aes-2006 -voimalaitos
TRANSCRIPT
Pyhäjoen teemailta:AES-2006-voimalaitos16.3.2016
Minttu Hietamäki, ydintekniikka-asiantuntija
2
Ensimmäinen teemailta 9.5.2012
3
Minttu Hietamäki Energiatekniikan diplomi-insinööri
(Espoo, Lappeenranta) Ydintekniikka-asiantuntija
Fennovoiman ydinturvallisuusosaston säteilyturvallisuusryhmässä
…mutta mielellään ihmisten parissa aina, kun mahdollista
Teemaillan puhuja tänään
5
Sähkön lähteet Suomessa 2015
Lähde:Energiateollisuus rywww.energia.fi
Kulutus yhteensä 82,5 TWh
6
Rakentaminen on kymmenen vuoden urakka
Voimalaitos-suunnittelu, projektin suunnittelu
Työmaan valmistelu
Yksityiskohtainen suunnittelu
Ydinvoimalaitoksen rakentaminen
Asennustyöt
Käyttöönotto
Sähköntuotanto alkaa
Käytetyn polttoaineen loppusijoittaminen, alkaa aikaisintaan 2090-luvulla
Voimalaitos-toimittajan valinta
Ympäristö-vaikutusten arviointi
Hankkeen valmistelu
Voimalaitos-rakentaminen
Infra ja suunnittelu Käyttö
2013-2014 2018-20232015-2017 2024-
Periaate-päätöslupa Rakentamislupa Käyttölupa
7
Voimalaitoksen toimittaja on Rosatom-konserniin kuuluva RAOS Project Oy
Rakennettava laitostyyppi AES-2006
Voimalaitos on VVER-tyyppinen painevesilaitos
Laitoksen sähköteho on noin 1200 MW
Suunniteltu käyttöikä on 60 vuotta
Referenssi: Leningrad NPP II, 1. yksikkö
Hanhikivi 1
8
VVER-laitosten kehitys aikajanalla
1970 1980 1990 2000 2010
Varhaiset VVER-mallit
VVER-440VVER-1000
VVER-640
VVER-1200
9
VVER-yksiköt maailmalla
Maa LkmVenäjä 18Ukraina 15Tshekki 6Slovakia 4Unkari 4Suomi 2Bulgaria 2Kiina 2Armenia 1Iran 1Intia 1Yhteensä 56*
*13 % kaikista käytössä olevista ydinvoimaloista
Maa LkmVenäjä 6
Kiina 2
Slovakia 2
Ukraina 2
Valko-Venäjä 2
Intia 1
Yhteensä 15**22 % kaikista rakenteilla olevista ydinvoimaloista
Käytössä Rakenteilla
Päivitetty 28.1.2016
10
Tuo kuva lokeroon Loviisa 1:n rakentaminen alkoi 1971
Loviisa 1:n kaupallinen käyttö alkoi 1978, Loviisa 2:n 1981
Käyttökokemukset hyviä
VVER-naapuritLoviisan voimalaitos, 2 x VVER-440
© FENNOVOIMA 2015 11
Tuo kuva lokeroon Maailman ensimmäinen napapiirin pohjoispuolelle rakennettu ydinvoimalaitos
Sähköä tuotetaan Murmanskin alueen tarpeisiin sekä vientiin Suomeen ja Norjaan
VVER-naapuritKuolan voimalaitos, 4 x VVER-440
12
Ydinvoimalaitostyypit Suomessa• Kiehutusvesilaitokset (BWR-laitokset):
OL1, OL2• Painevesilaitokset (PWR-laitokset):
LO1, LO2, OL3, FH1
13
Painevesilaitos (PWR-laitos)Primääripiirin vesi ei kiehu korkean paineen vuoksi Sekundääripiirin vesi kiehuu ja
pyörittää turbiinia
Merivesipiiri lauhduttaa sekundääripiirin höyryn takaisin nesteeksi
14
Voimalaitoksessa yhteensä noin 80 rakennusta/rakennetta
o Reaktorisaarekkeessa (nuclear island buildings) noin 20
o Turbiinisaarekkeessa (turbine island buildings) noin 10
o Muut voimalan rakennukset/rakenteet (buildings of the plant) noin 50
…mutta todellisuudessa:
