Zustandsüberwachung und Testanwendungen für Atomkraftwerke erfordern verschiedene Technologien und Messketten.

Zustands- überwachung: Lösungen für Atomkraftwerke

Moderne Kernkraftwerke verwenden Zustandsüberwachungssysteme, um Sicherheit, Effizienz und Leistung zu gewährleisten. Kistler liefert zeitgemäße Überwachungslösungen für die Atomenergiebranche. Solche anwendungsspezifischen Sensoren und Systemen können auch für laufende Werke nachgerüstet werden.

Atomenergie wurde erstmals 1948 eingesetzt, um eine Glühlampe zu betreiben. Heute stellen Atomkraftwerke etwa 14 Prozent des weltweiten Energieaufkommens bereit – mit steigender Tendenz: viele Länder weltweit investieren weiter in diese emissionsfreie Technologie, die weithin als Brücke zu einer zukunftsfähigen und CO2-neutralen Energieversorgung gesehen wird – sei es mit traditionellen Kernkraftwerken oder neuartigen kleinen modularen Reaktoren (SMRs).

Messtechnik von Kistler spielt eine wichtige Rolle in typischen Anwendungen innerhalb und außerhalb des Reaktors, zum Beispiel für Loose Part Monitoring, strömungsinduzierte Schwingungsüberwachung und dynamische Druckmessung. Kistler verfügt über wertvolle Erfahrung mit verschiedenen installierten Lösungen in Subsystemen wie Dampfgeneratoren, Kernen und Leitungen.

Hochtemperatur-Fähigkeit

Für den Einsatz in heißen Umgebungen stellt Kistler Hochtemperatur-Druck- und -Beschleunigungssensoren bis 700°C und mehr bereit (kurzzeitig bis 1000°C).

Robustes und zuverlässiges Design

Zustandsüberwachungslösungen von Kistler werden in Atomkraftwerken weltweit eingesetzt und verfügen über spezielle Designelemente für den verlässlichen Betrieb in rauen Umgebungen.

Hohe Empfindlichkeit und kurze Ansprechzeit

Für die Echtzeitüberwachung von sicherheits- und leistungskritischen Systemen bieten unsere Sensoren eine hohe Eigenfrequenz – um z.B. kleine Druckpulsationen bei hohem statischen Druck zu messen.

Hohe thermische Stabilität

Reaktoren sind Umgebungen mit schnellen und starken Temperaturänderungen. Für genaue Messungen bieten Sensoren von Kistler hohe thermische Stabilität dank optimierter Membranen.

Einsatzbereite Systeme für Tests in Atomkraftwerken

Loose Part Monitoring

Kernkraftwerke sind komplexe Strukturen mit Tausenden kleiner Komponenten wie Halterungen, Ventile und Schrauben. Lose Teile, die durch Abnutzung und Materialermüdung entstehen oder durch fehlerhafte Wartung, können zu Sicherheits- und Leistungsrisiken führen. Die frühe Erkennung loser Teile hilft dabei, Beschädigungen und Fehlfunktionen von Hauptsystemkomponenten zu vermeiden oder zu vermindern.
Eine Loose Part Monitoring System (LPMS) umfasst typischerweise einen Satz Beschleunigungssensoren, die an kritischen Stellen des überwachten Systems platziert werden (z.B. Reaktorbehälter, Dampfgeneratoren oder Kühlmittelpumpen) sowie entsprechende Kabel und Elektronik für die Datenverarbeitung. Kistler ist in der Lage, komplette Messketten für LPMS auf der Basis spezifischer Kundenanforderungen zu liefern.

Geeignete Schwingungsüberwachung gewährleistet den sicheren Betrieb des Atomkraftwerks sowie maximale Effizienz und Leistung.

Schwingungsüberwachung und -tests

Strömungsinduzierte Vibrationen mindern die Leistung und können zu sicherheitskritischen Fehlfunktionen führen. Zu den Haupttests gehören modellbasiertes Testen des Druckwasserreaktors (PWR), der Brennstäbe-Steuerung (RCC) und des Dampfgenerators. Dank ihrer Kompaktheit, Wasserdichtigkeit, hohen Temperaturstabilität und der Fähigkeit, über die gesamte Testphase dynamische Ausschläge zu erfassen, sind Sensoren von Kistler erste Wahl.

Richtiges Testen von Komponenten inner- und außerhalb des Reaktors garantiert den sicheren Betrieb des Atomkraftwerks, um dessen Effizienz und Leistung zu maximieren. Ein spezielles Verfahren in diesem Feld sind Kontaktermüdungstests, zum Beispiel in den Röhren des Dampfgenerators. Reibermüdung tritt oft auf als Resultat der relativen Bewegung sich berührender Teile. Im Unterschied zu Gleitverschleiß haben diese Bewegungen meist niedrige Amplituden.

Druckpulsationsmessung in Atomkraftwerken garantiert die Sicherheit und optimiert die Leistung.

Dynamische Druckmessung

Im Reaktorumwälzsystem (z.B. dem Strömungsausgleichsbecken) und den angeschlossenen Leitungen eines Kernkraftwerks müssen Druckpulsationen getestet und überwacht werden, um die Sicherheit zu gewährleisten und die Leistung zu optimieren – vor allem bei Nutzung moderner drehzahlgeregelter Pumpen, die Lärmschall und Schwingungen verursachen können.
Mit Hilfe von sehr kleinen, hochempfindlichen und sehr temperaturstabilen Druckaufnehmern können Fluidresonanzen und sogar kleine Druckpulsationen bei hohen statischen Drücken präzise erfasst werden. Für diese Anwendungen zur Zustandsüberwachung bieten wir piezoelektrische Drucksensoren mit Ladungs- oder Spannungsausgang, flexiblen Mess- (bis zu 250 bar) und weiten Betriebstemperaturbereichen.