Ydinvoimalaitosyksikkö lkiluoto
0 kuva: reva kuva: reva kuva: reva
isällys V ydinvoimayhtiö maailman huipulta lkiluoto edistyksellistä ja maltillista evoluutiota onen rakennuksen laitosyksikkö n ÄÄ eaktoripaineastia ja sisäosat eaktorisydän ja polttoaine eaktorin käyttö ja tehonsäätö ääkiertojärjestelmä n UÄÄ urpiinit ja generaattori auhdutin n V n YUVUU n V VUUÄÄÖÄÄ n UÄÄ n ÄÖÄÄ n ÄÄYÄÄ n UUUU ekniset tiedot. öyrystimen lämmönsiirtoputkien asentaminen. eaktoripaineastia. yömaa talvella 0. öyrystimen primääripääty. yöttöveden esilämmittimet 0-tasolla turpiinirakennuksessa l k i l u o t o
lkiluoto
V ydinvoimayhtiö maailman huipulta eollisuuden Voima yj (V) on vuonna perustettu osakeyhtiö, joka tuottaa sähköä omistajilleen omakustannushinnalla. V on lkiluodon ydinvoimalaitoksen rakentaja, omistaja ja käyttäjä. lkiluodon ydinvoimalaitosyksikköjen ( ja ) tuotanto kattaa nykyisin noin kuudenneksen uomessa käytetystä sähköstä. ähköntuotannon lisäkapasiteetin tarpeen myötä V on nyt toteuttamassa lkiluodon kolmatta ydinvoimalaitosyksikköä, lkiluoto :a (), valtioneuvoston tekemän ja eduskunnan hyväksymän periaatepäätöksen mukaisesti. on sähköteholtaan noin 00 We:n laitosyksikkö, ja se lähes kaksinkertaistaa lkiluodon sähköntuotantokapasiteetin. Vankkaa ydinvoimaosaamista V:n palveluksessa on noin 00 henkilöä. enkilöstön vaihtuvuus on vähäistä, ja niinpä lkiluodon laitosyksiköiden tuotannon alusta alkaen mukana olleelle henkilöstölle on kertynyt lähes 0 vuoden kokemus ydinvoimalaitoksen käytöstä ja kunnossapidosta. ätä osaamista hyödynnetään ja kehitetään myös -yksikön rakentamisessa. V on koko toiminnan ajan kouluttanut henkilöstöään ja kehittänyt henkilöstön ydinalan osaamista. lan kehitystä on seurattu muun muassa osallistumalla eri reaktorityyppien kansainvälisiin kehitysohjelmiin. iten yhtiö on saanut tietoa alan viimeisimmästä kehityksestä ja ylläpitänyt toimivia yhteyksiä alan asiantuntijoihin. Yhtiön ydinalan asiantuntemusta on kehitetty myös nykyisten lkiluodon yksiköiden tehonkorotus- ja modernisointihankkeissa sekä muissa kehitys- ja rakentamisprojekteissa. Vuosien varrella toteutetut modernisointihankkeet ovat parantaneet lkiluodon laitoksen turvallisuutta sekä tuotantokykyä ja tuotannon taloudellisuutta. ansainvälisen vertailun huippua soituksena V:n vankasta ydinvoimaosaamisesta ovat lkiluodon laitosyksiköiden korkeat käyttökertoimet, jotka ovat pitkään olleet kärkisijoilla kansainvälisessä vertailussa. lkiluodon ydinvoimalaitosyksiköiden käyttökertoimet ovat 0-luvun alusta lähtien vaihdelleet välillä prosenttia. orkeat käyttökertoimet kertovat laitosyksiköiden luotettavasta toiminnasta. aavutettuihin tuloksiin on päästy huolellisella, ennakoivalla vuosihuolto- ja muutostyösuunnittelulla. lkiluodon voimalaitoksella myös henkilöstön saamat säteilyannokset ovat olleet pieniä kansainvälisessä vertailussa. V:n tapa toimia V on ydinvoimayhtiönä sitoutunut korkeatasoiseen turvallisuuskulttuuriin, jonka periaatteisiin kuuluu, että jokainen asia käsitellään sen turvallisuusmerkityksen mukaisesti ja toiminnassa tavoitellaan suurta luotettavuutta ja tuotantovarmuutta. urvallisuus ja siihen vaikuttavat tekijät asetetaan aina taloudellisten tavoitteiden edelle. V:n tulevaisuuden visiona on säilyä maailman huipulla ja olla yhteiskunnan arvostama ydinvoimayhtiö. ähän tavoitteeseen V pyrkii vastuullisesti, ennakoiden, jatkuvan parantamisen periaatetta noudattaen ja avoimesti, hyvässä yhteistyössä eri sidosryhmien kanssa. l k i l u o t o
lkiluoto edistyksellistä ja maltillista evoluutiota ähkönkulutuksen ennustetaan kasvavan tulevaisuudessa. :n tuoman lisäkapasiteetin avulla katetaan osaltaan sähkön kulutuksen kasvua ja korvataan vanhenevien laitosten tuotantoa. oisaalta laitosyksikkö edesauttaa yhdessä uusiutuvan energian käytön kanssa ioton sopimuksen toteutumista, lisää sähkön hinnan vakautta ja ennustettavuutta sekä vähentää sähkön tuontiriippuvuutta. ältä pohjalta V jätti marraskuussa 00 valtioneuvostolle periaatepäätöshakemuksen uuden ydinvoimalaitosyksikön rakentamisesta. Valtioneuvosto teki asiasta myönteisen päätöksen..0 ja eduskunta vahvisti sen..0. eriaatepäätöksen mukaan ydinvoimalaitosyksikön rakentaminen on yhteiskunnan kokonaisedun mukaista. arjouskilpailun jälkeen V teki joulukuussa 0 investointipäätöksen teholtaan noin 00 We:n painevesireaktorilla varustetun laitosyksikön rakentamisesta lkiluotoon. Voimalaitosyksikön tyyppinimi on (uropean ressurized water eactor). aitosyksikön rakentaa kokonaistoimituksena V :n ja iemensin muodostama konsortio. V vastaa konsortiossa reaktorilaitoksen ja iemens turpiinilaitoksen toimituksesta. okenut laitostoimittaja umpikin päätoimittajista on johtava alallaan. V on toimittanut pääkomponentit yhteensä 0 kevytvesireaktorilaitosyksikköön, joista on painevesityyppistä (W) ja kuusi kiehutusvesityyppistä (W). Viimeisimmät käyttöönotetut W-laitosyksiköt, joissa V on ollut pääkomponenttien toimittaja, ovat ranskalaiset ivaux ja, jotka otettiin käyttöön ja. V on myös toimittanut pääkomponentit vuonna 0 käyttöönotettuihin yksiköihin rasiliassa (ngra ) sekä iinassa (ing o ja ). iemens puolestaan on yksi maailman johtavista voimalaitostoimittajista. en toimittamien voimalaitosten asennettu kapasiteetti on yhteensä yli 00 W. ekniikka pohjautuu hyviin käyttökokemuksiin lkiluoto on edistyksellinen verrattuna nykyisin käytössä oleviin laitoksiin. e edustaa niin sanottua evoluutiotyyppiä, jonka perusratkaisut pohjautuvat käytössä olevien laitosten käytännössä koeteltuun tekniikkaan. ehityksen esikuvina ovat olleet -laitostyyppi anskassa ja onvoi-laitostyyppi aksassa. rityisesti turvallisuusominaisuuksia on edelleen kehitetty. uunnittelussa on jo alusta lähtien otettu huomioon esimerkiksi vakavien reaktorionnettomuuksien hallinta (sulaneen sydämen hallinta) sekä suuren lentokoneen törmäys (reaktorirakennuksen kaksoisseinä). aksa (onvoi) eckarwestheim We sar 00 We msland We anska () hooz 0 We hooz 0 We ivaux 0 We ivaux 0 We lkiluoto