15
Voimalaitosalueen layout
16
Alustava versio itse voimalan layoutista 1 Reaktorirakennus
2 Turvallisuusrakennus
3 Apurakennus
4 Valvomorakennus
5 Sisäänkulkurakennus
6 Höyryventtiilirakennus
7 Jäterakennus
8 Pumppausrakennus
9 Dieselgeneraattori-rakennukset
10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus
11 Turbiinirakennus
12 Sähkönjakelurakennus
13 Vedenkäsittelylaitos
14 Merivesipumppaamo
1 2
34
5
6
7
8
9
9
109
11
1213
14n. 400 m
17
Reaktorirakennus
18
Reaktorirakennus1 Reaktorirakennus
2 Turvallisuusrakennus
3 Apurakennus
4 Valvomorakennus
5 Sisäänkulkurakennus
6 Höyryventtiilirakennus
7 Jäterakennus
8 Pumppausrakennus
9 Dieselgeneraattori-rakennukset
10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus
11 Turbiinirakennus
12 Sähkönjakelurakennus
13 Vedenkäsittelylaitos
14 Merivesipumppaamo
1 2
34
5
6
7
8
9
9
109
11
1213
14
19
Reaktorilaitoksen perimmäinen tarkoitus on tuottaa lämpöä, joka kuumentaa vettä
Valtaosa voimalaitoksessa olevasta radioaktiivisuudesta sijaitsee tässä rakennuksessa, joten turvallisuusjärjestelmät ovat olennaisessa roolissa
Pääosassa:– Reaktori– Höyrystimet– Pääkiertopumput– Paineistin– Lukuisat turvallisuusjärjestelmät
Reaktorirakennus
20
Passiivinen hätäjäähdytys-
järjestelmä*
Paineistin
Sydänsieppari*
Polar-nosturi
Hätäjäähdytys-vesisäiliöt*
Höyrystin (4 kpl)
Pääkiertopumppu (4 kpl)
Reaktori
* Turvallisuusjärjestelmän osa
21
VVER-laitosten erityispiirteet Merkittävimmät erot muihin painevesilaitoksiin löytyvät reaktorilaitoksesta
– Höyrystimet ovat vaakasuuntaiset– Polttoaine-elementit ovat poikkileikkaukseltaan kuusikulmaisia– Eroja jäähdytysveden kemiallisessa säädössä käytettävissä kemikaaleissa
Kuva: Rosatom
22
Primääripiiri
Kuva: Rosatom
23
Reaktoripaineastia• Korkeus 11 m• Halkaisija 4,6 m• Massa 323 t
1. Kansiyksikkö
2. Sydäninstrumentaation kaapeloinnit
3. Suojaputkiyksikkö
4. Jäähdytysvesi ulos
5. Jäähdytysvesi sisään
6. Reaktorin tukikori
7. Reaktorisydän
8. Reaktoripaineastia
Kuva: Rosatom
Polttoaine ydinreaktorissa Kuva: LUT
Uraanioksidi UO2
Polttoaine-pelletti, n.10 g UO2
Polttoaine-sauva, 300-500 pellettiä
Polttoaine-elementti, n. 300 sauvaa
Reaktorisydän, 163 nippua
25
Polttoaine ydinreaktorissa Hanhikivi 1:ssä neljännes polttoaineesta vaihdetaan vuosittain
Polttoainenippu on reaktorissa 3-6 vuotta
Vuodessa kuluu noin 25 tonnia uraanipolttoainetta
26
Höyrystimet, 4 kpl Höyrystimissä primääripiirin vedestä
siirretään lämpöä sekundääripiirin veteen, joka kiehuu
Primääripiirin vesi kulkee lämmönvaihtoputkien sisällä, ja sekundääripiirin vesi höyrystyy vaippapuolella
Pituus 13,8 m Halkaisija 4,2 m Massa 450 t Noin 11 000 U-kirjaimen muotoista
lämmönvaihtoputkea
Kuva: Rosatom
27
Höyrystimen asennus alkamassa
Kuva: Rosatom
28
Pääkiertopumput, 4 kpl Tilavuusvirtaus 21 500 m3/h Paine-ero 6 bar
Kuva: Rosatom
29
