Kleiner und süßer „Drache“! Die weltweit erste „mobile Powerbank“ für Kernenergie ist nicht einfach

„Linglong Nr. 1“ ist der weltweit erste kleine modulare Druckwasserreaktor, der die allgemeine Sicherheitsüberprüfung der Internationalen Atomenergie-Organisation bestanden hat. Es handelt sich außerdem um einen innovativen Kernreaktor mit unabhängigen geistigen Eigentumsrechten, der von der China National Nuclear Corporation auf der Grundlage ausgereifter Druckwasserreaktor-Kernkraftwerke und Kernkrafttechnologien entwickelt wurde.

01 Kleinreaktor: Die „mobile Powerbank“ im Bereich der Kernenergie!

Als Kleinreaktor wird ein Kernreaktor mit einer elektrischen Leistung von weniger als 300.000 Kilowatt bezeichnet. Wir können es uns wie einen Laptop-Computer zu Hause vorstellen, bei dem Display, Host, Tastatur usw. alles in einem Gerät integriert ist. Im Vergleich zu großen Reaktoren beträgt die Leistung von „Linglong Nr. 1“ lediglich 125.000 Kilowatt. Obwohl der Stromverbrauch gering ist, bietet es die Vorteile eines geringen Platzbedarfs, hoher Sicherheit, kurzer Bauzyklen und flexibler Bereitstellung . Es gilt als „mobile Energiebank“ im Bereich der Kernenergie.

Der Entwurfs- und Bauprozess kleiner Reaktoren ist keineswegs eine einfache Miniaturisierung großer Kernkraftwerke. Die kritischsten Komponenten eines Kernkraftwerks sind der Reaktor und das Reaktorkühlsystem. Während die Komponenten herkömmlicher Großreaktoren im Allgemeinen dezentral verteilt sind, vereint Linglong Nr. 1 Schlüsselkomponenten zu einem integrierten, modularen Reaktormodul , was zugleich die bedeutendste Innovation von Linglong Nr. 1 darstellt. Durch die integrierte und modulare Bauweise ist der Reaktor nicht nur kompakter und platzsparender, sondern macht auch die Hauptrohrleitungen herkömmlicher Großreaktoren überflüssig. Durch die Konstruktion wird die Möglichkeit von Kühlmittelverlustunfällen durch Brüche der Hauptleitung ausgeschlossen, was den Reaktor sicherer macht.

Schnittdarstellung von Linglong-1 (Quelle: Video-Screenshot der Nachrichtenagentur Xinhua)

02 Der „kleine Reaktor“ in Erwartung geboren

Bereits in den 1970er und 1980er Jahren begann die Internationale Atomenergie-Organisation, sich für die Entwicklung kleiner und mittelgroßer Reaktoren einzusetzen. Das Nuclear Power Research and Design Institute of China hat mit dem Entwicklungstrend der Kernenergie in der Welt Schritt gehalten. Nach mehr als zehn Jahren harter Arbeit hat das Unternehmen einen multifunktionalen modularen kleinen Druckwasserreaktor mit völlig unabhängigen geistigen Eigentumsrechten entwickelt. Dies ist nach dem Hualong One eine weitere große unabhängige Innovationsleistung, die eine Lücke im Inland schließt.

Mit dem Beginn des 21. Jahrhunderts und der weiter steigenden Nachfrage nach sauberer Energie in Bereichen wie der Stromversorgung kleiner Gebiete oder abgelegener Bergregionen, der Zentralheizung von Städten im Winter, der Zentralheizung von Industrieparks, der Stromversorgung von Inseln und Riffen sowie der Offshore-Ölförderung sind die umfassenden Vorteile kleiner Reaktoren sehr bedeutsam. Die Druckwasserreaktortechnologie hat sich zur vorrangigen Konstruktionstechnologie in der Forschung und Entwicklung kleiner Reaktoren entwickelt.

Im Jahr 2003 begann das Nuclear Power Institute of China mit der Sondierungsforschung zu kleinen integrierten Mehrzweckreaktoren, die auf die Anforderungen der Meerwasserentsalzung, der Kraft-Wärme-Kopplung und der Kernheizung ausgerichtet waren. Es stellte den Konzeptplan sowie die Sicherheits- und Wirtschaftlichkeitsbewertungen fertig und legte damit eine gute Grundlage für die anschließende Projektentwicklung.

Im Jahr 2009 schlug die China National Nuclear Corporation im „12. Fünfjahresplan“ die Strategie der „differenzierten Entwicklung“ vor, und nach und nach tauchten kleine Reaktoren auf.

