Das Kernkraftwerk Grafenrheinfeld (Abkürzung: KKG) war von 1982 bis 2015 in Betrieb. Es liegt südlich von Schweinfurt bei Grafenrheinfeld am linken Mainufer. Baubeginn war 1974 durch die Bayernwerk AG, die Inbetriebnahme erfolgte im Dezember 1981. Es handelt sich um einen Druckwasserreaktor der dritten Generation („Vor-Konvoi“-Anlage) mit einer elektrischen Bruttoleistung von 1345 Megawatt. Die jährliche Stromproduktion belief sich durchschnittlich auf über zehn Milliarden Kilowattstunden. Betreiber war PreussenElektra. Das Kernkraftwerk hatte zwei weithin sichtbare Kühltürme mit einer Höhe von jeweils 143 Metern. Ein am Standort neu erbautes Zwischenlager für abgebrannte Kernbrennelemente ging Anfang März 2006 in Betrieb. Das Kernkraftwerk wurde im Juni 2015 stillgelegt.
Standort Das Kernkraftwerk liegt etwa 7½ Kilometer südlich von Schweinfurt und 25 Kilometer nordöstlich von Würzburg auf etwa . Es liegt im Süden des Schweinfurter Beckens, das sich durch eine relative topographische Tiefenlage gegenüber den umgebenden naturräumlichen Einheiten auszeichnet. Der Main verläuft westlich in etwa 500 Meter Entfernung in Nord-Süd-Richtung. Im Umkreis von zehn Kilometern leben etwa 126.000 Menschen, davon etwa 55.000 in Schweinfurt. (PDF-Datei: 6,0 MB) Das Areal des Kernkraftwerks wird von überwiegend land- und forstwirtschaftlich genutzten Bereichen sowie mehreren kleineren Landschafts- und Naturschutzgebieten umgeben. Im Umkreis bis zu zehn Kilometern befinden sich vier Anlagen der Stadt Schweinfurt zur Trinkwasserversorgung, drei Anlagen der Fernwasserversorgung und drei Einzelversorgungsanlagen.
Der Standort des Kernkraftwerkes bei Grafenrheinfeld bot für den Betrieb topografisch und meteorologisch günstige Voraussetzungen. Die Region um das Kernkraftwerk gilt als erdbebensicher und ist durch Hochwasserschutzdämme vor Überflutungen geschützt.Bayernwerk AG: Kernkraftwerk Grafenrheinfeld. S. 3. Die Bereitstellung großer Mengen Wasser für die Kühltürme war durch die Lage am Main gewährleistet. Das gut ausgebaute Verkehrsnetz der Umgebung war für einen Transport der vom Kernkraftwerk benötigten Güter von Vorteil. Der vom Kraftwerk erzeugte Strom wurde über die Schaltanlage des Kraftwerks in das bayerische Hochspannungsnetz bzw. in das europäische Verbundnetz eingespeist, wobei der Netzbetrieb durch einen Lastverteiler in Karlsfeld bei München zentral gesteuert wurde.
mini|zentriert|hochkant=3.7|Blick über Gerolzhofen vom Rand des Steigerwaldes. Im Hintergrund, 15 km hinter den Doppel-Kirchtürmen, das Kernkraftwerk Grafenrheinfeld (2006)
Anlage Kernreaktor mini|Aufbau eines Druckwasserreaktors mini|Ausgedienter Niederdruckturbinenläufer Bei dem Kernreaktor handelt es sich um einen Druckwasserreaktor der dritten Generation, eine sogenannte Vor-Konvoi-Anlage. Das Basisdesign dieses Reaktortyps stammt aus den 1970er Jahren. Der Reaktor hat eine elektrische Bruttoleistung (Nennleistung) des Generators von 1345 Megawatt (MW). Die Nettoleistung liegt bei 1275 Megawatt. Dieser Wert gibt die maximale Leistung an, die für die Produktion elektrischer Energie zur Verfügung stehen kann. Er entspricht dem Bruttowert abzüglich des Kraftwerkseigenverbrauchs von Neben- und Hilfsanlagen. Die thermische Reaktorleistung liegt bei 3765 Megawatt. (PDF; 41 kB)
Zum Reaktorbereich gehört der Reaktordruckbehälter mit einem Innendurchmesser von fünf Metern, bei einer Gesamthöhe einschließlich Steuerstabantriebsstutzen von 12,8 Metern. Die Gesamtmasse des Druckbehälters beträgt etwa 530 Tonnen, die Wandstärke 25 Zentimeter. Der Reaktorkern fasst 193 Brennelemente mit einer Brennstablänge von 3,9 Metern und einer Brennstoffmasse von 103 Tonnen. Die vier Dampferzeuger haben eine Gesamtmasse von 335 Tonnen, bei einem größten Durchmesser von 4,9 Metern und einer Gesamthöhe von 21,3 Metern.
