Wallmann-Ventil

Das sogenannte Wallmann-Ventil ist eine Sicherheitseinrichtung in Kernkraftwerken. Es soll die geordnete und gefilterte Druckentlastung des Sicherheitsbehälters von Leichtwasser-Kernkraftwerken sicherstellen. Die geordnete Druckentlastung wird auch „Venting“ genannt.

Entstehungsgeschichte

Nach der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl 1986 sah sich die Bundesregierung zum Handeln gezwungen.^[1] Als eine frühe Maßnahme war Walter Wallmann am 6. Juni 1986 vom damaligen Bundeskanzler Helmut Kohl zum ersten Bundesminister für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit ernannt worden. Unter Wallmann war nun geplant, die Sicherheitsphilosophie der deutschen Kernkraftwerke nicht mehr fast ausschließlich auf die Verhinderung des größten anzunehmenden Unfalls (GAU) auszurichten. Stattdessen sei auch die Beherrschung auslegungsüberschreitender Unfälle in den Blick zu nehmen.

Um diese Vorgaben umzusetzen, erbat die bundesdeutsche Reaktor-Sicherheitskommission (RSK) Anfang August 1986 von Kraftwerksherstellern, Elektrizitätsversorgungsunternehmen und Managern von Atomkraftwerken Auskünfte, wie bei einem Notfall mit Kernschmelze ein Versagen des Sicherheitsbehälters verhindert werden könne. Insbesondere solle verhindert werden, dass der Auslegungsdruck des Sicherheitsbehälters durch „langsamen Druckaufbau“ für längere Zeit überschritten werde. Diese Anfrage lief bereits auf den nachträglichen Einbau einer „Art Ventil samt Strahlenfilter“ hinaus.^[1] Zwei Wochen nach Bekanntwerden der Pläne Wallmanns und der RSK bezeichnet Der Spiegel diese Ventile als Wallmann-Ventile.^[2]

Als Ergebnis ihrer Analysen stellt die RSK fest, dass „jenseits der erforderlichen Schadensvorsorge Maßnahmen zur Eindämmung der Folgen hypothetischer Unfälle dann vorgesehen werden sollten, wenn mit vertretbarem Aufwand eine nennenswerte Minderung des ohnehin geringen Restrisikos erreicht werden kann.“^[3] Für Druckwasserreaktoren schlug die RSK im Dezember 1986 unter Berücksichtigung erster Ergebnisse der Deutschen Risikostudie Kernkraftwerke, Phase B vor, eine gefilterte Druckentlastung des Reaktorsicherheitsbehälters bei Kernschmelzunfällen mit langsamem Druckaufbau vorzusehen.^[4] Wallmanns Nachfolger im Amt des Umweltministers, Klaus Töpfer, schrieb auf Grundlage der Empfehlungen der RSK dann 1987 als eine der umzusetzenden Maßnahmen den Einbau der Wallmann-Ventile vor.

Aufbau und Funktionsweise

Das Wallmann-Sicherheitsventil soll bei einem schweren Reaktorunfall (siehe Auslegungsstörfall, Kernschmelze) ein Bersten des Volldruck-Sicherheitsbehälters infolge zu hohen Druckaufbaus verhindern.^[5] Durch das Ventil kann das überschüssige Gas gefiltert über einen Abluftkamin in die Atmosphäre abgegeben werden. Nach Angaben der Betreiber können die Filter die Radioaktivität der Luft bis zum Austritt ins Freie auf ein Hundertstel verringern.^[5] Die Filter können aber auch verstopfen, die Filterung mittels keramischer Filterkerzen konzentriert sich im Wesentlichen auf Schwebstoffe, eine Filterung der aus dem Kern stammenden, teilweise radioaktiven Gase und Edelgase findet nicht statt.

Entsprechende Druckentlastungs- und Filtereinrichtungen waren für Druckwasserreaktoren 1987 bereits bekannt, ebenso für gasgekühlte Kernreaktoren. Für die Siemens AG reichte Werner Engl am 8. Mai 1987 ein unmittelbar auf die Anforderungen der RSK reagierendes Patent für eine „Druckentlastungs- und Filtereinrichtung für kerntechnische Anlagen, insbesondere für Siedewasserreaktoren“ ein.^[4]

Ausland und Anwendung

Ventile zur geordneten Druckentlastung des Sicherheitsbehälters sind weltweit unter unterschiedlichen Bezeichnungen verbreitet (siehe auch Venting).

Zuordnung von Druckentlastungen und Strahlungsmessungen während der Unfälle in Fukushima

Sowohl beim Vorfall in Harrisburg als auch bei den Vorfällen in Fukushima wurden Druckentlastungen vorgenommen. Inwieweit dabei Radionuklide durch eine Filterung zurückgehalten wurden, ist nicht in jedem Fall bekannt. In beiden Fällen wurde Radioaktivität freigesetzt. In Fukushima konnten einige aufgezeichnete Messwertspitzen zeitlich den Ventingereignissen zugeordnet werden. Zumindest in Harrisburg wurde durch ein Venting ein Überdruckversagen des Reaktordruckbehälters – trotz Kernschmelze – erfolgreich verhindert. Die Schäden an den Behältern, Containments und Rohrleitungen der Reaktoren in Fukushima konnten wegen der noch laufenden Maßnahmen noch nicht untersucht werden.

Im nahegelegenen Kernkraftwerk Fukushima Daini musste während der Reaktorschnellabschaltung im März 2011 mit folgender Überhitzung der Kondensationskammern bei den Blöcken 1, 2 und 3 ein Ablassen von Dampf (und damit Innendruck) durch die Kamine vorbereitet werden. Letztlich konnten die Reaktoren auch ohne Venting gekühlt werden. Der Vorfall wurde als INES-3-Störfall eingestuft.

Bei der Katastrophe von Tschernobyl hätte ein entsprechendes Ventil bauart- und ablaufbedingt keine Wirkung gezeigt. Die dem Brand und der Freisetzung von Radionukliden zugrundeliegende Dampf- oder Wasserstoffexplosion erfolgte nahezu augenblicklich im zentralen Behälter.

Literatur

• Patent DE3715467A1: „Druckentlastungs- und Filtereinrichtung für kerntechnische Anlagen, insbesondere für Siedewasserreaktoren“.^[4]

Einzelnachweise

Weblinks

• Gefilterte Druckentlastung für den Sicherheitsbehälter von Leichtwasserreaktoren
• Sicherheit ist ein dynamischer Begriff
• Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke, Phase B