Im Jahr 2010 erklärte die China National Nuclear Corporation die Forschung und Entwicklung kleiner Mehrzweckreaktortechnologie zu einem der wichtigsten wissenschaftlichen und technologischen Projekte des Konzerns.

Im Jahr 2011 startete die China National Nuclear Corporation offiziell die Forschung und Entwicklung modularer Kleinreaktoren. Auch als Linglong Nr. 1 bekannt, ist es ein „Bruder“ des bekannten Hualong Nr. 1.

Um eine globale Zulassung zu erhalten, unterzog sich Linglong-1 eigenständig der allgemeinen Reaktorsicherheitsüberprüfung der Internationalen Atomenergie-Organisation. Schließlich bestand er 2016 als weltweit erste Technologie für kleine Druckwasserreaktoren die Sicherheitsüberprüfung der IAEA. Im Vergleich zu vielen Ländern der Welt, deren Kleinreaktoren noch immer nur auf dem Papier existieren, hat mein Land bei der Umsetzung modularer Kleinreaktorprojekte die Führung übernommen.

Am 13. Juli 2021 begann der Bau des Hainan Changjiang-Mehrzweck-Demonstrationsprojekts für modulare Kleinreaktortechnologie (Kleinreaktor-Demonstrationsprojekt) der China National Nuclear Corporation offiziell am Kernkraftwerk Hainan Changjiang. Mittlerweile ist das Projekt der weltweit erste kommerzielle modulare Kleinreaktor, der an Land gestartet wurde. Dies zeigt, dass mein Land in der Technologie für modulare Kleinreaktoren weltweit führend ist.

Am 20. September 2022 wurde der Guss der 0-Meter-Innenstruktur des Linglong-Reaktors Nr. 1 im Kernkraftwerk Changjiang in Hainan abgeschlossen, womit der Meilensteinknoten des Fortschrittsplans der ersten Ebene des Kleinreaktorprojekts vorzeitig erreicht wurde. Derzeit schreiten alle Arbeiten auf der Baustelle des Kernkraftwerks Hainan Changjiang stetig voran.

Am 10. August 2023 wurde das Kernmodul des Reaktors Linglong Nr. 1 erfolgreich gehoben. Der erste Meilensteinknoten auf dem kritischen Pfad der Installation der Nuklearinsel „Linglong Nr. 1“ wurde erfolgreich abgeschlossen.

03 Linglong-1: Chinas neue „Visitenkarte“ für die Atomkraft

Am Morgen des 6. Februar 2024 wurde auf dem Kernkraftwerk in Changjiang, Hainan, die Außenkuppel des weltweit ersten landgestützten modularen Kleinkernreaktors „Linglong Nr. 1“ hochgezogen. Damit wurde die Hauptstruktur des Reaktorgebäudes fertiggestellt und der Grundstein für das anschließende Richtfest des Reaktorgebäudes gelegt.

„Linglong Nr. 1“ soll in der ersten Hälfte des Jahres 2026 ans Netz angeschlossen werden und Strom erzeugen . Nach der Fertigstellung kann die jährliche Stromerzeugung 1 Milliarde kWh erreichen und damit den Lebensbedarf von 526.000 Haushalten decken . Die ursprüngliche Absicht beim Bau kleiner Reaktoren besteht jedoch nicht darin, mit großen Reaktoren bei der Stromerzeugung zu konkurrieren, sondern eine Mehrzwecknutzung der Kernenergie zu realisieren. Zusätzlich zu den Funktionen herkömmlicher Kernkraftwerke eignen sich kleine Reaktoren besser für die städtische Heizung, die industrielle Dampfversorgung, die Meerwasserentsalzung, die Ölförderung, die Kraft-Wärme-Kopplung in abgelegenen Gebieten und isolierten Netzen sowie als Ersatz für Kohlekraftwerke .

Illustration der Verwendung kleiner Reaktoren (Quelle: Video-Screenshot der Nachrichtenagentur Xinhua)

Kleine Reaktoren haben aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile wie Sicherheit, Einsatzflexibilität und Vielseitigkeit gute Aussichten auf dem Weltmarkt, insbesondere für viele Länder mit kleinen Stromnetzen und geringer Bevölkerungszahl. In Zukunft wird „Linglong Nr. 1“ als neue Visitenkarte für Chinas Atomkraft dienen, die chinesische Atomenergie weltweit bekannt machen und chinesisches Wissen in die Anwendung und Entwicklung der Atomkrafttechnologie einbringen.

Umfassende Quellen: Science and Technology Daily, Xinhuanet, Xinhua News Agency usw.