Kraftwerke Lingen

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KRAFTWERKE LINGEN Ein Standort voller Energie RWE Power AG Essen, Köln I www.rwe.com/rwepower RWE Power

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RWE

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KraftwerKe Lingen ein Standort voller energie

RWE Power AG

Essen, Köln

I www.rwe.com/rwepower

RWE Power

Page 2: Kraftwerke Lingen

Der StanDort

Lingen im Emsland ist ein Kraftwerksstandort mit Tradition.

2 KraftwerKe Lingen

Der Kraftwerksstandort Lingen ist ein Knotenpunkt

der deutschen Stromversorgung und ein wichtiger

Wirtschaftsfaktor der Region. Er sichert viele hundert

Arbeitsplätze in den Kraftwerken und bei den Dienst-

leistern und Zulieferern in Lingen, im Emsland und

darüber hinaus.

Der Standort hat Tradition. Schon 1968 ging hier ein

Demonstrationskernkraftwerk mit 250 Megawatt (MW)

Leistung in Betrieb, mit dem die großtechnische

Stromerzeugung aus Kernenergie erfolgreich erprobt

wurde. Dieses Kraftwerk wurde 1977 stillgelegt und

befindet sich im sogenannten sicheren Einschluss.

An die Stelle des Demonstrationskraftwerks trat

1988 das neue Kernkraftwerk Emsland, ein Druck-

wasserreaktor mit 1.400 MW Leistung.

Das erste Erdgaskraftwerk am Standort ging 1972

als Kombiblock A in Betrieb, um in der Nachbarschaft

angesiedelte Industriebetriebe mit Strom und Pro-

zessdampf zu versorgen. Dieser Block wurde 1985

außer Betrieb genommen.

Heute sind in gleicher Funktion noch die Erdgaskombi-

blöcke B und C aus den Jahren 1974/75 mit einer

Leistung von jeweils 420 MW am Netz. Sie werden

zur Zeit mit neuen Gasturbinen ausgestattet, die

die Blockleistung um rund 65 MW steigern.

Die jüngste Ergänzung des örtlichen Kraftwerksparks

ist das neue Gas- und Dampfturbinenkraftwerk, eine

887-MW-Anlage mit besonders hohem Wirkungsgrad.

Der Standort profitiert von einer optimalen Anbindung

an die Erdgasversorgung: Er ist an fünf Leitungen

angebunden und kann Gasmengen zudem kurzfristig

durch Optimierungsleitungen bevorraten.

KraftwerKe Lingen 3

RWE Power ist der größte Stromerzeuger in Deutschland und ein führendes Unternehmen in der Energierohstoffgewinnung. Unser Kerngeschäft umfasst die Produktion von Strom und Wärme – kostengünstig, umweltschonend und sicher – sowie die Förderung fossiler Brennstoffe.

rwe Power – Mit ganzer Kraft

Dabei setzen wir auf einen breiten Primärenergiemix

aus Braun- und Steinkohle, Kernkraft, Gas und Wasser-

kraft, mit dem wir Strom im Grundlast-, Mittellast-

und Spitzenlastbereich produzieren.

RWE Power agiert in einem Markt, der durch einen

intensiven Wettbewerb geprägt ist. Unser Ziel lautet,

an der Spitze der führenden nationalen Stromerzeuger

zu bleiben und unsere internationale Position auszu-

bauen. So wollen wir die Zukunft der Energieversor-

gung maßgeblich mitgestalten.

Eine auf dieses Ziel fokussierte Strategie, unterstützt

durch ein effizientes Kostenmanagement, ist die Basis

für unseren Erfolg. Dabei verlieren wir einen wichtigen

Aspekt unserer Unternehmensphilosophie nie aus

den Augen: den Umweltschutz.

Der schonungsvolle Umgang mit der Natur und ihren

Ressourcen ist bei RWE Power mehr als nur ein Lippen-

bekenntnis.

Unsere gesunde wirtschaftliche Basis sowie die

kompetente und engagierte Arbeit der rund

15.300 Beschäftigten unter dem Dach von RWE

Power ermöglichen es uns, die Chancen im libera-

lisierten Energiemarkt konsequent zu nutzen.

Unser unternehmerisches Handeln ist dabei ein-

gebettet in eine Unternehmenskultur, die von

Teamgeist und interner wie externer Offenheit

gekennzeichnet ist.

Mit einem etwa dreißigprozentigen Anteil an der

Stromerzeugung sind wir die Nummer eins in

Deutschland und mit neun Prozent die Nummer drei

in Europa. Das wollen wir auch zukünftig bleiben.

Und dafür arbeiten wir – mit ganzer Kraft.

Bremen

Dortmund

Frankfurt

Mainz

Saarbrücken

Stuttgart

München

AachenKöln

Essen

Steinkohle

Braunkohle mitangeschlossenem TagebauErdgas

KernkraftwerkeSonstige konventionelleKraftwerke

Wasserkraftwerke**

* im Rückbau** RWE Power, inklusive Beteiligungen

sowie Anlagen, die im Auftragder RWE Innogy betr ieben werden

Page 3: Kraftwerke Lingen

Photosynthese, also der Nutzung von Sonnenlicht,

gewachsen waren; sie sind also gewissermaßen

gespeicherte Sonnenenergie. Zweifellos hätte die

industrielle Revolution, die in der modernen Industrie-

gesellschaft mündete, ohne die Entdeckung und

systematische Nutzung fossiler Energien niemals

stattgefunden.

Die großen Vorteile fossiler Brennstoffe sind ihre

hohe Verfügbarkeit und ihre universelle, vergleichs-

weise einfache Nutzbarkeit. Auch wenn speziell

Braun- und Steinkohle noch für Jahrhunderte zur

Verfügung stehen, sind die Reserven aller fossilen

Energieträger begrenzt, da sie nicht erneuerbar sind.

Zudem entsteht bei der Verbrennung von Kohle, Öl

und Gas Kohlendioxid (CO2), dessen Anstieg in der

Erdatmosphäre für den Klimawandel verantwortlich

gemacht wird.

