Omexom hat eine innovative Lösung für die Inspektion bestimmter Bereiche von Reaktordruckbehältern entwickelt. Ein von der Wasseroberfläche aus gesteuerter Ultraschallkopf prüft Anlagen, deren Betriebsdauer verlängert werden soll, auf Alterserscheinungen.

Die französischen Kernkraftwerke sind ursprünglich auf eine Betriebsdauer von 40 Jahren ausgelegt. Jetzt könnte es sein, dass diese Frist um zehn bis 20 Jahre verlängert wird. Für die entsprechenden Untersuchungen und zur Beratung der Aufsichtsbehörden hat die französische Atomsicherheitsbehörde (ASN) den Betreiber EDF aufgefordert, die Machbarkeit dieser Betriebsverlängerung und insbesondere die Funktion und Sicherheit der verschiedenen Reaktorbauteile über diesen Zeitraum hinweg nachzuweisen.

Hilfsmittel und Verfahren für die Reaktorinspektion wurden zwar von Anfang an vorgesehen, aber diese antworten auf Fragen, die sich in 40 Jahren Betrieb stellen können. Auf längere Lebensdauern sind sie nicht ausgelegt.

Ist der Abstand zwischen Reaktordruckbehälter und Einbauten gleich oder hat er sich im Laufe der Zeit verändert? Diese Frage kann mit den üblichen Methoden nicht beantwortet werden, es sind also innovative Lösungen erforderlich.

Während der vierzigjährigen Betriebszeit werden die Einbauten bei jeder Abschaltung aus dem Druckbehälter entnommen und dann wieder eingefahren. Dabei gleiten sie an Führungsschienen entlang, die mit der Zeit Spiel bekommen können. Dann verändert sich der Abstand zwischen Einbauten und Behälter. „Wenn dieses Spiel zu groß wird“, erläutert Philippe Bosch, Geschäftsführer von Omexom NDT Engineering & Services (VINCI Energies), einer auf zerstörungsfreie Prüfverfahren spezialisierten BU, „können im Betrieb Vibrationen auftreten.“

Wie kann man das herausfinden? Im Auftrag von EDF hat Omexom NDT Engineering & Services eine in mehrerer Hinsicht innovative Lösung entwickelt, mit der der Abstand zwischen zwei Bestandteilen eines Reaktors in 20 Metern Tiefe gemessen werden kann, im „Becken“ des Reaktors.

„ERACLES ist eine Innovation, die auf einen sehr raschen Einsatz im industriellen Maßstab ausgerichtet ist.“

Das auf den Namen ERACLES getaufte Gerät zur Inspektion der Führungsschienen von Druckbehältereinbauten ist zunächst eine technologische Innovation: Ultraschall als bildgebendes Verfahren für unter Wasser liegende Formen ist zwar weithin bekannt, dennoch ist das von Omexom entwickelte und getestete System einzigartig.

„Wir mussten die für kerntechnische Anlagen geltenden Besonderheiten berücksichtigen, die Komponenten auf den Unterwassereinsatz und die Strahlung auslegen und steuern von der Oberfläche aus den Ultraschallkopf in 20 Metern Tiefe, und das mit einer Präzision von einem Zehntel Millimeter, was der Dicke eines Blatts Papier entspricht“, erläutert Bosch.

Mit Ultraschall können entweder die Führungsschienen im Druckbehälter vermessen werden oder die an den Einbauten befestigten Führungsstangen. Diese Daten werden dann von einer speziellen Software aufbereitet, um das Spiel zwischen beiden Bauteilen zu ermitteln.

Rascher betrieblicher Einsatz

Im Mai 2018 führte Omexom NDT erste Profilmessungen in einem Reaktor durch. Angesichts der Ergebnisse könnte EDF wiederkehrende Messreihen in mehreren Kraftwerken beauftragen. Das von Omexom entwickelte Untersuchungsverfahren würde dann nicht mehr nur punktuell eingesetzt, sondern wäre ein betrieblicher Routineprozess.

Genau das war von Anfang an das Ziel, so Bosch: „Diese Innovation ist auf einen sehr raschen Einsatz im industriellen Maßstab ausgerichtet. Unser Kunde verlangt ein zuverlässiges, wiederholbares und auch zeitlich planbares Verfahren. Wir arbeiten an Reaktoren, die für die Stromproduktion gebraucht werden. Sie müssen also rasch wieder in Betrieb gehen.

Heute ist ERACLES kein Prototyp mehr, sondern ein System, das einen vierjährigen Qualifizierungsprozess hinter sich hat: Ausgehend von digitalen Modellen wurden Messungen im Labor durchgeführt und schließlich Einsätze unter Realbedingungen an einem Reaktormodell im Maßstab 1:1 vorgenommen. „Nach so einem Testparcours können wir sicher sein, dass unser Instrument zuverlässig funktioniert“, so der Geschäftsführer von Omexom NDT Engineering & Services abschließend.

17/01/2019