Experten rätseln noch über die Ursachen: Mit dieser Floskel enden die Meldungen häufig, wenn Flugzeuge verunglückt, Computernetzwerke zusammengebrochen oder Störfälle in Atomkraftwerken aufgetreten sind. Nach einem Unfall grübeln Ingenieure oft monatelang darüber, wie es dazu kommen konnte. Im Fall der Explosion im Kraftwerk Irsching bei Ingolstadt dauerte es sogar mehr als ein Jahr, die Ursachen aufzudecken – und das, obwohl man annehmen sollte, daß es sich bei der Verbrennung fossiler Energieträger um altbekannte Technik handele.

Am 15. Februar 1992, in aller Herrgottsfrühe, begann die Bedienungsmannschaft des Kraftwerkes Block 3 nach sechswöchigem Stillstand wieder in Gang zu bringen. Eigentlich eine Routineangelegenheit: Der Kessel, der wahlweise Öl oder Erdgas verfeuert, hatte bis dahin in seinen 18 Betriebsjahren bereits 141 Kaltstarts hinter sich. Doch diesmal endete die Prozedur nach wenigen Minuten mit einem Krachen: Um 5.06 Uhr explodierte der Kessel. Menschen wurden nicht verletzt; der Sachschaden betrug indes mehr als 56 Millionen Mark.

Wieso ihnen der Kessel plötzlich um die Ohren flog, anstatt brav Gas zu verbrennen, konnten sich die Techniker nicht erklären. Die Betreiberin des Kraftwerkes, die Isar-Amperwerke AG, vermutete zunächst einen technischen Defekt. Der TÜV Bayern/Sachsen kontrollierte daher die wichtigsten Bauteile und Sicherheitseinrichtungen. Doch bis zum großen Knall schien alles einwandfrei funktioniert zu haben. Die Isar-Amperwerke wandten sich daraufhin an das Institut für Energieanlagentechnik der Universität Bochum; nach mehr als einem Jahr Forschung gelang es den Wissenschaftlern, den Unfallhergang zu rekonstruieren.

„Verbrennung ist möglicherweise sogar schwerer zu begreifen als Atomkraft“, urteilt Hans Kremer, der Leiter des Bochumer Instituts. Bei Gas zum Beispiel laufen zwanzig bis dreißig chemische Reaktionen nacheinander ab. Und mit der Chemie allein ist es nicht getan. Auch die Strömungen im Verbrennungsraum müssen die Forscher analysieren. Doch was wann und an welcher Stelle in einem Kessel vor sich geht, läßt sich nur grob schätzen.

Der dritte Block des Kraftwerkes kommt mit 440 Megawatt immerhin auf ein Drittel der Leistung eines modernen Atomkraftwerkes. Um ihn anzufahren, zündeten die Techniker der Isar-Amperwerke am Tag des Unfalls zunächst zwei der insgesamt zwanzig Brenner. Nach und nach wollten sie dann die anderen Flammen hinzuschalten. Der Kessel sollte sich langsam erwärmen, damit sich die einzelnen Bauteile möglichst gleichmäßig ausdehnen. Fünf Minuten nach fünf Uhr meldeten sich Instrumente, die die Verbrennung kontrollieren, die sogenannten Flammenwächter. Ein Brenner war ausgegangen. Die Bedienungsmannschaft versuchte daraufhin, ihn erneut zu zünden – und jagte die ganze Anlage in die Luft.

Die Flammenwächter hatten erst kurz vor dem zweiten Zündversuch Alarm geschlagen, doch schon lange vorher hatte sich unverbranntes Gas im Kessel angesammelt. Die Bochumer Verbrennungsforscher erklären sich das so: Die Wächter reagieren, wenn die Flammenwurzel verlöscht; sie meldeten daher nicht, daß der Hauptteil der Flamme schon einige Minuten vorher ausgegangen war. Der größte Teil des Gases wirbelte bereits im Kessel herum.

Für das weitgehende Erlöschen der Flamme machen die Forscher drei Faktoren verantwortlich:

  • Zu wenig Verbrennungsluft. Moderne Kraftwerke vermeiden hohe Verbrennungstemperaturen. Denn je heißer es im Kessel ist, desto mehr giftige Stickoxide entstehen. Um nicht mehr als 1600 Grad Hitze zu produzieren, wird mit der Luft sparsam umgegangen: In verschiedenen Stufen wird sie erst nach und nach in den Kessel geblasen. Dadurch verbrennen fossile Kraftstoffe langsam und bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen. Allerdings verringert Luftknappheit auch die Stabilität der Flammen. Bei Kaltstarts können Flammen regelrechte Erstickungsanfälle bekommen. Nach Ansicht der Bochumer Wissenschaftler sollten die Betreiber von Kraftwerken in der Anlaufphase daher aus Sicherheitsgründen für genügend Verbrennungsluft sorgen – auch wenn sie infolgedessen kurzzeitig mehr Stickoxide durch den Kamin pusten.
  • Zu schnelle Strömung. Am fraglichen Brenner erreichten die Partikel des Gas-Luft-Gemisches so hohe Geschwindigkeiten, daß die Flamme abhob. „Genauso wie bei einem Feuerzeug, bei dem Sie das Gas ganz aufdrehen“, erläutert Hans Kremer. Die Forscher hatten die Strömungen anhand eines Kesselmodells aus Plexiglas untersucht. Da Gasströme weitgehend unabhängig von Temperatur und Art des Gases sind, lassen sich die Strömungsbedingungen, die bei einer Verbrennung herrschen, bei Zimmertemperatur und mit Luft nachbilden.
  • Wasser im Kessel. Bei instabilen Flammen genügt bereits ein dünner Wassernebel, um sie auszulöschen. Wenn Gas verbrennt, entsteht Wasserdampf. Normalerweise zieht die Feuchtigkeit über den Kamin ab. Am Unglückstag in Irsching jedoch schlug sich der Dampf im noch kalten Luftvorwärmer nieder, der die Hitze der Abgase nutzt, um die Verbrennungsluft anzuwärmen. Das kondensierte Wasser geriet mit der Luft in den Kessel.

Daß die Flamme abheben konnte, lag letztlich an konstruktiven Mängeln des Kraftwerkes. Die hoffen die Isar-Amperwerke jetzt zu beseitigen: In einem Jahr soll Block 3 wieder repariert sein und für den nächsten Kaltstart bereitstehen.

Wolfgang Blum