Die Stromerzeugung in Deutschland setzte sich 2009

aus einem Energiemix zusammen: 24,6 Prozent Braun-

kohle, 22,6 Prozent Kernenergie, 18,3 Prozent Stein-

kohle, 12,9 Prozent Erdgas, 10,4 Prozent Wind- und

Wasserkraft und 11,2 Prozent Sonstige, wie Pump-

wasser, Öl und Müll. Keiner der genannten Energie-

träger ist ideal, jeder hat Vor- und Nachteile, Stärken

und Schwächen. Es gilt, sie in einem ausgewogenen

Mix untereinander auszugleichen, der Umweltschutz,

Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit vereint.

Fossile Brennstoffe

Die fossilen Quellen Braun- und Steinkohle, Erdgas

und Erdöl stellen derzeit – nicht nur in Deutschland,

sondern weltweit – den mit Abstand größten Teil der

benötigten Energie zur Verfügung. Fossile Brenn-

stoffe sind in Millionen von Jahren aus den Überresten

prähistorischer Pflanzen entstanden, die dank der

Der energieMix – Kein einfacheS rezePt

Deutschland ist ein hoch entwickeltes Industrieland und kann seinen gewaltigen Strombedarf nicht allein aus einer Quelle decken. Zudem ist das Land in erheblichem Maße auf Energieimporte angewiesen.

Kernenergie

Die Stromerzeugung aus Kernkraft nutzt die Energie-

freisetzung bei der Spaltung von Uran-Atomkernen.

Der große Vorteil der Kernenergie ist ihre hohe Ener-

giedichte und die Stromerzeugung ohne Ausstoß

von Kohlendioxid. Uran ist ebenfalls ein nicht

erneuerbarer Energieträger, steht aber noch für

Jahrhunderte zur Verfügung und kann durch Einsatz

moderner Technik sicher und zuverlässig genutzt

werden.

Erneuerbare Energien

Windkraft, Sonnenenergie, Wasserkraft und Biomasse

spielen eine wachsende Rolle im Energiemix, nicht nur

in Deutschland. Erneuerbare Energiequellen stehen

zumindest theoretisch in nahezu unbegrenzter Menge

zur Verfügung. Da sie praktisch keine klimawirksamen

Rückstände freisetzen, werden sie in Deutschland

und anderen Ländern politisch gefördert. Die meisten

erneuerbaren Energieträger können aber bis auf wei-

teres nur dank direkter oder indirekter Subventionen

wirtschaftlich überleben. Darüber hinaus sind gerade

die Wind- und die Sonnenenergie nicht immer verfüg-

bar, denn hier ist die Stromerzeugung von schwan-

kenden Wetterbedingungen abhängig, die sich nicht

nach den Bedürfnissen einer modernen Gesellschaft

richten. Aus diesem Grund wird intensiv nach Möglich-

keiten gesucht, Strom aus Wind- oder Sonnenenergie

vorübergehend zu speichern.

4 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 5

Page 4: Kraftwerke Lingen

KraftwerKe für jeDen BeDarf

6 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 7

Pumpspeicherkraftwerke. Sie können praktisch aus

dem Stand binnen weniger Minuten von Null auf

hundert Prozent hochgefahren werden. Wegen der

vergleichsweise hohen Einsatzkosten sind sie jedoch

oft nur vorübergehend am Netz, also für den Spitzen-

bedarf.

Kernkraftwerke sind Marathonläufer: Sie arbeiten

wegen ihrer günstigen Erzeugungskosten über-

wiegend mit voller Leistung rund um die Uhr.

Von Haus aus können sie ihre Betriebsweise aber

sehr schnell verändern.

Auch Braunkohlenkraftwerke sind Dauer- oder Lang-

streckenläufer. Sie arbeiten wegen ihrer Kostenvor-

teile ebenfalls in aller Regel in Volllast. Moderne

Anlagen können jedoch in einer Viertelstunde um

die Hälfte gedrosselt werden.

Steinkohlenkraftwerke gelten als die Mittelstrecken-

läufer der Stromerzeugung: Mit ihren vergleichsweise

hohen Brennstoffkosten haben sie beim stunden-

oder tageweisen Einsatz ihre Stärke.

Die neueren Anlagen können ihre Leistung in nicht

einmal 20 Minuten von 25 auf 100 Prozent steigern

und umgekehrt.

Der Stromverbrauch ist nicht immer gleich hoch,

sondern unterliegt täglichen, jahreszeitlichen und

konjunkturellen Schwankungen. Doch egal, wie der

Bedarf nach elektrischem Strom aktuell aussieht:

Die Versorgungsunternehmen müssen die Nach-

frage jederzeit auf den Punkt genau befriedigen.

Denn Strom lässt sich nicht im großen Stil speichern,

sondern muss in der Sekunde erzeugt werden, in

der er gebraucht wird. Erschwerend kommt hinzu:

In Deutschland hat Strom aus erneuerbaren Energien

im Netz absoluten Vorrang vor herkömmlich erzeug-

tem Strom. Bläst der Wind stark, müssen Kraftwerke

heruntergefahren oder abgeschaltet werden. Vor

allem die Windenergie leistet bereits einen beacht-

lichen Beitrag zur Stromerzeugung. Von Natur aus

ist die Windenergie allerdings schlecht kalkulierbar.

Anders als ein Gaskraftwerk lässt sich der Wind nicht

per Knopfdruck ein- und ausschalten.

Die technische Struktur der Stromversorgung

gleicht alle Schwankungen aus. Das ist nur mit

unterschiedlichen Energieträgern, flexiblen Kraft-

werken und einem leistungsfähigen Netz möglich.

Die Sprinter unter den Kraftwerken sind Gas- und

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DaS KernKraftwerK eMSLanD – So funKtioniert eS

Kernkraftwerke sind thermische Kraftwerke, bei denen die für die Stromerzeugung benötigte Wärme nicht durch Verbrennen von Kohle, Gas oder Öl entsteht, sondern durch die kontrollierte Spaltung von Uran-235-Atomkernen.