ainevesireaktorin toimintaperiaate ainevesilaitoksessa on lämmönsiirtoon kaksi erillistä piiriä. aineistimen () avulla korkeassa paineessa pidettävä vesi kiertää pääkiertopumppujen () avulla primääripiirissä () ja luovuttaa reaktorin () tuottaman lämmön sekundääripiirille () höyrystimessä (). eaktorin tehoa säädetään säätöelementeillä (). ekundääripiirin paine on huomattavasti primääripiirin painetta pienempi, joten sekundääripiirin vesi kiehuu höyrystimessä. öyrystimessä syntynyt vesihöyry pyörittää turpiinia (). urpiini pyörittää samalle akselille kytkettyä generaattoria (), joka tuottaa sähköä. urpiinista tuleva höyry jäähdytetään takaisin vedeksi lauhduttimessa () meriveden () avulla. auhdevesi syötetään takaisin höyrystimeen syöttövesipumpulla (), ja lämmennyt merivesi palautetaan mereen. 0 vuotta käyttöikää urvallisuuden lisäksi :n suunnittelussa on kiinnitetty erityistä huomiota taloudellisuuteen. uun muassa laitosyksikön hyötysuhde, runsaat %, on noin neljä prosenttiyksikköä suurempi kuin alunperin lkiluodon nykyisillä laitosyksiköillä. Voimalaitosyksikön suurimpien rakenteiden ja laitteiden suunnittelun lähtökohtana käytetään vähintään 0 vuoden käyttöikää ja helpommin vaihdettavien rakenteiden ja laitteiden osalta vähintään 0 vuotta. Varautumalla ennalta rakenteiden ja laitteiden uusintaan on laitoksen mahdollista päästä taloudellisesti vähintään 0 vuoden toiminta-aikaan. Verrattuna viimeisimpiin uroopassa käyttöön otettuihin laitoksiin on :n reaktoriteho noin prosentin verran suurempi ja sähköteho noin prosenttia suurempi. toimitetaan avaimet käteen -periaatteella. V:n osuutena ovat olleet aluetyöt ja lkiluodon infrastruktuurin laajennus. luetöihin ovat kuuluneet esimerkiksi maansiirtotyöt, louhintatyöt, teiden rakentaminen, työmaan sähköistäminen ja jäähdytysvesitunnelien rakentaminen. V iemens -konsortion vastuulla olevat varsinaiset rakennustyöt käynnistyivät vuonna 0. Yläkuvassa raudoittaja tekemässä pohjalaatan betonivalua edeltävää raudoitustyötä. lakuvassa tehdään teräsvuorauksen sisäpuolista betonivalua. l k i l u o t o
eaktorirakennus isempi ja ulompi suojarakennus eaktorirakennuksen päänosturi uojarakennuksen jäähdytys- järjestelmä: ruiskutussuuttimet ateriaaliluukku (isot laitteet) olttoaineen siirtokone öyrystin äähöyrylinjat ääsyöttövesilinjat eaktorin säätösauvakoneisto eaktoripaineastia rimääripiirin pääkiertopumppu rimääripiirin jäähdyteputkisto rimääripiirin tilavuuden säätö- järjestelmän lämmönvaihtimet ydänsulan leviämisalue ätäjäähdytysvesiallas eskipaineinen hätäjäähdytys- pumppu urvallisuusjärjestelmärakennus ähkötila utomaatiotila kkuhuoneet 0 ätäsyöttövesisäiliö omponenttien välijäähdytys- piirin lämmönvaihdin atalapaineinen hätäjäähdytys- pumppu uojarakennuksen jäähdytys- järjestelmän lämmönvaihdin (meri- vesipuoli) uojarakennuksen jäähdytys- järjestelmän lämmönvaihdin olttoainerakennus olttoainerakennuksen nosturi olttoaineen siirtokone olttoainealtaat olttoaineen siirtoputki olttoainealtaan jäähdytysjärjestel- män lämmönvaihdin eaktorilaitoksen apurakennus 0 ja rimääripiirin jäähdytysveden varastointisäiliöt oistokaasujen viivästyssäiliö lmastointipiippu ätteenkäsittelyrakennus äteveden keräyssäiliö Valvontasäiliöt onsentrointisäiliöt ätetynnyrivarasto ieselrakennus Varavoimadieselit 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 eaktorin hätäjäähdytysjärjestel- mien ja suojarakennuksen jääh- dytysjärjestelmän imusihdit eaktorin hätäjäähdytys- järjestelmän paineakku rimääripiirin paineistin äähöyryventtiilit yöttövesiventtiilit äähöyryjärjestelmän varo- ja paineenalennusventtiilien ulos- virtauksen äänenvaimennin urvallisuusjärjestelmärakennus urvallisuusjärjestelmärakennus äävalvomo ietokonehuone ätäsyöttövesisäiliö urvallisuusjärjestelmärakennus ätäsyöttövesipumppu >> >> >> lkiluoto
isäänkulkurakennus oimistorakennus urpiinirakennus Välitulistin 0 yöttöveden korkeapaine- esilämmittimet orkeapaineturpiini atalapaineturpiini auhduttimet ulistetun höyryn ylivirtaus- putket eneraattori agnetointikone yöttövesisäiliö urpiinirakennuksen päänosturi yöttöveden matalapaine- esilämmitin 0 yöttövesipumput yöttöveden matalapaine- esilämmitin ytkinlaitos uuntajat erivesipumppaamo Varmennetun merivesi- järjestelmän pumppaamo uponestojärjestelmän pumput puhöyrykattilarakennus äyssuolanpoistetun veden varastointisäiliöt Varasyöttömuuntaja äämuuntajat makäyttömuuntajat ytkinkenttä orkeajännitelinjat ietokonegrafiikka: mages & rocess lkiluoto :n rakennusvastuut V :n toimituksen laajuus käsittää koko reaktorilaitoksen sisältäen mekaanisten ja sähköisten komponenttien sekä laitoksen automaation suunnittelun, hankinnan ja toimittamisen, polttoaineen alkulatauksen, laitossimulaattorin, rakennussuunnittelun ja toteuttamisen sekä laitoksen käyttöönoton. iemens ower enerationin toimituksen laajuus käsittää kaikki turpiinilaitosjärjestelmät ja turpiinigeneraattorilaitteistot. oimitukseen kuuluvat sähköisten ja mekaanisten komponenttien suunnittelu, hankinta ja toimittaminen, turpiiniautomaatiojärjestelmät sekä turpiinilaitoksen rakennussuunnittelu, toteutus ja käyttöönotto. V on tilaajana vastuussa luvitusprosessista. V vastaa myös laitospaikan infrastruktuurista ja louhinnasta, kantaverkkoyhteyksistä ja eräistä apurakennuksista. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 >> l k i l u o t o
