Schwing

South-Carolina

Zwei SCHWING Autobetonpumpen betonieren an stillgelegtem Reaktor

Eine Atomkraftanlage in Süd-Carolina, einst fester Bestandteil des frühen nuklearen Engagements der Vereinigten Staaten, wird jetzt in die Geschichtsbücher verbannt. Das ursprünglich 80.000 ha große Gelände wird weitestgehend renaturiert. Ausgenommen sind etwa 10% der Gesamtfläche, auf denen sich ein Institut für Nuklearforschung und Entwicklung des Department of Energy der Vereinigten Staaten befindet. Auf diesem Teil des Geländes wird Uran zur Energiegewinnung aufbereitet. Die kontaminierten Überreste der über 60 Jahre alten, stillgelegten Reaktoren und eines angrenzenden Gebäudes, das zur Zerlegung von Brennstäben und Reinigung von Kühlwasser genutzt wurde, sollen abgedeckt werden. Dazu fördern und verteilen zwei SCHWING Betonpumpen mehr als 145.000 m3 Verfüllmaterial und Beton. Außerdem sollen  der Kühlturm abgerissen, außenliegenden Öffnungen versiegelt und das Dach bearbeitet werden.

Durchgeführt wird dieses Projekt von der Fa. Baker Concrete Construction aus Monroe im US-Bundesstaat Ohio. „Wir waren gut auf dieses Projekt vorbereitet, denn wir arbeiteten schon mit unserem eigenen umfassenden Qualitätssicherungsprogramm, um die US-Norm ASME NQA-1 (Norm zu Anforderungen an die Qualitätssicherung bei Anwendungen in Nuklearanlagen) zu erfüllen“, erklärte Chuck Fiala, Projektleiter bei Baker. Das Programm der American Society of Mechanical Engineers Nuclear Quality Assurance stellt Normen auf, die u. a. die Qualität von Bauten, Systemen und Komponenten in nuklearen Anlagen bestimmen. Hierzu gehören auch Umbau- und Rückbaumaßnahmen.

Baker kooperiert auch bei diesem Projekt mit seinem langjährigen Pumpdienst-Partner Ramcrete Inc. aus Hamilton, Ohio. Das Unternehmen kann auf eine breite Palette an Autobetonpumpen mit unterschiedlichen Reichhöhen, zwischen 61 und 31 m zurückgreifen, mit denen die spezifischen Anforderungen jedes Auftraggebers erfüllt werden können. Bei diesem Projekt kommen die SCHWING Autobetonpumpen S 61 SX und S 47 SX zum Einsatz. Beide besitzen die in einer Kreisbogenform ausfahrenden Super-X-Abstützungen, dank derer die Pumpen so nah wie möglich am Einbringungsort positioniert werden können. Dies war in diesem Fall besonders wichtig, da es strenge Vorschriften zur Einhaltung des Sicherheitsabstands gab. Ein weiterer Vorteil dieses Abstützungssystems ist der dadurch geschaffene Freiraum im Unterbau der Maschine. Erst durch dieses System wird der Einbau einer Pumpenbatterie mit einer Länge von 2,50 m möglich. Das bedeutet: weniger Hübe, geringerer Verschleiß, und höhere Laufruhe. Zusammen mit dem Rock-Schiebersystem und dem offenen Hydraulikkreislauf resultieren daraus eine bessere Energieeffizienz und höhere Wirtschaftlichkeit. Von großem Vorteil sind auch die extrem feinfühlig und exakt zu bewegenden Verteilermasten der beiden Pumpen. „Gerade bei solch kleinen Gebäudeöffnungen wie man sie hier teilweise vorfindet, sind herausragende Einfädeleigenschaften der Ausleger von unschätzbarem Wert.“

Das Unternehmen Savannah River Nuclear Solutions (SRNS), LLC, ist die Betreibergesellschaft der Nuklearanlage. Zur Vorbereitung des Rückbaus der beiden Reaktoren, die seit einigen Jahrzehnten stillgelegt sind, riss SNRS einen Teil der oberirdischen Bauten ab und zerlegte sie. Die verbliebenen unterirdischen Teile der Reaktoren P & R, die 9,5 km auseinanderliegen, sind die Gebäudeteile, die mit einem zementären Material verfüllt werden sollen, das auf der Baustelle „Magerverfüllung“, „hoch-fließfähige Mischung“ oder „fließfähiges Verfüllmaterial“ genannt wird. In den Projekt-Spezifikationen wird es als „Material mit kontrolliert geringer Festigkeit bezeichnet.“

Drei dieser Mischungen wurden speziell für die unterschiedlichen Anwendungen auf der Baustelle entwickelt: Eine CLSM-Mischung, spezifiziert für Congested Dry Area Placements (Ausbringung auf dichtem, trockenem Gelände), enthält 68 kg Portland Zement, 227 kg Flugasche, 1051 kg Sand und 286,4 l Wasser. Das Ergebnis ist ein Wasser-Zement-  und Flugasche-Wert von 0,59. Die zweite CSLM-Mischung  wurde für Uncongested Dry Area Placements (Ausbringung auf lockerem, trockenem Gelände) spezifiziert und enthält 68 kg Portland Zement, 227 kg Flugasche, 839 kg Sand, 363 kg Feinkies und 227 l Wasser. Das bedeutet einen W/Z-  und Flugasche-Wert von 0,64. Die dritte Mischung für Unterwasserausbringung besteht aus 68 kg Portland Zement, 227 kg Flugasche, 848 kg Sand, 395 kg Feinkies und 189 l Wasser, und besitzt einen W/Z-  und Flugasche-Wert von 0,54.

Zu jedem Reaktor gehörte ein Gelände mit einer Fläche von ca. 76 m x 92 m mit vielen unterirdischen Räumen, Korridoren, Treppenhäusern und den Reaktorbehältern. Eine Betonplatte bedeckt die gesamten, unterhalb der Geländeoberfläche gelegenen Teile der Anlage. Also musste ein komplexes Leitungssystem mit Umleitventilen entwickelt werden, damit alle Hohlräume verfüllt werden können. Auf dem jeweiligen Gelände der beiden Reaktoren bohrte das Team von Baker mehr als einhundert Zugangslöcher durch eine über 1,22 m mächtige Betonschicht. Zum Verfüllen der Reaktoren wurden jeweils über 900 m Rohrleitungen verlegt.

Auf jedem der beiden Reaktorgelände wurden vier Positionen für die Pumpen ausgewählt. Die Leitung wird an einem 90°-Rohrbogen angebracht, der wiederum mit einem Reduzierstück verbunden ist, das direkt an den Auslass des Rock-Schiebers angeschlossen ist. „Wir arbeiteten bei dem Verlegen der Rohrleitung mit Plänen aus dem Jahr 1952“, erklärt Keith Jones, Verantwortlicher für den Pumpenbetrieb vor Ort. Die Teams arbeiteten 6 Monate lang an fünf Tagen in der Woche und 12 Stunden am Tag um jede Pore in den Bauten zu füllen. „Die Magerverfüllung hat keine so stark abschleifende Wirkung, aber wir pumpen mit einem hohen Tempo“, im Durchschnitt 115 bis 152 m3/h und damit 73.000 m3 in sechs Monaten.  „Die Zuverlässigkeit der Pumpen ist ein sehr wichtiger Faktor. In manchen Situationen hat man nur einen Versuch“, erläutert Jones.

Über jedem Reaktorbehälter wurde ein 2,44 m hoher Deckel betoniert, dem ein Abdichtmittel zugesetzt wurde. Die gleiche Mischung wurde auch für die gesamte Einbringung am Dach verwendet.