Druckwasserreaktor

Im Reaktor wird Wasser durch die Kernspaltung von

Uran-235 erwärmt. Im Primärkreislauf herrscht ein

Druck von 155 Bar, sodass das erhitzte Wasser trotz

einer Temperatur von 320 Grad Celsius flüssig bleibt.

In diesem Zustand gelangt es über Rohrleitungen in

den Dampferzeuger, der die Schnittstelle zwischen

Primär- und Sekundärkreislauf darstellt. Hier wird die

Hitze des Wassers durch Wärmeleitung der Rohr-

leitungen auf das sie umgebende Speisewasser des

Dampferzeugers und damit auf den Sekundärkreislauf

übertragen. Mit rund 62 Bar herrscht dort ein

wesentlich geringerer Druck, sodass Frischdampf

entstehen kann, der eine Dampfturbine mit ange-

schlossenem Generator antreibt.

Durch die Trennung der beiden

Wasserkreisläufe bleibt der Dampf

im Sekundärkreislauf frei von radi-

oaktiven Stoffen. Unter der Dampf-

turbine befindet sich der Konden-

sator. Dort wird der in der Turbine

abgearbeitete Dampf mit Hilfe von

Kühlwasser so weit abgekühlt,

dass er sich wieder verflüssigt.

Das Kondensat wird wieder in den

Dampferzeuger zurückgepumpt.

Die durch das Kühlwasser aufge-

nommene Wärme wird über den

Naturzugkühlturm des Kraftwerks

an die Umgebung abgegeben. Im

Kühlturm entstehende Verdunstungsverluste werden

mit Wasser aus der Ems ausgeglichen.

Dieser Vorgang findet im Reaktorkern statt, der im

Kernkraftwerk Emsland 193 Brennelemente mit jeweils

300 Brennstäben aus angereichertem Uran-235 ent-

hält. Hinzu kommen stabförmige Steuerelemente, mit

denen der für die Kettenreaktion wichtige Neutronen-

fluss und die Reaktorleistung geregelt werden.

Die Steuerelemente werden mit Hilfe von Elektro-

motoren zwischen den Brennstäben gehoben oder

gesenkt. Damit wird die Reaktorleistung verändert.

Einmal im Jahr wird das Kernkraftwerk für zwei bis

drei Wochen abgeschaltet, um eine Revision der An-

lagen und einen Wechsel verbrauchter Brennelemente

vorzunehmen. Rund ein Viertel der Brennelemente

wird dabei gegen neue ausgetauscht.

Dampferzeuger Turbine Generator Transformator

zum Flussoder Kühlturm

Kondensator

Reaktordruck-behälter

Primärkreislauf Sekundärkreislauf

uran – geStein voLLer energie

Kernkraftwerke nutzen die Energie, die bei der

Spaltung des radioaktiven Elements Uran-235 frei

wird. Das Schwermetall kommt in der Natur stets

in Verbindung mit Erzen vor und wird im Bergbau

gewonnen. Die heute bekannten Uranvorräte auf

der Erde reichen bei gegenwärtigem Verbrauch und

heute verfügbarer Technologie noch rund 200 Jahre.

Der große Vorzug des Urans ist sein überaus hoher

Energiegehalt. Ein Kilogramm Natururan enthält

ebenso viel Energie wie 12.600 Liter Erdöl oder

18.900 Kilogramm Steinkohle.

Das aus Erzen zu gewinnende Uran besteht zu etwa

0,7 Prozent aus spaltbarem Uran-235, der Rest

ist nichtspaltbares Uran-238. Damit das Uran in

einem Kernkraftwerk eingesetzt werden kann, muss

der Uran-235-Anteil durch die so genannte Anreiche-

rung auf drei bis fünf Prozent angehoben werden.

Das angereicherte Uran wird dann in Tablettenform,

so genannte Pellets, gepresst und in röhrenförmige

Brennstäbe aus einem besonders widerstandsfähigen

Werkstoff gefüllt. Die

Brennstäbe werden

schließlich zu

Brennele-

menten

gebündelt

und in

Reak-

toren ein-

gesetzt.

8 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 9

1 kg Natururan

entspricht 12.600 Liter Erdöl

oder 18.900 Kilo-gramm Steinkohle

Page 6: Kraftwerke Lingen

KettenreaKtion – aLLeS iM griff

Je mehr Neutronen, desto mehr Spaltvorgänge gibt es. Das bedeutet, dass mehr Energie frei wird.

Da bei der Uranspaltung mehr Neutronen entstehen,

als zur Aufrechterhaltung einer kontrollierten Ketten-

reaktion nötig sind, wird ein Teil der Neutronen von

ihrem eigentlichen Ziel abgelenkt. Dazu bedient man

sich im Reaktor eines Kernkraftwerks so genannter

Steuerstäbe. Sie sind vorrangig aus einem Material,

das im Stande ist, die Neutronen zu absorbieren. Zur

Senkung der Reaktorleistung werden diese Stäbe in

den Reaktor eingeführt, zur Steigerung wieder

herausgezogen. Die Kernspaltung ist unterbrochen,

wenn sie eingefahren sind. Der Reaktor arbeitet mit

maximaler Leistung, wenn die Stäbe ausgefahren

sind. Die Steuerstäbe werden im Betrieb durch elek-

trische Antriebe gefahren. Für die Schnellabschal-

tung steht ein unabhängig davon wirkendes System

zur Verfügung.

Es gibt noch einen zweiten Weg, die Kettenreaktion

zu kontrollieren und zu regeln: Durch das Einpumpen

einer Borlösung in den Reaktor können die Neutronen

eingefangen und die Spaltung der Urankerne unter-

brochen werden. Schließlich trägt auch der Modera-

tionseffekt zusätzlich zur Stabilisierung der Ketten-

reaktion bei.

Je heißer der Moderator beziehungsweise das Kühl-

mittel wird, desto mehr Dampfblasen entstehen.

Die Bremswirkung geht somit verloren, immer mehr

Neutronen schießen am Ziel vorbei.

Hinter diesem Prinzip verbirgt sich ein wesentliches

inhärentes Sicherheitselement eines Druckwasser-

reaktors.