eaktorirakennusta ympäröivät polttoainerakennus ja neljä toisistaan riippumatonta turvallisuusjärjestelmärakennusta. rakennus urvallisuus- järjestelmä- rakennus eaktorirakennus olttoaine- olttoainerakennus urvallisuusjärjestelmärakennus urvallisuusjärjestelmärakennus urvallisuus- järjestelmä- rakennus eaktorilaitoksen poikkileikkaus UU (eaktorirakennus) - U UVUUÄÄ- U U V U. U U Y Y VV U V W W Y V VV VV U V U U W U U lkiluoto
onen rakennuksen laitosyksikkö Uusi voimalaitosyksikkö rakennetaan nykyisten yksiköiden länsipuolelle. aitosyksikön rakennukset voidaan karkeasti jakaa kolmeen kokonaisuuteen: reaktorilaitokseen ja turpiinilaitokseen sekä apu- ja tukirakennuksiin. eaktorilaitos eaktorilaitoksen päärakennukset ovat reaktorin suojarakennus ja sitä ympäröivät turvallisuus- ja polttoainerakennukset. eaktorin primääripiiri on sijoitettu tiiviiseen ja painetta kestävään, kaksikuoriseen suojarakennukseen, jota kutsutaan myös reaktorirakennukseksi. olttoainerakennus, jossa ovat tuoreen ja käytetyn polttoaineen säilytysaltaat, on reaktorirakennuksen eteläisellä puolella. en pituus on noin 0 m, leveys noin m ja kokonaiskorkeus maanalaiset tilat mukaan luettuna yli 0 m. olttoainerakennuksessa on tuoreen ja käytetyn polttoaineen varastojen lisäksi korjaamotiloja. olttoainerakennuksen vieressä ovat reaktorilaitoksen apurakennus ja jätteenkäsittelyrakennus. ätteenkäsittelyrakennuksessa käsitellään matala- ja keskiaktiivisia jätteitä. eaktorirakennuksen, polttoainerakennuksen ja turvallisuusjärjestelmärakennusten suunnittelussa on varauduttu erilaisiin ulkoisiin häiriövaikutuksiin kuten maanjäristyksiin ja räjähdysten aiheuttamiin paineaaltoihin. aikki nämä rakennukset on sijoitettu yhteiselle pohjalaatalle. eaktorirakennus, turvallisuusjärjestelmärakennuksista kaksi ja polttoainerakennus on suojattu suuren lentokoneen törmäystä vastaan. eaktorin suojarakennus :n reaktoriyksikkö on varustettu teräsbetonisella, kaksikuorisella suojarakennuksella. eaktorin suojarakennuksen muoto on valittu lujuus- ja rakennusteknisin perustein. isempi suojarakennus on esijännitetty teräsbetonisylinteri, jossa on elliptinen yläpääty. e on mitoitettu kestämään mahdollisista putkikatkoista aiheutuvat paine- ja lämpötilakuormitukset. assiivinen ulompi suojarakennus on raudoitettu betonisylinteri, ja se on samalla pohjalaatalla kuin sisempi suojarakennus ja suojaa sisempää suojarakennusta ulkoisilta häiriövaikutuksilta. ämä kaksoisseinä on uusi, täydentävä turvallisuusratkaisu verrattuna aiempiin laitoksiin. adioaktiivisuuden pitäminen suojarakennuksen sisäpuolella onnettomuustilanteissa asettaa korkeita vaatimuksia suojarakennuksen tiiveydelle, minkä vuoksi siinä on teräksinen suojavuoraus. uojarakennuksen tiiveyttä valvotaan tarkasti: mahdolliset vuodot kerätään ulomman ja sisemmän suojarakennuksen välitilaan. ämän jälkeen ne suodatetaan ja viivästetään välitilan ilmanpoistojärjestelmällä ennen niiden johtamista ilmastointipiippuun. enkilökulku ja tavarankuljetukset hoidetaan laitoksen normaalin käytön aikana erityisten sulkujen kautta. ulkujen molemmissa päissä ovat kaksinkertaisesti tiivistetyt ovet, joista kerrallaan vain toinen voi olla auki. uojarakennukseen kuljetaan henkilösulkujen kautta maanpinnan tasolta tai noin metrin korkeudessa olevalta huoltotasolta. so materiaaliluukku sijaitsee huoltotasolla, josta rakennusaikana ja huoltoseisokeissa tuodaan kaikki isot komponentit ja laitteet suojarakennuksen sisään. uojarakennuksen huoltotason yläpuolella on reaktorirakennuksen 0 tonnin päänosturi, jolla voidaan nostaa reaktoripaineastia ja neljä höyrystintä yksitellen paikalleen. eaktorirakennuksen ulkohalkaisija on noin m, tilavuus noin 0 000 m ja kokonaiskorkeus maanalaiset tilat mukaan luettuna noin 0 m. akennuksen poistoilmapiippu kohoaa noin 0 metrin korkeuteen maanpinnasta. l k i l u o t o