Paineistin Paineistin ylläpitää primääripiirin
painetta ja tasaa sen vaihteluita Paineistimen alaosassa on vettä
ja yläosassa höyryä Veden pinnankorkeutta
muuttamalla voidaan säätää painetta
Korkeus 16 m Halkaisija 3,3 m Kokonaistilavuus 80 m3
Massa 215 t
Kuva: Rosatom
30
Reaktorirakennus toimii myös suojarakennuksena
Sisempi suojarakennus suunniteltu pitämään radioaktiivisuuden sisällään
Ulompi suojarakennus suojaa ulkoisilta uhilta
31
Turbiinirakennus
32
Turbiinirakennus1 Reaktorirakennus
2 Turvallisuusrakennus
3 Apurakennus
4 Valvomorakennus
5 Sisäänkulkurakennus
6 Höyryventtiilirakennus
7 Jäterakennus
8 Pumppausrakennus
9 Dieselgeneraattori-rakennukset
10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus
11 Turbiinirakennus
12 Sähkönjakelurakennus
13 Vedenkäsittelylaitos
14 Merivesipumppaamo
1 2
34
5
6
7
8
9
9
109
11
1213
14
33
Turbiinilaitoksen tarkoitus on tuottaa höyrystä sähköä Pääosassa:
– Korkeapaineturbiini– Välitulistin– Keski- ja matalapaineturbiinit– Generaattori– Lauhdutin– Lauhteenkäsittely– Esilämmittimet– Syöttövesijärjestelmät
Turbiinirakennus
34
Turbiinirakennus
Matalapaineturbiinit
Hallinosturi
Generaattori
Korkeapaineturbiini
Välitulistimet
Merivesilauhdutin
35
36
Turvallisuusrakennus
37
Turvallisuusrakennus1 Reaktorirakennus
2 Turvallisuusrakennus
3 Apurakennus
4 Valvomorakennus
5 Sisäänkulkurakennus
6 Höyryventtiilirakennus
7 Jäterakennus
8 Pumppausrakennus
9 Dieselgeneraattori-rakennukset
10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus
11 Turbiinirakennus
12 Sähkönjakelurakennus
13 Vedenkäsittelylaitos
14 Merivesipumppaamo
1 2
34
5
6
7
8
9
9
109
11
1213
14
Kuva: Rosatom
Turvallisuutta hoidetaan nelinkertaisilla järjestelmillä
11.9.2015 Minttu Hietamäki
Primääripiiri
Aktiiviset hätäjäähdytys-järjestelmät
Esimerkki jäähdytysjärjestelmistä
Suojarakennus
Kuva: Rosatom
Kontainmentin spray-järjestelmä
40
Dieselgeneraattorirakennukset1 Reaktorirakennus
2 Turvallisuusrakennus
3 Apurakennus
4 Valvomorakennus
5 Sisäänkulkurakennus
6 Höyryventtiilirakennus
7 Jäterakennus
8 Pumppausrakennus
9 Dieselgeneraattori-rakennukset
10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus
11 Turbiinirakennus
12 Sähkönjakelurakennus
13 Vedenkäsittelylaitos
14 Merivesipumppaamo
1 2
34
5
6
7
8
9
9
109
11
1213
14
41
Muita rakennuksia
42
Valvomorakennus1 Reaktorirakennus
2 Turvallisuusrakennus
3 Apurakennus
4 Valvomorakennus
5 Sisäänkulkurakennus
6 Höyryventtiilirakennus
7 Jäterakennus
8 Pumppausrakennus
9 Dieselgeneraattori-rakennukset
10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus
11 Turbiinirakennus
12 Sähkönjakelurakennus
13 Vedenkäsittelylaitos
14 Merivesipumppaamo
1 2
34
5
6
7
8
9
9
109
11
1213
14
43
Valvomossa työskentelevät voimalaitoksen ohjaajat eli operaattorit Työ on kolmivuorotyötä Työhön koulutetaan vuosien ajan ennen sen alkamista sekä sen aikana