Stromerzeugung mini|Freiluftschaltfeld beim Kernkraftwerk Grafenrheinfeld Zur Stromerzeugung dienten die maschinentechnischen Anlagen, wie die Turbine, die durch Dampf angetrieben wurde, und der Generator. Die Turbine bestand aus einem Hochdruck- und zwei Niederdruckteilen, die direkt mit dem Drehstrom-Synchrongenerator, auch Turbogenerator genannt, gekoppelt waren. Generator und Turbine bildeten zusammen einen Turbosatz. Der Dampf strömte mit 65 bar in die Hochdruckturbine und verrichtete in zwölf Stufen Arbeit. In den neun Stufen der zwei nachfolgenden Niederdruckteile entspannte er sich auf einen Druck von 0,088 bar, wobei er teilweise wieder zu flüssigem Wasser kondensierte. Der Außendurchmesser des letzten Schaufelrades beträgt 5,6 Meter, die Nenndrehzahl liegt bei 1500 Umdrehungen pro Minute. Der Generator mit einer Gesamtmasse von 675 Tonnen wurde von den Turbinen angetrieben und wandelte deren aufgenommene kinetische Energie in elektrische Energie um. Die Leistung betrug 1345 Megawatt. Mit Drehstromtransformatoren wurde die Spannung hochtransformiert und in das 380-Kilovolt-Höchstspannungsnetz des Übertragungsnetzbetreibers Tennet TSO eingespeist. Im Ortsgebiet von Bergrheinfeld nahe dem stillgelegten Kraftwerk befindet sich mit dem Umspannwerk Bergrheinfeld einer der wichtigsten deutschen Leitungsknoten der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung, der auch nach der Stilllegung bestehen bleibt. Auffallend ist, dass die abgehenden Leitungen teilweise auf sehr niedrigen Strommasten verlegt wurden. Die Benutzung des Weges außerhalb des Kraftwerksgeländes entlang der Schaltanlage ist deshalb für Fahrzeuge mit mehr als vier Metern Höhe untersagt. Darauf wird auch mit entsprechenden Schildern hingewiesen.
Im Kernkraftwerk war eine permanente Stromerzeugung gewährleistet. Aus ihr wurde der Eigenbedarf an Strom bezogen, den das Kraftwerk zur Aufrechterhaltung seiner Betriebsfähigkeit benötigte. Der Generator wurde bei einem Ausfall der Stromerzeugung durch einen Leistungsschalter vom Maschinentransformator getrennt. Der Eigenbedarf wird in einem solchen Fall dem Netz über die Maschinentransformatoren entnommen. Wenn die Stromversorgung weder durch das Kernkraftwerk selbst (beispielsweise bei Abschaltung) noch durch das Höchstspannungsnetz gewährleistet werden konnte, wurde der Strom über vier redundante Notstromdieselaggregate bezogen. Im Notfall sollten Batterieanlagen und weitere Notstromdieselaggregate die Stromversorgung sicherstellen.
Kühltürme mini|Funktionsweise eines Naturzugkühlturms Zur vollständigen Kondensation des Niedrigdruck-Dampfes wurden zwei Naturzugkühltürme, beide mit einer Höhe von 143 Metern, eingesetzt. Sie waren über einen weiteren Kühlkreislauf mit dem Kondensator verbunden. Der Durchmesser der Kühltürme an der Basis betrug 104 Meter, der Austrittsdurchmesser oben 64 Meter.Grafenrheinfeld – Informationen zum Kernkraftwerk. EO.N Kernkraft GmbH (Hrsg.), Seite 15. Pro Stunde wurden 160.000 Kubikmeter dem Main entnommenes Wasser im Kreislaufbetrieb umgewälzt. Das Wasser passierte den Turbinenkondensator und wurde anschließend im Kühlturm auf zehn Meter Höhe gepumpt. Dort wurde es gleichmäßig verteilt und rieselte in die Kühlturmtasse, den Sammelbereich des herabrieselnden Wassers, der die komplette Basis des Kühlturmes einnahm. An der von unten in den Kühlturm einströmenden Luft verdunsteten etwa 1½ bis 2 Prozent des Wassers, wodurch sich das Wasser um etwa 13 Kelvin abkühlte.Energie-Wissen, Udo-Leuschnerde Nach anderer Quelle waren es 0,035 Prozent,Karl Strauß: Kraftwerkstechnik: zur Nutzung fossiler, nuklearer und regenerativer Energiequellen. Springer-Verlag, Berlin 2006, ISBN 3-540-29666-2, Seite 287. im Vergleich zur umgewälzten Menge durch Verdunstung. Von der Kühlturmtasse gelangte das Kühlwasser in den Turbinenkondensator zurück.