uojarakennus on suunniteltu kestämään sekä ison matkustajakoneen että hävittäjälentokoneen törmäys. urvallisuusjärjestelmärakennukset -laitosyksikön moninkertaiset, rinnakkaiset ja fyysisesti toisistaan erotetut turvallisuusjärjestelmät varmistavat laitosyksikön turvallisen käytön kaikissa olosuhteissa. urvallisuusjärjestelmät on jaettu neljään itsenäiseen osajärjestelmään, joilla on oma erillinen turvallisuusjärjestelmärakennuksensa. ussakin rakennuksessa on matala- ja keskipaineinen hätäjäähdytysjärjestelmä, jälkilämmönpoistojärjestelmä, väli- ja merivesijäähdytysjärjestelmä sekä hätäsyöttövesijärjestelmä. ärjestelmiin liittyvät sähkö- ja automaatiojärjestelmät ovat turvallisuusjärjestelmärakennusten ylemmillä tasoilla. Valvomotila sijaitsee yhdessä turvallisuusjärjestelmärakennuksista. urvallisuusjärjestelmärakennukset ja ovat reaktorirakennuksen ja turpiinirakennuksen välissä, ja rakennukset ja on sijoitettu reaktorirakennuksen vastakkaisille sivuille. urvallisuusjärjestelmärakennusten pituus on noin 0 m, leveys m ja korkeus vajaa 0 m. aitosyksiköllä on ulkoisten sähköyhteyksien menetyksen varalta neljä turvallisuusjärjestelmiä syöttävää varavoimadieseliä sekä kaksi näistä riippumatonta lisädieseliä. Varavoima- ja lisädieselien avulla varmennetaan laitosyksikön turvallisuusjärjestelmien sähkönsyöttö myös poikkeuksellisissa tilanteissa. urpiinilaitos urpiinirakennuksen pituus on lähes 0 m, leveys lähes 0 m ja korkeus maanalaiset tilat mukaan luettuna lähes 0 m. akennuksen tilavuus on noin 0 000 m. urpiinirakennuksen kyljessä ovat merivesipumppaamo ja kytkinlaitosrakennus. ää- ja omakäyttömuuntajat sijaitsevat turpiinirakennuksen pohjoispuolella. pu- ja tukirakennukset urvallisuusjärjestelmärakennusten ja kyljessä on sisäänkulkurakennus, jossa sijaitsevat puku- ja peseytymistilat ja valvottu kulkupaikka säteilyvalvonta-alueelle. isäänkulkurakennuksesta on kulkusilta toimistorakennukseen, jossa on vuosihuollon aikana myös säteilyvalvonta-alueen toimistotiloja. isäksi laitosalueelle sijoittuvat erilliset dieselrakennukset, merivesijärjestelmien pääosin maanalaiset rakennukset ja joukko pienempiä tukijärjestelmärakennuksia. lkiluoto
isemmän suojarakennuksen tiiveyden takaa teräsvuoraus, joka käsittää pohjaosan ja kupolin sekä niiden väliin tulevat kahdeksan rengasta. l k i l u o t o
rimääripiirin pääkomponentit eaktoripaineastia ääkiertoputken kuumahaara öyrystin ääkiertopumppu ääkiertoputken kylmähaara aineistin lkiluoto
ÄÄ rimääripiiri :n primäärijärjestelmä perustuu nelipiiriseen ratkaisuun. en suunniteltu käyttöikä on 0 vuotta ja sen rakenne on mitoitettu kestämään kaikki mahdolliset käyttö- ja onnettomuustilanteiden aiheuttamat kuormitukset. rimääripiirin päätoiminnot okaisessa neljässä kiertopiirissä reaktorin paineastiasta lähtevä, -asteinen jäähdyte (= primääripiirin vesi) menee pääkiertoputkia pitkin höyrystimeen, jossa tapahtuu lämmönsiirto sekundääripiiriin. öyrystimessä noin asteeseen jäähtynyt jäähdyte palaa pääkiertopumpun avulla takaisin reaktoriin sen tuloyhteiden kautta. eaktoripaineastian sisällä jäähdyte virtaa ensin alas reaktorisydämen ulkopuolella. aineastian alaosasta virtaus suuntautuu ylöspäin läpi sydämen, jossa jäähdyte lämpenee virratessaan ylös ydinpolttoainesauvojen ja niiden muodostamien nippujen välissä. eaktoripiiriin kuuluvan paineistimen tehtävä on pitää reaktorin paine niin korkeana, ettei jäähdyte pääse kiehumaan. äin jäähdytyspiiri pidetään normaalikäytössä täynnä lämpöä tehokkaasti siirtävää vettä. aineistin on yhdistetty yhteen neljästä kiertopiiristä. ikaisempiin laitoksiin verrattuna paineistimen tilavuutta on lisätty, jolloin saadaan järjestelmään tasaisempi vaste käytössä mahdollisesti ilmeneviin paineeseen vaikuttaviin häiriöihin. äin painepiikkien määrä vähenee ja reaktoripiirin päälaitteiden käyttöikä pitenee. urvallisuusjärjestelmien suunnitteluperiaatteena on pyrkiä poikkeustilanteissa reaktorin nopeaan sammuttamiseen eli reaktoripikasulkuun. opean pikasulun ansiosta reaktorista vapautuu mahdollisimman vähän energiaa. amalla pikasulun painetta vähentävä vaikutus on mahdollisimman tehokas. atkaisumalli myös vähentää varoventtiilien käytön minimiin. eaktorin jäähdytysjärjestelmän ominaisuuksia eaktorin lämpöteho 00 Wth eaktorin pääkiertovirtaus kg/s äähdytevirtaus piiriä kohti 0 m /h äähdytteen sisääntulolämpö äähdytteen poistolämpötila rimääripiirin suunnittelupaine bar rimääripiirin käyttöpaine bar ekundääripiirin suunnittelupaine 0 bar äähöyrypaine normaaliolosuhteissa bar äähöyrypaine kuumaseisokissa 0 bar kuva: reva l k i l u o t o
eaktoripaineastian ja sen sisäosien ominaisuuksia W eaktoripaineastia ja sisäosien poikkileikkaus eaktoripaineastia uunnittelupaine ontrol od rive echanis barm() uunnittelulämpötila uunniteltu elinikä (käyttöaste 0 %) 0 vuotta isähalkaisija (pinnoitteen alla) mm einämän paksuus (pinnoitteen alla) 0 mm ohjaseinämän paksuus mm orkeus kannen kanssa 0 mm erusmateriaali innoitemateriaali ruostumaton teräs (kobolttia =< 0,0 %) aino kannen kanssa t eutronivuo käyttöiän lopussa ( > ev) - suunnitteluarvo, x n/cm - odotettavissa oleva arvo n. x n/cm erusmateriaalin haurastumislämpötila käyttöiän lopussa n. 0 aineastian kansi einämän paksuus 0 mm äpivientien määrä: - säätösauvatoimilaitteille kpl - kuvun lämpötilamittaukselle kpl - sydäninstrumentoinnille kpl - jäähdytysveden pinnan ja lämpötilan mittauksille kpl erusmateriaali * innoitemateriaali ruostumaton teräs (kobolttia =< 0,0 %) Ylemmät sisäosat Ylätukilevyn paksuus 0 mm Yläsydänlevyn paksuus 0 mm erusmateriaali Z - / Z -** lemmat sisäosat latukilevyn paksuus mm laosien materiaali Z - / Z -** eutroniheijastin ateriaali Z -** aino 0 t *matalaseoksinen ferriittiteräs **austeniittinen ruostumaton teräs lkiluoto