Steuer-stäbe

Spalt-prozesse

Brenn-elemente

Steuerstäbe eingefahren Steuerstäbe ausgefahren

Neutronen-Freisetzung

Spaltprozesse gering bis keine Spaltprozesse vermehrt

Fernsehe

n

Steuerstäbe eingefahren

Spaltprozesse gering bis keine Spaltprozesse vermehrt

Steuerstäbe ausgefahren

10 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 11

KernSPaLtung – Mit geBreMSteM Schwung zur wärMe

schnellesNeutronUran

Spalt-produkteLangsames Neutron Moderator Steuerstab

Kernspaltung Uran 235 kontrollierte Kettenreaktion

gung. Bei jeder Spaltung entstehen zudem zwei bis

drei neue Neutronen, die weitere Spaltvorgänge ein-

leiten. Hierdurch entsteht eine sich selbst erhaltende

Kettenreaktion.

Das Ganze funktioniert jedoch nur dann, wenn es

gelingt, die schnellen Neutronen abzubremsen,

damit sie einen weiteren Urankern treffen können.

Als Neutronenbremse – die Fachleute nennen sie

Moderator – eignet sich Wasser. Mit dessen Hilfe

verlangsamt sich die Geschwindigkeit der Neutro-

nen auf das für die Spaltung richtige Maß.

Im Reaktor eines Kernkraftwerks geschieht nichts

Geheimnisvolles. Vielmehr macht sich der Mensch

hier, genauso wie in anderen Kraftwerken, natürliche

Vorgänge technisch nutzbar.

Wenn Neutronen mit relativ geringer Geschwindig-

keit auf einen Uran-235-Kern treffen, entsteht dabei

zunächst Uran 236, das in zwei radioaktive Spaltpro-

dukte zerfällt, die wiederum mit hohem Tempo aus-

einander fliegen, um anschließend von anderen

Atomen in der Umgebung abgebremst zu werden.

Aus dieser Bewegungsenergie wird durch die Ab-

bremsung verwertbare Wärme für die Stromerzeu-

Kernspaltung Uran 235 kontrollierte Kettenreaktion

Page 7: Kraftwerke Lingen

Mehrfach vorhanDen – Die SicherheitSeinrichtungen

Die Gewährleistung eines hohen Sicherheitsstandards ist zentrale Verpflichtung der Kernkraftwerksbetreiber.

Grundlage des hohen Sicherheitsniveaus ist eine

hochwertige technische Auslegung, durch die

Störungen zuverlässig vermieden werden. Daneben

werden Ausfälle von Systemen und Komponenten

„vorgedacht“ und sichergestellt, dass diese keine

Auswirkungen auf die Umgebung zur Folge haben.

Umfassende Inspektions- und Wartungsprogramme

dienen dazu, die Anlage stets in einem optimalen

Zustand zu halten und Unregelmäßigkeiten an

Anlagenteilen rechtzeitig zu erkennen und zu be-

heben.

Neben der Gewährleistung eines exzellenten tech-

nischen Zustands stehen auch organisatorische

Fragen und ein hohes Sicherheitsbewusstsein der

Kraftwerksmannschaft im Fokus der Betreiber-

anstrengungen.

Außerdem wird der Betrieb der Kernkraftwerke von

den zuständigen Behörden und Gutachtern streng

überwacht.

Die Auslegungsprinzipien

Vorsorglich wird bei der Auslegung von Kernkraft-

werken immer vom Zusammentreffen ungünstiger

Umstände und Schadensereignisse ausgegangen.

Daher werden bei der Planung sowie beim Bau der

Anlage die Auslegungsprinzipien Redundanz, Diver-

sität, räumliche Trennung und das so genannte Fail-

Safe-Prinzip umgesetzt.

Redundanz: Mehrere gleichartige Systeme haben

die gleiche Aufgabe. Eins springt im Notfall für das

andere ein. So gibt es z. B. in Lingen vier voneinan-

der unabhängige Notkühlsysteme, von denen

bereits zwei zum Kühlbetrieb ausreichend sind.

Diversität: Verschiedene Systeme haben die Aufgabe,

die gleiche Funktion zu erfüllen. Versagt beispiels-

weise das Einfahren der Steuerstäbe fallen diese

durch die Schwerkraft ein. Langfristig kann der Reak-

tor außerdem durch das Einpumpen einer Borlösung

sicher abgeschaltet werden.

Fail Safe: Alle Sicherheitssysteme wirken bei einer

Störung in die sichere Richtung. Fällt etwa die Strom-

versorgung aus, stellen sich Ventile und Klappen in

die sicherheitsrelevante Position.

Durch die räumliche Trennung der redundanten

und diversitären Einrichtungen wird sichergestellt,

dass nicht mehrere Systeme gleichzeitig durch

eine Ursache ausfallen können.

Sicherheit – iMMer auf DeM neueSten StanD

Brennstofftabletten

Metallhüllen

Reaktordruckbehälterund Kühlkreis

Biologisches Schild

Sicherheitsbehälter

Reaktorgebäude

Das Reaktorschutzsystem

Jedes Kernkraftwerk ist zusätzlich mit einem Reaktor-

schutzsystem ausgestattet. Es kontrolliert während

des Betriebs laufend alle wichtigen Messwerte,

vergleicht sie mit dem Soll-Zustand und korrigiert

von ihm erkannte anormale Betriebszustände. Wenn

bestimmte, zuvor genau festgelegte Grenzen erreicht

werden, löst das Reaktorschutzsystem automatisch

aktive Sicherheitsmaßnahmen – wie beispielsweise

die Reaktorschnellabschaltung oder die Notstrom-

versorgung – aus.

Sicherheitseinrichtungen und Sicherheitsmaß-

nahmen werden durch ein vorgegebenes Programm

wiederkehrender Prüfungen systematisch auf ihre

Funktionsfähigkeit geprüft.

Die Sicherheitseinrichtungen

Jede kerntechnische Anlage ist mit zahlreichen Sicher-

heitseinrichtungen versehen. An die Konstruktion von

Kernkraftwerken werden höchste Anforderungen

gestellt. Ziel aller Sicherheitsmaßnahmen bei Kern-

kraftwerken ist die Rückhaltung radioaktiver Stoffe,

die bei der Kernspaltung im Reaktorkern entstehen.