97 Prozent der Abwärme des Kernkraftwerks wurden über die Kühltürme in Form von Wasserdampf an die Luft abgegeben; etwa 3 Prozent wurden in den Main geleitet. Das aus dem Kühlkreislauf in den Main zurückgeführte Wasser, pro Sekunde etwa 5 Kubikmeter, erwärmte den Main um etwa 0,5 bis 1 Kelvin. Bei der Entnahme des Mainwassers zur Kühlung wurde dieses von Verschmutzungen und von Treibgut wie Ästen, Laub, Müll und Schlamm gereinigt. Pro Jahr fielen etwa 4000 Kubikmeter gepresster Filterkuchen und 300 Kubikmeter Rechengut aus dem Treibgutrechen an.E.ON Kernkraft GmbH (Hrsg.): 25 Jahre Kernkraftwerk Grafenrheinfeld. Seite 15.
Meteo-Mast Grafenrheinfeld mini|hochkant|Meteo-Mast Grafenrheinfeld Der Meteorologie-Mast (Meteo-Mast) Grafenrheinfeld ist ein weithin sichtbarer abgespannter Stahlfachwerkmast für die Messung meteorologischer Parameter. Er befindet sich außerhalb des Werksgeländes etwa 750 Meter südlich des Kernkraftwerks. Der Mast ist 164 Meter hoch und wurde 1977/78 errichtet. Er liefert meteorologische Daten für das Messnetz zur Überwachung der kerntechnischen Anlagen in Bayern (Kernreaktor-Fernüberwachungssystem), das vom Bayerischen Landesamt für Umwelt (LfU) betrieben wird. Die Gamma-Dosisleistung wird auf dem Betriebsgelände und in der näheren Umgebung gemessen. Sämtliche Messdaten werden ohne Beteiligung des Betreibers der Anlage per Datenfernübertragung an die Messnetzzentrale in Augsburg übertragen.
Informationszentrum Das Informationszentrum stand zwar innerhalb des Kernkraftwerks-Areals, jedoch 300 Meter außerhalb des zentralen Kernkraftbereichs und wurde bereits sechs Jahre vor Inbetriebnahme des Kraftwerks eröffnet. Bis zum Betriebsbeginn im Dezember 1981 besuchten schon mehr als 100.000 Interessierte das Infozentrum. Diese Einrichtung bestand aus einem Flachbau, in dem sich moderne audiovisuelle Informationssysteme, Exponate und Ausstellungsräume befanden. Das Infozentrum wurde 1983 erstmals umgestaltet, 1996 erfolgte ein weiterer größerer Umbau. Von der Eröffnung im Juni 1975 bis Ende Mai 2007 zählte das Informationszentrum 434.000 Besucher. Die Mitarbeiter führten im Jahr etwa 8000 Besucher durch die Kraftwerksanlage. Davon durften allerdings nur wenige den Strahlenschutzbereich betreten. Bis zur Schließung sind mehr als 12.000 Besuchergruppen gezählt worden.E.ON Kernkraft GmbH (Hrsg.): 25 Jahre Kernkraftwerk Grafenrheinfeld. Seite 23. Als Reaktion auf den Atomausstieg im Jahr 2011 schloss E.ON das Informationszentrum in Grafenrheinfeld, wie an sämtlichen anderen Kernkraftwerken des Konzerns, Ende 2012.Dirk Seifert: E.on schaltet ab – Informationszentren an den AKWs werden stillgelegt vom 8. August 2012, abgerufen am 16. März 2013
Zwischenlager mini|Brennelemente-Zwischenlager Der Bundesgesetzgeber ordnete im Jahr 2000 mit dem novellierten Atomgesetz an, dass auf dem Gelände eines Kernkraftwerkes Zwischenlager zu errichten sind, um die Zahl der Transporte radioaktiven Materials zu reduzieren. Damit entfallen die Atommülltransporte in die Wiederaufarbeitungsanlagen von La Hague in Frankreich oder Sellafield in Großbritannien sowie in die norddeutschen Zwischenlager Gorleben und Ahaus. Da das Kernkraftwerk keinen eigenen Gleisanschluss hat, wurden bisher die Transportbehälter per Tieflader nach Gochsheim transportiert, um dort am Bahnhof in der Ortsmitte vom Tieflader auf den Zug verladen zu werden. Während des Verladezeitraums wurde der Bereich von der Polizei abgeriegelt. Bei diesen Verladungen fanden auch regelmäßig Demonstrationen statt, die immer friedlich abliefen. Mit dem Zwischenlager entfallen, bis eine Möglichkeit zur Endlagerung gefunden ist, Transporte des Atommülls.