eaktoripaineastia ja sisäosat rimääripiiri aineastia eaktorisydän on reaktoripaineastian sisällä. ekä reaktoripaineastia että sen kansi on valmistettu taotusta ferriittiteräksestä. aineastian ja kannen sisäpuoli on lisäksi pinnoitettu ruostumattomalla teräksellä korroosion estämiseksi. aineastia on tuettu tukipalkeilla, jotka makaavat reaktorikuilun yläosassa olevan tukirenkaan päällä, kahdeksan pääkiertoputken alla. aineastian kansi on kiinnitetty pulttien ja tiivisteen avulla. itsaussaumojen määrän minimoimiseksi on paineastian yhde- ja laippa-alue työstetty yhdestä takeesta. aipan ja putkiyhteiden välillä ei ole hitsaussaumoja. Yhdessä putkiyhteiden rakenteen kanssa ratkaisu mahdollistaa verraten suuren etäisyyden ja veden täyttämän tilavuuden putkiyhteiden ja sydämen yläosan välillä. äin minimoidaan rakenteiden saama neutronisäteily. isäosat eaktoripaineastian sisäosat tukevat polttoainenippuja sydämen sisällä, jolloin sydämen reaktiivisuutta voidaan ohjata säätöelementeillä, ja polttoainetta voidaan jäähdyttää vedellä kaikissa olosuhteissa. isäosat poistetaan osittain polttoaineenvaihdon ajaksi ja kokonaan haluttaessa tarkastaa paineastian sisäseinämää. Varsinaisten sisäosien ohella reaktoripaineastiassa on myös ylempiä sisäosia, jotka tukevat polttoainenippujen yläpäitä ja pitävät ne aksiaalisesti oikeassa asennossa. eaktoripaineastian ylemmät sisäosat, (hooz, anska). äitä ylempiä sisäosia ovat säätöelementtien ohjausputket, joiden kiinnikkeet ja palkit on kiinnitetty ohjausputkien tukilevyyn ja yläsydänlevyyn. ydänsäiliö ydänsäiliön laippa lepää paineastian laipasta työstetyn reunan päällä, ja suuri jousi pitää sitä paikallaan. olttoaineniput lepäävät reikälevyn, sydämen tukilevyn, päällä. ämä levy on työstetty valetusta ruostumattomasta teräksestä ja hitsattu sydänsäiliöön. okaista polttoainenippua pitää paikallaan kaksi nipun vastakkaisilla puolilla olevaa tukea. eutroniheijastin ydämen ympärille, monikulmaisen sydämen ja sylinterimäisen sydänsäiliön väliin, on sijoitettu teräksinen neutroniheijastin. eijastin vähentää sydämestä pakenevien neutronien määrää ja tasaa tehojakaumaa. e myös vähentää reaktoripaineastiaan kohdistuvaa, materiaalia haurastuttavaa neutronivuota sekä vaimentaa reaktorin sisäosiin ja polttoaineeseen mahdollisissa putkikatkoissa kohdistuvia paineiskuja. eijastin koostuu ruostumattomasta teräksestä valmistetuista, päällekkäin pinotuista ja toisiinsa kytketyistä kappaleista. ydämen tukilevyyn pultatut sidossauvat pitävät kappaleita aksiaalisesti paikallaan. eräksen sisällä gammasäteilyn myötä syntyvä lämpö poistuu jäähdytteen avulla heijastimessa olevien jäähdytyskanavien kautta. l k i l u o t o
ydämen alkulataus ydämen sisäpuolinen instrumentointi atalarikasteinen nippu ilman gadoliniumia eskirikasteinen nippu, jossa gadoliniumia orkearikasteinen nippu, jossa gadoliniumia eaktorisydämen ominaisuuksia ämpöteho 00 Wth äyttöpaine bar eaktorin jäähdytteen tulolämpötila eaktorin jäähdytteen poistolämpötila eaktorisydämen ekvivalenttihalkaisija mm eaktorisydämen aktiivisen osan korkeus 0 mm olttoainenippujen lukumäärä kpl olttoainesauvojen lukumäärä kpl eskimääräinen lineaariteho, W/cm lkiluoto
eaktorisydän ja polttoaine rimääripiiri :n reaktorisydän koostuu :stä, rakenteeltaan samankaltaisesta polttoainenipusta. lkulatausta varten niput jaetaan väkevöintiasteittain kolmeen ryhmään siten, että kahdessa korkeimmin U-pitoisuudeltaan väkevöidyssä ryhmässä on mukana gadoliniumia neutroniabsorbaattorina, joka pienentää alkuvaiheen reaktiivisuutta ja tasaa tehojakautumaa. Vuosittain vaihdettavien tuoreiden polttoainenippujen määrä ja ominaisuudet riippuvat valitusta polttoaineenhallintasuunnitelmasta, etenkin latausjärjestyksestä ja käyttöjakson pituudesta. eaktorisydämen käyttöjakso voi olla kuukautta. eaktorijäähdytteen koostumus muodostaa merkittävän neutroneja hidastavan ja heijastavan toimintaympäristön. äähdyte siirtää lämpöä pois sydämestä noin barin paineessa ja keskimäärin :n lämpötilassa. äähdytteeseen on liuotettu booria, joka kaappaa osan neutroneista. ooripitoisuutta muuttamalla hallitaan verraten hitaita reaktiivisuuden muutoksia, kuten polttoaineen palaman vaikutuksia. opeita reaktiivisuuden muutoksia ja tehonvaihteluja hallitaan säätöelementeillä. ittapallojärjestelmä eaktorin yläpuolelta ohjataan 0 pieneen näyteputkeen vanadiumseoksesta valmistettuja kuulia ja kuljetetaan ne pneumaattisesti reaktorin sydämeen polttoainenippujen sisällä olevien ohjauskanavien kautta. Yhdessä näyteputkessa olevien kuulien aktivoituminen mitataan kohdasta. ulosten perusteella kalibroidaan sydämen neutronivuon mittaukseen käytettäviä mittalaitteita. ydämen tärkeimmät ominaisuudet ja käyttöolosuhteet on valittu siten, että saavutetaan korkea lämpöteho ja alhaiset polttoainekustannukset. :n reaktorisydän on myös suunniteltu joustavaksi erilaisten polttoainekäyttöjaksojen ja käyttötilanteiden mukaan. ydämen instrumentointi ydämen tehoa mitataan sekä sydämen sisäisellä että ulkoisella instrumentoinnilla. iinteä sydämen sisäpuolinen instrumentointi koostuu neutronivuo- ja lämpötilamittauksista, joilla seurataan neutronivuon jakaumaa sydämessä ja lämpötilajakaumaa sydämen yläosassa. ydämen ulkopuolista instrumentointia käytetään tehon mittauksen ohella myös kriittisyyden valvontaan seisokkien aikana. aikki sydämen instrumentoinnin vaatimat läpiviennit ovat paineastian kannessa. ydämen tehojakaumaa mitataan säännöllisin väliajoin myös sydämeen kulkevien mittapallojen avulla. ällä tavoin saatujen tulosten perusteella kalibroidaan kiinteät sydämen sisäpuoliset neutronivuomittaukset. l k i l u o t o