Hierzu bestehen folgende Rückhaltebarrieren:

› das Kristallgitter des Brennstoffes, das den

größten Teil der Spaltprodukte zurückhält

› die gasdichte und druckfeste Metallhülle um

die Brennstofftabletten (Brennstab)

› der Reaktordruckbehälter mit geschlossenem

Kühlkreis

› der biologische Schild: eine 2 Meter

starke Betonummantelung

› der Sicherheitsbehälter aus rund 38 Milimeter

dickem Stahl

› das Reaktorgebäude aus 2 Meter dickem

Stahlbeton.

12 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 13

Page 8: Kraftwerke Lingen

DaS SPeicherBecKen geeSte

Wie jedes Wärmekraftwerk benötigt auch das

Kernkraftwerk Emsland Wasser für seine Kühlung.

Es muss die Menge Wasser ersetzen, die über den

Kühlturm verdunstet. Dazu dient Wasser aus der Ems.

Da ihr Wasserstand jahreszeitlich oder wetterbedingt

schwanken kann, wurde für das Kernkraftwerk ein

künstlicher Wasserspeicher angelegt, das Speicher-

becken Geeste.

Das etwa 23 Millionen Kubikmeter Wasser fassende

Becken ist etwa zwölf Kilometer vom Kernkraftwerk

entfernt und wird über den Dortmund-Ems-Kanal

mit Wasser aus der Ems befüllt. Um das Speicher-

becken herum liegen ein großes Waldgebiet und ein

Feuchtbiotop, was sowohl dem nachhaltigen Umwelt-

schutz als auch dem Naherholungswert der Region

zugute kommt.

Die uMgeBung – StetS unter KontroLLe

Das Kernkraftwerk ist an das Fernüberwachungs-

system des niedersächsischen Landesamtes für

Umweltschutz angeschlossen. Dieses System über-

wacht völlig unabhängig von den betriebsinternen

Kontrolleinrichtungen des Kraftwerks Abluft und

Abwasser. Zusätzlich werden Messwerte aus der

Kraftwerksumgebung in regelmäßigen Abständen

automatisch abgerufen und an die zuständige Behörde

übertragen, um dort ausgewertet zu werden. Die

Auswertungen sind der Öffentlichkeit jederzeit frei

zugänglich.

Messproben aus Boden, Luft und Wasser rund

um das Kernkraftwerk Emsland belegen, dass die

gesetzlichen Grenzwerte nicht nur eingehalten,

sondern stets weit unterschritten werden.

Die gesamte Umgebung des Kernkraftwerks Emsland wird laufend von fach- kundigem Betriebspersonal und von unabhängigen Institutionen kontrolliert.

14 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 15

Page 9: Kraftwerke Lingen

Solche Abfälle sind in erster Linie verbrauchte

Brennelemente, die zukünftig in Endlagern dauerhaft

sicher eingeschlossen werden sollen. Bis solche

Endlager von der Bundesregierung zur Verfügung

gestellt werden, müssen die Brennelemente

zwischengelagert werden. Neben den zentralen

Zwischenlagern in Gorleben (Niedersachsen) und

Ahaus (Nordrhein-Westfalen) haben die Betreiber

von Kernkraftwerken, also auch RWE Power, im Sinne

des geänderten Atomgesetzes zusätzliche Zwischen-

lager an ihren Kraftwerksstandorten eingerichtet.

Das Standortzwischenlager Lingen (SZL) wurde Ende

2002 nach 18-monatiger Bauzeit in Betrieb genommen.

Das vom Bundesamt für Strahlenschutz geprüfte SZL

nimmt seither abgebrannte Brennelemente des Kern-

kraftwerks Emsland bis zu ihrem Transport in ein

Endlager nach spätestens 40 Jahren auf.

Das Lagergebäude

Das SZL ist 110 Meter lang, 27 Meter breit und ca. 20

Meter hoch und wurde etwa 100 Meter vom Reaktor-

gebäude des Kernkraftwerks auf dem Betriebsgelände

errichtet. Dank seiner 1,20 Meter dicken Außenwände

und seines 1,30 Meter starken Dachs ist das einer

Fabrikhalle ähnelnde Gebäude außerordentlich

robust und bietet rund 130 Castor-Behältern Platz.

Damit ist mehr als ausreichend Raum vorhanden

sowohl für die bereits in der Vergangenheit ver-

brauchten Brennelemente als auch für jene, die

während der verbleibenden Betriebsdauer des Kraft-

werkes anfallen werden.

Das Sicherheitskonzept

Der wichtigste Baustein der sicheren Aufbewahrung

und des Transports abgebrannter Brennelemente im

SZL ist der Behälter vom Typ Castor V/19 , der 19

Brennelemente aufnehmen kann. Der Castor ist unter

anderem mit einer Wandstärke von 40 Zentimetern so

stabil konstruiert, dass er einen Sturz aus neun Metern

Höhe auf festen Untergrund ebenso unbeschadet

DaS entSorgungSKonzePt – DaS StanDortzwiSchenLager Lingen

Bei der Stromerzeugung mit Kernenergie entstehen radioaktive Abfälle, die zeitweilig am Kraftwerksstandort sicher zwischengelagert werden müssen.

übersteht wie Außentemperaturen von

mindestens 800 Grad. Seine Hülle schirmt

radioaktive Strahlen so wirksam ab, dass

man sich gefahrlos in unmittelbarer Nähe

des Behälters aufhalten kann. Auch das

SZL-Gebäude mit seinen massiven Wänden

dient zur Abschirmung der Strahlung und

bietet außerdem wirksamen Schutz gegen

Erdbeben, Explosionsdruckwellen und

Flugzeugabstürze.

Der Weg verbrauchter Brennelemente

Verbrauchte Brennelemente werden aus

dem Reaktor entnommen und zunächst in

ein mit Wasser gefülltes, so genanntes

Abklingbecken innerhalb des Reaktorge-

bäudes gebracht, wo sie mindestens fünf

Jahre gelagert werden. Dabei verringert

sich ihre Wärmeleistung erheblich. Dann

werden sie in Castor-Behälter geladen und

auf einem kraftwerksinternen Schienenweg

in das Standortzwischenlager transportiert.

