaltanlagen) versorgt. Die Wechselrichter versorgen die Brandmeldeanlage, TXS sowie die Mess- und Meldesysteme.

Weitere Informationen

Autor/Kontakt: Paul-Gerd Demming
Telefon: +49 2871 93 410
E-mail: p.demming@benning.de

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