x polttoainenippu Välituki Yläpäätykappale olttoainesauva olttoaineen ominaisuuksia olttoaine uraanidioksidi (U ) ipputyyppi x olttoainesauvoja nipussa kpl hjausputkien määrä nipussa kpl ipun välitukien määrä kpl olttoainenipun pituus, m olttoainenipun paino kg olttoainenipun sivupituus, mm uojakuorimateriaali U -tablettien tiheys, g/cm olttoaineen poistopalama Wd/kgU lapäätykappale lkiluoto
rimääripiiri olttoainenippu olttoainenippu muodostuu polttoainesauvoista, ohjausputkista, välituista sekä ylä- ja alapäätykappaleesta. hjausputket yhdessä välitukien ja päätykappaleiden kanssa muodostavat nipun kantavan rakenteen. olttoainesauvat muodostavat x -neliömäisen sauvamatriisin. ussakin polttoainenipussa on polttoainesauvaa, ohjausputkea ja poikittaissuuntaista välitukea sekä päätykappale nipun kummassakin päässä. olttoainenipun alapäätykappaleen muotoilu auttaa tasoittamaan jäähdytteen virtausta. laosassa on myös vierasesinesiivilä, jolla estetään reaktoripiiriin mahdollisesti päässeiden esineiden kulkeutuminen nippuun. sineet voisivat aiheuttaa polttoainenipun mekaanisen vaurioitumisen. Yläpäätykappaleessa on jokaisella sivulla lehtijousipakat. ämä jouset säätävät voimaa, jolla nippuja pidetään paikoillaan jäähdytteen virtausta vastaan. olttoainenipun kahdeksan keskimmäistä välitukea on valmistettu zirkoniseoksesta. äissä välituissa ovat myös virtausohjaimet lämmönsiirron tehostamiseksi sauvojen pinnoilta. Ylin ja alin välituki on suurempien lujuusvaatimusten vuoksi valmistettu nikkelipohjaisesta seoksesta. olttoainesauvat olttoainesauva muodostuu putkesta, jonka sisällä on keraamisia, uraanidioksidista (U ) puristettuja tabletteja. auvat on suljettu tiiveyshitsaamalla ja paineistettu heliumilla. eaktorin energia on peräisin tablettien uraanin, pääosin U-isotoopin :n reaktorin polttoaineen fissiosta. ablettien väkevöintiaste vaihtelee ollen maksimissaan vähän alle %. valmistaja on V. sassa polttoainesauvoja polttoainetabletit on valmistettu U -d -seoksesta, joka pienentää reaktiivisuutta ja auttaa tasaamaan tuoreen polttoaineen tehojakaumaa. olttoainesauvojen suojakuoriputket on valmistettu zirkoniseoksesta. uojakuori on ensimmäinen este radioaktiivisille päästöille erottaessaan polttoaineen ja fissiotuotteet jäähdytteestä. auvassa on fissiokaasuille tila, joka rajoittaa ydinreaktiossa uraanitableteista vapautuvien kaasujen aiheuttamaa, sauvan sisäistä paineen nousua. abletteja pitää paikallaan sauvan sisällä, yläpäässä oleva jousi. l k i l u o t o
rimääripiiri olttoaineen käsittely uoreet polttoaineniput varastoidaan joko tuoreen polttoaineen kuivavarastossa tai polttoainealtaiden varastointitelineissä, joissa säilytetään myös käytettyjä nippuja. olttoaineenvaihtoseisokin aikana osa reaktorissa olevista, tehonsa menettäneistä polttoainenipuista korvataan tuoreilla. äytettäessä reaktoria esimerkiksi vuoden jaksoissa vaihdetaan jaksoa kohden neljäsosa polttoaineesta. minaisuuksiltaan erilaiset polttoaineniput sijoitetaan reaktoriin siten, että reaktorisydämen ja polttoaineen käytölle määritellyt rajoitukset täytetään. eaktorin ja polttoainerakennuksen välillä polttoaineniput kuljetetaan siirtoputken kautta. olttoainenippujen siirtoja varten on sekä reaktori- että polttoainerakennuksessa kummassakin oma polttoaineen siirtokoneensa. ydämen purkaminen vie kokonaisuudessaan noin 0 tuntia, ja polttoaineen siirto takaisin sydämeen yhdessä siirtokoneen kameralla tehtävän sydämen lopputarkastuksen kanssa kestää noin tuntia. opputarkastuksella varmistetaan polttoainenippujen oikea, lataussuunnitelman mukainen sijoittaminen sydämeen. U, uratom ja osallistuvat lopputarkastukseen polttoaineen käytön asianmukaisen hallinnan ja valvonnan varmistamiseksi. eaktorissa olleita polttoainenippuja käsitellään aina veden alla, jotta varmistetaan riittävä jäähdytys ja säteilysuojaus. o noin metri vettä on riittävä säteilysuoja, mutta lkiluodossa vesikerroksen paksuus nippujen siirron aikana on noin metriä. äytettyjen polttoainenippujen käsittely eaktorista poistamisen jälkeen käytettyjä polttoainenippuja säilytetään muutama vuosi polttoainerakennuksen polttoainealtaissa jäähtymässä. äähtymisen ohella käytetyn polttoaineen radioaktiivisuus vähenee voimakkaasti. iittävän jäähtymisen jälkeen käytetty polttoaine kuljetetaan laitosalueella sijaitsevaan käytetyn polttoaineen välivarastoon siirtosäiliöllä, joka telakoidaan erityisellä siirtolavetilla täyttöaltaan alapuolelle. nnen loppusijoitusta käytettyä polttoainetta säilytetään välivarastossa vedellä täytetyissä varastoaltaissa useita kymmeniä vuosia. änä aikana polttoaineen radioaktiivisuus ja lämmöntuotto laskevat alle tuhannesosaan alkuperäisestä, jolloin polttoaineen käsittely yksinkertaistuu. äytetyn polttoaineen loppusijoituslaitos rakennetaan lkiluotoon, ja sen rakentamisesta ja käytöstä vastaa osiva y, joka on V:n ja ortum ower and eat y:n omistama yhtiö. lkiluodon loppusijoitustilaan sijoitetaan myös oviisan laitosyksiköiden tuottama käytetty polttoaine. oppusijoitus alkaa vuonna. lkiluoto
rimääripiiri olttoaineen siirto sydämestä pois ja takaisin olttoainenippu nostetaan siirtokoneella pois reaktorisydämestä ja viedään siirtolaitteiston pystysuorassa olevaan siirtokapseliin. iirtolaitteisto kääntää siirtokapselin vaakasuoraan asentoon ja kuljettaa kapselin polttoaineen siirtoputken läpi reaktorirakennuksesta polttoainerakennukseen. olttoainerakennuksessa kapseli käännetään pystyasentoon. olttoaineen siirtokone hakee nipun ja siirtää sen polttoainealtaassa olevaan polttoaineen varastointitelineeseen. olttoaineen siirto sydämeen tehdään purkua vastaavasti, mutta päinvastaisessa järjestyksessä. olttoaineen siirtolaitteistot reaktori- ja polttoainerakennuksessa l k i l u o t o