Die Dichtigkeit der Behälter wird nicht nur

während des Transports, sondern während

der gesamten Lagerzeit permanent über-

wacht.

Die Restwärme, die von den Behältern

ausgeht, wird durch natürlichen Luftzug

oder mit Hilfe von Lüftern abgeführt. Die

von den Behältern emittierte Strahlung ist

äußerst gering, wird aber ebenfalls

kontinuierlich überwacht.

Castor

2,44 m

5,8

6 m

20 22 24 Uhr

Doppeldeckelsystem

Grundkörper

Tragkorb

Moderatorstab

Kühlrippe

16 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 17

Castor

Blick in einen Castor-Behälter

Page 10: Kraftwerke Lingen

erDgaS für StroM unD wärMe – DaS erDgaSKraftwerK eMSLanD

Erdgas ist besonders umweltfreundlich. Gaskraft-

werke erzielen hohe Wirkungsgrade und arbeiten

nahezu schadstofffrei. Bei der Verbrennung von

Erdgas entsteht keine Asche. Ein weiteres Plus:

Die Anfahrzeit eines Gaskraftwerks von Stillstand

auf Volllast ist sehr kurz. Deshalb wird dieser An-

lagentyp vor allem zu Abdeckung von Lastspitzen

oder bei Kraftwerksausfällen im Stromnetz einge-

setzt.

Das Erdgaskraftwerk Emsland besteht aus den bei-

den 1974/75 ans Netz gegangenen Blöcken B und C

sowie – seit 2010 – dem Block D. Zurzeit ersetzt

Betreiberin RWE Power die Gasturbinen der älteren

Einheiten durch neue Modelle und wendet dafür 200

Millionen Euro auf.

Die Lingener Gaskraftwerke sind im Prinzip Wärme-

kraftwerke wie andere auch: Sie nutzen statt Kohle

oder Kernspaltung Erdgas, um Wasser zu verdampfen

und damit eine Turbine mit angeschlossenem Gene-

rator anzutreiben. Die Blöcke B und C auf der einen

und Block D auf der anderen Seite unterscheiden sich

jedoch in einem wesentlichen Detail: B und C erzeu-

gen den Dampf mit einer Erdgasfeuerung, Block D

nur mit dem heißen Abgas der Gasturbinen.

Spitzentechnik in der Spitzenlast: RWE Power investiert 700 Millionen Euro in Neubau und Modernisierung.

18 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 19

Page 11: Kraftwerke Lingen

Block D, das Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk

(GuD) am Standort Lingen, setzt weltweit Maßstäbe

in Effizienz und Umweltfreundlichkeit.

In Block D werden die heißen Turbinenabgase Dampf-

erzeugern ohne Feuerung, so genannten Abhitze-

kesseln, zugeführt. Dort verwandeln sie Wasser in

Dampf, der dann wiederum Dampfturbine und

Generator antreibt. Die Anlage erreicht einen Netto-

wirkungsgrad von 59,2 Prozent.

Block D besteht aus zwei Gasturbinen à 280 MW,

zwei Abhitzekesseln und einer gemeinsamen Dampf-

turbine mit 326 MW elektrischer Leistung. Sie ist auf

eine Frischdampftemperatur von 585 Grad und

einen Druck von 159,2 bar ausgelegt.

Wie die benachbarten Blöcke B und C ist auch Block

D für die Kraft-Wärme-Kopplung ausgelegt. Er kann

stündlich 100 Tonnen Prozessdampf auskoppeln.

Das heißt: Ein Teil des Dampfes wird von der Dampf-

turbine abgezweigt und kann für Industriezwecke

(Dampfkunden) zur Verfügung gestellt werden.

Dieser Dampf ist energetisch hochaufgeladen und

keinesfalls mit dem nur lauwarmen Kühlwasser oder

gar den Dunstschwaden zu verwechseln, die von

den Kühltürmen der Kraftwerke abgegeben werden.

Durch die GuD-Technik erhöht sich der Wirkungsgrad

eines Erdgaskraftwerks beträchtlich, im Fall von

Block D auf 59,2 Prozent. Ein derart effizienter Einsatz

von Brennstoff und Wärme verringert auch den CO2-

Ausstoß erheblich – zum Wohl der Umwelt und des

Klimaschutzes.

Schon heute wird ein Teil des Dampfes ausgekoppelt

und an die Dralon GmbH (Faserwerke) im Lingener

Industriepark Süd geliefert. Die Kunden decken damit

den Wärmebedarf ihrer Produktion und können dafür

auf eigene Heiz- oder Kraftwerksanlagen verzichten.

Kern der beiden Blöcke sind die beiden Dampfer-

zeuger: Die 16 Gasbrenner pro Kessel erreichen

Flammentemperaturen von 1.350 Grad. Sie erhitzen

Wasser, das anschließend als 535 Grad heißer Dampf

unter einem Druck von bis zu 185 Bar eine Dampf-

turbine antreibt. Der Dampf strömt auf die Turbinen-

schaufeln und versetzt die Antriebswelle in Rotation.

Wie bei allen Turbinen wird durch diese Drehbewe-

gung ein Generator angetrieben, der den Strom

erzeugt, in diesem Fall mit einer Nettoleistung von

355 MW.

Den Dampferzeugern vorgeschaltet ist zurzeit jeweils

eine Gasturbine von 55 MW. Sie treibt mit dem ent-

stehenden Gemisch aus Verbrennungsgasen und

Luft einen eigenen Generator an. Anschließend

werden die 430 Grad heißen und sauerstoffreichen

Verbrennungsabgase im Dampferzeuger als Ver-

brennungsluft zum Erhitzen des Wassers für die

Dampfturbinen genutzt. Weil die Gasturbinen den

Kernprozess auf diese Weise ergänzen, bezeichnet

man sie in diesem Fall auch als Vorschalt-Gasturbinen.

Wegen der effektiven und umweltfreundlichen

Kombination zweier unterschiedlicher Turbinen

wird dieser Anlagentyp Kombikraftwerk genannt.