(simulaattori) Operaattorit:
– Vuoropäällikkö– Reaktoriohjaaja– Turbiiniohjaaja
”Kentällä” työskentelevä henkilöstö näiden lisäksi (käyttömiehet)
Valvomo
44
Apurakennus1 Reaktorirakennus
2 Turvallisuusrakennus
3 Apurakennus
4 Valvomorakennus
5 Sisäänkulkurakennus
6 Höyryventtiilirakennus
7 Jäterakennus
8 Pumppausrakennus
9 Dieselgeneraattori-rakennukset
10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus
11 Turbiinirakennus
12 Sähkönjakelurakennus
13 Vedenkäsittelylaitos
14 Merivesipumppaamo
1 2
34
5
6
7
8
9
9
109
11
1213
14
45
Apurakennuksissa on lukuisia järjestelmiä, jotka tukevat reaktorirakennuksen toimintoja kuten:
– Nesteiden puhdistusjärjestelmiä– Ilmastointijärjestelmiä
Apurakennus
46
Jäterakennus1 Reaktorirakennus
2 Turvallisuusrakennus
3 Apurakennus
4 Valvomorakennus
5 Sisäänkulkurakennus
6 Höyryventtiilirakennus
7 Jäterakennus
8 Pumppausrakennus
9 Dieselgeneraattori-rakennukset
10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus
11 Turbiinirakennus
12 Sähkönjakelurakennus
13 Vedenkäsittelylaitos
14 Merivesipumppaamo
1 2
34
5
6
7
8
9
9
109
11
1213
14
47
Jäterakennuksessa käsitellään voimalaitoksella syntyviä kiinteitä jätteitä, joissa voi olla radioaktiivisuutta
– Sekajätettä– Metalliromua, betonia, eristysvillaa– Suodattimia– Muovia, käsineitä, haalareita…
Jätteiden lajittelu ja mittaus – Puhtaat jätteet vapautetaan voimalaitokselta– Radioaktiivisten jätteiden käsittely loppusijoitusta varten (pakkaus, tiivistäminen)
Jäterakennus
48
Matala- ja keskiaktiivisen jätteen loppusijoitus
49
Tuoreen polttoaineen varasto1 Reaktorirakennus
2 Turvallisuusrakennus
3 Apurakennus
4 Valvomorakennus
5 Sisäänkulkurakennus
6 Höyryventtiilirakennus
7 Jäterakennus
8 Pumppausrakennus
9 Dieselgeneraattori-rakennukset
10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus
11 Turbiinirakennus
12 Sähkönjakelurakennus
13 Vedenkäsittelylaitos
14 Merivesipumppaamo
1 2
34
5
6
7
8
9
9
109
11
1213
14
50
Tuore polttoaine ei juuri säteilePolttoainepellettejä
Polttoainesauvoja
Polttoaine-elementti
51
Sisäänkulkurakennus1 Reaktorirakennus
2 Turvallisuusrakennus
3 Apurakennus
4 Valvomorakennus
5 Sisäänkulkurakennus
6 Höyryventtiilirakennus
7 Jäterakennus
8 Pumppausrakennus
9 Dieselgeneraattori-rakennukset
10 Tuoreen polttoaineen varastorakennus
11 Turbiinirakennus
12 Sähkönjakelurakennus
13 Vedenkäsittelylaitos
14 Merivesipumppaamo
1 2
34
5
6
7
8
9
9
109
11
1213
14
52
Tämän rakennuksen kautta kuljetaan voimalaitoksen reaktorisaarekkeeseen
Pukuhuoneet, sosiaalitilat
Valvonta-alueelle (alue, jossa voi esiintyä säteilyä luonnon tasoa korkeammissa arvioissa) kuljettaessa kenkärajajärjestelyt
– Valvonta-alueen vaatteet– Kenkäsuojat– Henkilökohtaiset säteilymittarit– Poistuttaessa henkilöiden ja tavaroiden mittaus
Sisäänkulkurakennus
53
Sähköä vuonna 2024