äätösauvatoimilaitteen poikkileikkaus äätösauvajärjestelmän ominaisuuksia äätöelementit ukumäärä kpl aino, kg äätösauvoja elementissä kpl bsorbaattori -osa (yläosa) - luonnonbooria, % -atomeja - ominaismassa, g/cm - ulkohalkaisija, mm - pituus 0 mm -osa (alaosa) - paino-osuudet: hopea, indium, kadmium 0,, % - ominaismassa, g/cm - ulkohalkaisija, mm - pituus 00 mm uori ateriaali ruostumaton teräs intakäsittely (ulkopinta) ioninitraus Ulkohalkaisija, mm isähalkaisija, mm äytekaasu helium äätösauvatoimilaitteet ukumäärä kpl aino 0 kg ostovoima > 000 iikealue 0 mm skelnopeus mm/min tai 0 mm/min uurin sallittu pikasulkuaika, sek ateriaalit austeniittinen ja martensiittinen ruostumaton teräs lkiluoto
eaktorin käyttö ja tehonsäätö rimääripiiri eaktorin tehoa säädetään säätöelementeillä. yhyen aikavälin tehonsäädön ohella ne tasaavat myös reaktorisydämen pystysuuntaisia tehovärähtelyjä. itkällä aikavälillä booripitoisuuden laskulla kompensoidaan palaman aiheuttaman reaktiivisuuden vähenemistä. äätösauvajärjestelmä eaktorin tehonsäätömekanismia kutsutaan säätösauvajärjestelmäksi. iihen eaktorin säätöelementtien sormisäätösauvat liikkuvat nipun sisällä kuuluvat säätösauvoista muodostuvat säätöelementit, säätösauvatoimilaitteet ja olevissa ohjausputkissa. amoja toimilaitteiden ohjausjärjestelmä. äätösauvajärjestelmä mahdollistaa reaktorin ohjausputkia käytetään myös instrumentoinnin ja neutronitehonsäädön ja reaktoripikasulun. äätösauvat menevät reaktorisydämeen poltto- lähteiden sijoittamiseen. ainenipuissa olevien ohjausputkien kautta. äätösauvajärjestelmää ohjaavat reaktorin ohjaus-, äätösauvatoimilaitteet valvonta- ja rajoitusjärjestelmät sekä reaktoriohjaajien toimenpiteet. eaktoripikasulun laukaisee automaattisesti suojausjärjestelmä tai sen varajärjestelmä, langoitettu turva-automaatiojärjestelmä. yös ohjaaja voi laukaista reaktoripikasulun. äätöelementit äätöelementtejä on. aikki elementit ovat samanlaisia ja koostuvat :stä identtisestä absorbaattorisauvasta, jotka on kiinnitetty yhteiseen ripustuskappaleeseen. auvoissa on neutroneja absorboivia materiaaleja (hopea, indium, kadmium ja boorikarbidi). un sauvat ovat kokonaan sydämen sisällä, ne peittävät polttoainenippujen aktiivisen pituuden lähes kokonaan. äätöelementit on asetettu erillisiin säätöryhmiin. uurin osa eli elementtiä on pikasulkuryhmässä, joka tarvittaessa huolehtii reaktorin nopeasta pysäytyksestä. oput elementtiä puolestaan säätävät reaktoripiirin lämpötilaa ja tasaavat reaktorisydämen pystysuuntaisia tehovaihteluja. äätävän ryhmän säätöelementit on edelleen jaettu neljän elementin ryhmiin, joilla muodostetaan erilaisia käyttöjakson vaiheesta riippuvia ajosekvenssejä ja ohjaustapoja. äytössä olevaa ohjaustapaa ja säätöelementtiryhmiä voidaan muuttaa milloin tahansa laitoksen tehosta riippumatta. äytössä olevaa säätöelementtiryhmää vaihdetaan tasaisin väliajoin, noin 0 tehoajopäivän välein. äin säätösauvojen kuluminen eli palama ei muuta säädön tehokkuutta ja samalla tasoitetaan polttoaineen palamaa. äätösauvatoimilaite koostuu painerungosta laippaliitäntöineen, salpamekanismista, ajotangosta ja käyttökeloista suojuksineen. eaktorin ohjauksessa säätösauvatoimilaitteiden tehtävä on liikuttaa säätöelementtiä koko sydämen matkalta ja pitää ne valitussa asennossa. iiden toinen tehtävä on pudottaa säätöelementit reaktoriin ja erityisesti pikasulkutilanteessa sammuttaa reaktori muutamassa sekunnissa pysäyttämällä ketjureaktio. un reaktorin pikasulkusignaali on aktivoitunut, kaikki käyttökelat kytkeytyvät pois, salvat irtoavat jousien avulla sauvojen urista ja säätöelementit putoavat sydämeen painovoiman avulla. äätösauvatoimilaitteet on asennettu reaktorin paineastian kanteen hitsattuihin yhteisiin. okainen toimilaite on itsenäinen kokonaisuus, joka voidaan asentaa tai poistaa muista riippumattomasti. l k i l u o t o
öyrystimen poikkileikkaus öyrystimien ominaisuuksia ukumäärä kpl ämmönsiirtopinta höyrystintä kohden 0 m rimääripiirin suunnittelupaine bar rimääripiirin suunnittelulämpötila ekundääripiirin suunnittelupaine 0 bar ekundääripiirin suunnittelulämpötila ämmönsiirtoputken ulkohalkaisija / seinän paksuus,0 mm/,0 mm utkien lukumäärä 0 kpl utkien välimatka, mm okonaiskorkeus m ateriaalit utket etalliseos nconel 0 lämpökäsiteltynä Vaippa * innoitelevy ikkeli-kromirautaseos utkien tukilevyt % kromikäsiteltyä ruostumatonta terästä uuta okonaispaino 00 t yöttöveden lämpötila 0 äähöyryn kosteus 0, % äähöyryvirtaus kg/s äähöyryn lämpötila äähöyryn kylläinen paine bar aine kuumaseisokissa 0 bar *matalaseoksinen ferriittiteräs lkiluoto