Zurzeit ersetzt RWE Power die beiden Gasturbinen

der Blöcke B und C durch jeweils zwei neue Aggregate.

Während die alten einen Wirkungsgrad von 26

Prozent haben, erreichen die neuen Turbinen des

Herstellers Rolls Royce 40 Prozent. Die 200-Millionen-

Euro-Investition steigert den Gesamtwirkungsgrad

der Kombiblöcke um bis zu zwölf Prozent und verrin-

gert den CO2-Ausstoß bei gleicher Stromerzeugung

um über 45.000 Tonnen pro Jahr.

Die guD-anLageDie BLöcKe B unD c – StarK Durch KoMBination

Zwischen-überhitzer

Speisepumpe

Gasregelstation

Dortmund-Ems-Kanal

BrennstoffGasturbine

Ansaugluft

Generator

Dampfturbine

Speisewasser

Dampf

Dampferzeuger

WehrEms

Generator

Kondensator

Kühlwasserpumpen

Gasbrenner

Gasturbine

Ansaugluft

Generator

Dampfturbine

Gaszuleitung

heiße Abgase

Kondensator

Speisewasser

Abhitze-dampferzeuger

DampfauskopplungFaserwerke Lingen

Ansaugluft

GasturbineGenerator

Generator

heiße Abgase

Ansaugluft

GasturbineGenerator

Kühlwasserpumpen

Dampf-turbine

SpeisepumpenAbflut-wasser

Kühlturm-zusatzwasser Abflut-

wasserKühlturm-

zusatzwasser

Abhitze-dampferzeuger

Speisewasser

Kühlturm KühlturmDampf

DampfauskopplungFaserwerke Lingen

Zwischen-überhitzer

Speisepumpe

Gasregelstation

Dortmund-Ems-Kanal

BrennstoffGasturbine

Ansaugluft

Generator

Dampfturbine

Speisewasser

Dampf

Dampferzeuger

WehrEms

Generator

Kondensator

Kühlwasserpumpen

Gasbrenner

Gasturbine

Ansaugluft

Generator

Dampfturbine

Gaszuleitung

heiße Abgase

Kondensator

Speisewasser

Abhitze-dampferzeuger

DampfauskopplungFaserwerke Lingen

Ansaugluft

GasturbineGenerator

Generator

heiße Abgase

Ansaugluft

GasturbineGenerator

Kühlwasserpumpen

Dampf-turbine

SpeisepumpenAbflut-wasser

Kühlturm-zusatzwasser Abflut-

wasserKühlturm-

zusatzwasser

Abhitze-dampferzeuger

Speisewasser

Kühlturm KühlturmDampf

DampfauskopplungFaserwerke Lingen

Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk

Kombiblock

20 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 21

Dortmund-Ems-Kanal

Ems

Page 12: Kraftwerke Lingen

gaSverSorgung unD oPtiMierungSLeitung

Das Erdgaskraftwerk Emsland profitiert von seiner

optimalen Anbindung an das Ferngasnetz:

RWE Power bezieht den Brennstoff aus fünf verschie-

denen Versorgungsnetzen. Um die Gasversorgung

des Kraftwerks noch weiter zu verbessern, hat RWE

Power zusätzlich eine so genannte Optimierungs-

leitung gebaut. Diese rund 15 Kilometer lange und

etwa 1,50 Meter dicke unterirdische Leitung ist in

etwa drei Kilometern Entfernung vom Kraftwerk ver-

baut. Sie dient der Bevorratung von Brennstoff und

kann bis zu 900.000 Kubikmeter Erdgas bereitstellen.

Das von einer Verdichterstation auf dem Kraftwerks-

gelände so auf 100 bar komprimierte Gas entspricht

der Menge, die das Kraftwerk für sechs Stunden Voll-

lastbetrieb benötigt. Dadurch können kurzzeitige

Schwankungen im Stromnetz ausgeglichen werden.

Auch die Brennstoffbeschaffung auf dem internatio-

nalen Gasmarkt wird durch die Bevorratung flexibler,

da sich die Preisschwankungen nicht ungebremst

auswirken können. Die Optimierungsleitung dient

also sowohl in logistischer als auch in finanzieller

Hinsicht als Puffer.

Mit ihrer Form und im Aufbauprinzip ähnelt die Gas-

turbine eines Kraftwerks dem Strahltriebwerk eines

Flugzeugs: Vorne tritt Luft ein, in der Mitte wird sie

mit Brenngas verwirbelt und verbrannt, am Ende

entsteht der Schub, den das Flugzeug braucht.

Mit ihrer hohen Leistungsdichte und Schnellstart-

fähigkeit sind Gasturbinen die Power-Pakete der

Stromversorgung: Eine einzelne Anlage von der

ungefähren Größe eines Sattelschleppers kann

eine Stadt von 300.000 Einwohnern mit Strom

versorgen, und das binnen weniger Minuten.

Der Begriff „Gasturbine“ bezeichnet gewöhnlich

das gesamte Aggregat, das im wesentlichen aus

Kompressor/Verdichter, Brennkammer(n) und der

eigentlichen Turbine besteht.

RWE Power setzt in der GuD-Anlage zwei Turbinen

des innovativen Typs Alstom GT 26 ein. Am vorderen

Abschnitt, dem Kompressor, wird Außenluft ange-

saugt und durch 22 Schaufelräder verdichtet. Durch

diesen Druckanstieg erhitzt sie sich. In der ersten

Brennkammer wird auf 150 Grad vorgewärmtes Erd-

gas mit einem Druck von 50 Bar zugemischt und

verbrannt. Die Luft wird dabei so geführt, dass die

rund 1.200 Grad heiße Flamme nicht mit der metal-

lischen Wand der Brennkammer in Kontakt kommt.

Das heiße, sauerstoffarme Abgas treibt eine Hoch-

druckturbine an und wird dort mit einem Gas-Luft-

Gemisch verwirbelt, das sich in der anschließenden

zweiten Brennkammer selbst entzündet. Die 630

Grad heißen Abgase strömen in das Niederdruckteil

der Turbine, treiben dort eine Reihe von Schaufel-

rädern an und erzeugen so die Drehbewegung für

den Antrieb des Generators. Anschließend gelangen

sie in den Wärmetauscher des Abhitzekessels, wo

sie zur Dampferzeugung wiederverwertet werden.

Das Novum der GT26 von Alstom ist die serielle

oder doppelte Verbrennung in zwei Kammern.

Sie steigert den Wirkungsgrad der Gasturbinen-

technik, ohne die materialkritischen Verbrennungs-

temperaturen wesentlich zu steigern. Das sichert

niedrige Emissionen sowohl im Voll- als auch im

Teillastbetrieb.

gaSturBine

GasunieVlieghuis

Emlichheim

Erdgasspeicher Kalle

Itterbeck

UelsenNeuenhaus

E.On/Ruhrgas

BEB

WEDAL

Emsbüren

EGMRWE Energy

Station Bookfeld

vertraglich: 148 TNm³/htechnisch: 400 TNm³/h 67,5 bar

180 TNm³/h 80 bar

200 TNm³/h 40 bar

130 TNm³/h

50 TNm³/h40 bar

Niederlande

KEM

Optimierungsleitungmit Anbindung im KEM

> Verdichterstandort neben GuD-Anlage

Nordhorn

Lingen

Erdgasspeicher Itterbeck

RWE Power, KEMRWE EnergyEGME.ON/RuhrgasBEB H-GasBEB L-GasGrenzeErdgasförderstationen

22 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 23

Page 13: Kraftwerke Lingen

RWE Power betreibt am Standort Lingen seit 1984 ein Informationszentrum, das bereits über 300.000 Gäste besucht haben.

inforMation zuM StanDort – offen für Den DiaLog

In der Dauerausstellung können sich Besucher mit

Hilfe moderner interaktiver Medien umfassend über

die Kraftwerke am Standort sowie über energiewirt-

schaftliche Themen informieren.

So gibt zum Beispiel ein virtueller Kraftwerksrundgang

Einblick in die Funktionsweise eines Kernkraftwerks.

Eingehend behandelt werden auch Fragen der

Sicherheit von Kernkraftwerken und der Lagerung von

benutzten Brennelementen. Ein großes Exponat im

räumlichen Mittelpunkt der Dauerausstellung beschäf-

tigt sich mit der Stromversorgung Europas heute

und in der Zukunft. Dabei werden alle beteiligten

RWE Power AG

Informationszentrum Kraftwerksstandort Lingen

Am Hilgenberg

49811 Lingen

T +49 591 806-1611

F +49 591 806-1610

E [email protected]

I www.rwe.com/rwepower

Energieträger (fossile Brennstoffe, Kernenergie,

erneuerbare Energien) im Zusammenhang mit den

drei zentralen Aspekten der Energieversorgung –

Wirtschaftlichkeit, Versorgungssicherheit und

Umweltschutz – vorgestellt.

Besuchergruppen sollten rechtzeitig einen Termin

unter der angegebenen Telefonnummer reservieren,

vor allem wenn sie auch einen Besuch in einem der

Kraftwerke planen.

Einzelbesucher sind jederzeit herzlich willkommen

und benötigen keine Voranmeldung.

Sie sichern die Arbeitsplätze von rund 500 eigenen

Mitarbeitern und zahlreiche weitere bei Zulieferern

und Dienstleistern. Hinzu kommt die vielseitige

Berufsausbildung junger Menschen, die am Standort

in verschiedenen gewerblich-technischen Tätigkeiten

geschult werden.

Die Kraftwerke Lingen sind auch ein Standortvorteil

für die ortsansässige Industrie. Seit Jahrzehnten

werden Industriekunden von den bestehenden

Gaskraftwerken nicht nur mit Strom, sondern auch

zuverlässig mit Prozessdampf versorgt. Auch die

neue GuD-Anlage ist für diese Dienstleistung bereits

technisch ausgelegt.

Die Kraftwerke am Standort Lingen sind ein wichtiger Wirtschaftsfaktor in der Region Emsland.

Öffnungszeiten:

montags bis donnerstags von 08.00 - 17.00 Uhr

freitags von 08.00 - 16.00 Uhr

samstags und sonntags von 10.00 - 17.00 Uhr

(Mai bis September)

wichtiger wirtSchaftSfaKtor – Sichere arBeitSPLätze

24 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 25

Page 14: Kraftwerke Lingen

Reaktorwärmeleistung

el. Bruttoleistung

el. Nettoleistung

Netto-Wirkungsgrad

Anzahl der Brennelemente

Dampfstrom

Frischdampfdruck/Temperatur

Kondensator-Kühlwassermenge

MW

MW

MW

%

kg/s

bar/ºC

kg/s

3.850

1.400

1.329

34,50

193

2.133

62,0/279

43.889

Beckeninhalt

Gesamtfläche Speicherbecken

Länge Dammkrone (in Kronenmitte)

Dammkrone

Sohle

Beckentiefe

Stauziel

Mio m3

Mio m2

m

m ü. NN

m ü. NN

m

m ü. NN

23,00

2,30

5.818,32

36,00

21 – 19,50

15 – 16,50

34,00

Generatorleistung Gasturbine

Generatorleistung Dampfturbine

Gesamtnettowirkungsgrad

Gasturbine

Erdgasmenge

Drehzahl

Dampferzeuger

Anzahl der Brenner

Erdgasmenge maximal

Dampfkraftanlage

Drehzahl

Kühlwassermenge

Dampfstrom

Dampftemperatur

Dampfdruck

Block B/C

55 (2x)

365 (2x)

42

5,6

3.000

16

22

3.000

8.944

320

535

185,4

Block D

281 (2x)

326

59,2

39,43

3.000

3.000

11.526

234,5

585

160

MW

MW

%

Nm3/s

min

Nm3/s

min

kg/s

kg/s

°C

bar

Kernkraftwerk Emsland

Speicherbecken Geeste

Erdgaskraftwerk Emsland

techniSche Daten KernKraftwerK eMSLanD techniSche Daten erDgaSKraftwerK eMSLanD

26 KraftwerKe Lingen