ääkiertojärjestelmä rimääripiiri öyrystimet öyrystin on lämmönvaihdin, jossa reaktorin tuottama lämpö siirtyy primääripiirin vedestä sekundääripiirin veteen. ämmönvaihtimille tyypilliseen tapaan primääri- ja sekundääripiirin vedet eivät ole kosketuksissa toisiinsa. -laitoksen höyrystin on pystytyyppinen. rimääripiirin vesi kulkee höyrystimen läpi U-muotoisten putkien kautta. öyrystimien vaippapuolella kiertää höyrystettävä sekundääripuolen vesi. öyry erotetaan vedestä höyrystimen sekundääripuolen yläosassa olevilla höyrynerottimella ja -kuivaimella. rotettu vesi palautuu takaisin alas höyrystimen ulkokehää pitkin. öyrystimen sekundääripuolelle lisätään syöttövesiputkistosta jatkuvasti vettä turpiiniin menevää höyryä vastaava määrä. uuremman lämmönvaihtoalan lisäksi pystysuuntainen syöttöveden esilämmitin mahdollistaa barin kylläisyyspaineen, joka on merkittävä osatekijä korkeassa hyötysuhteessa ( %). öyrystimen putkiryhmä on tehty rasitusta ja korroosiota kestävästä metalliseoksesta nconel 0:stä, jonka kobolttipitoisuus on alle 0,0 %. öyrystimen vaippa on tehty -teräksestä. uunnitteluratkaisu, jossa kylmään syöttöveteen sekoittuu vain % lämpimämpää, jälleenkierrossa olevaa vettä, mahdollistaa suuremman lämpötilaeron ja tehokkaamman lämmönsiirron. äin :n höyrystin tuottaa baria korkeamman tuorehöyryn paineen kuin esikuvana olleet laitokset, jos verrataan samaa lämmönsiirtopinta-alan arvoa. öyrystimen tehokkuus saadaan aikaan johtamalla syöttövesi toispuoleisesti erilliseen, höyrystimen seinistä erotettuun kanavaan. :n höyrystimien suunnittelussa on kiinnitetty erityistä huomiota sekundääripuolen ristivirtausten ja tehokkaan lämmönsiirtoratkaisun aiheuttaman lämpötilakerrostumisen haittojen torjuntaan. öyrytilaa on suurennettu, joten höyryn määrä on suurempi. oisaalta, esikuvina olleisiin laitoksiin verrattuna höyrystimen vesitilavuutta on lisätty. ämä parantaa turvallisuusmarginaalia ja lisää toiminta-aikaa, mikäli kaikki syöttövesijärjestelmät lakkaisivat toimimasta eikä höyrystimeen saataisi jäähdytysvettä. kuva: reva l k i l u o t o
eaktorin pääkiertopumpun poikkileikkaus. uimamassa. aakerit. ainelaakeri. lmanjäähdytin. Öljynjäähdytin. oottori (staattori). oottori (roottori). oottorin akseli. ytkin. umpun akseli. iivistepesä. äälaippa. iivistevesi. ämpökilpi. ohtosiivistö. uoksupyörä. umpun pesä. Ulostuloyhde. muyhde ääkiertopumppujen ja -putkien ominaisuuksia umppu ukumäärä kpl uunnittelupaine bar uunnittelulämpötila äähdytevirtaus 0 m /h uunniteltu nostokorkeus 0, m ± % iivistevesivirtaus, m /h aluuvesivirtaus tiivisteeltä 0,0 m /h opeus rpm okonaiskorkeus, m okonaispaino ilman vettä ja öljyä t oottori eho 000 kw aajuus 0 z ääkiertoputket isähalkaisija 0 mm einämän paksuus mm ateriaali Z -* aineistimen yhdysputki isähalkaisija, mm aksuus 0, mm ateriaali Z -* *matalahiilinen, ruostumaton austeniittiteräs lkiluoto
rimääripiiri ääkiertopumput ääkiertopumput kierrättävät vettä primääripiirissä. äin lämpö siirtyy reaktorisydämestä höyrystimille, mistä se siirtyy edelleen sekundääripiiriin. ääkiertopumppu on jokaisessa neljässä kiertopiirissä höyrystimen ulostuloputken ja reaktorin sisääntuloputken välissä. ääkiertopumppu on hydrostaattisesti laakeroitu, millä saavutetaan alhainen värinätaso. :n pääkiertopumpuissa on normaalien kolmen erillisen akselitiivisteen tiiveys varmistettu vielä ylimääräisellä, kaasupaineella toimivalla seisontatiivisteellä. ääkiertopumppu koostuu kolmesta pääosasta: pumpusta, akselitiivisteistä ja moottorista. umpun pesä koostuu juoksupyörästä, johtosiivistöstä ja imuohjaimesta. umpun akseli on kaksiosainen ja osia yhdistää kytkin, joka voidaan poistaa tiivisteiden huoltoa varten. kselia tukee kolme laakeria: kaksi öljyvoideltua laakeria moottorissa ja yksi hydrostaattinen laakeri juoksupyörän kohdalla. aksitoiminen painelaakeri moottorin akselin yläpäässä, vauhtipyörän alla, tasaa akselin suuntaisia voimia. ääkiertopumppu eumontin tehtaalla anskassa (, 00 We). kselitiivistejärjestelmä koostuu kolmesta limittäin koteloidusta dynaamisesta tiivisteestä sekä seisontatiivisteestä. nsimmäinen tiiviste on hydrostaattisesti kontrolloitu vuototiiviste, joka ottaa vastaan koko primääripaineen. oinen tiiviste on hydrodynaaminen tiiviste, joka ottaa vastaan loput paineesta, mutta kestää tarvittaessa myös koko primääripaineen. olmas tiiviste on myös hydrodynaaminen, ja se varmistaa vuototiiviyden. eisontatiiviste puolestaan varmistaa, ettei jäähdytysvettä häviä sähkökatkon tai kaikkien akselitiivisteiden yhteisvikaantumisen seurauksena pumpun ollessa pysähdyksissä. äytön aikana akselitiivisteitä jäähdytetään ja voidellaan tiivistevedellä, jota syötetään tiivisteiden alapuolelle hieman reaktorin jäähdytysvettä korkeammalla paineella. ahta ensimmäistä tiivistettä varmistava kolmas akselitiiviste saa jäähdytysvetensä täyssuolanpoistetun veden jakelujärjestelmästä. oottori on vuotosuojattu häkkikäämitysmoottori. umpun ja moottorin akselien välinen kytkin sekä akselitiivisteiden kotelorakenne mahdollistavat tiivistepaketin huollon ilman moottorin irrottamista. l k i l u o t o
aineistimen poikkileikkaus aineistimen ominaisuuksia uunnittelupaine bar uunnittelulämpötila okonaistilavuus m okonaispituus, m ateriaali * Vaipan seinämän paksuus 0 mm Vastuksien lukumäärä kpl okonaispaino tyhjänä 0 t okonaispaino vedellä täytettynä t Varoventtiilien lukumäärä ja kapasiteetti suunnittelupaineessa x 00 t/h aineenalennuslinjan kapasiteetti suunnittelupaineessa (venttiilien osalta kahdennettu) x 00 t/h *matalaseoksinen ferriittiteräs lkiluoto
rimääripiiri aineistin aineistimen alaosassa on pääkiertopiirin vettä ja yläosassa vesihöyryä. aineistin on osa primääripiiriä, ja se on yhdistetty yhdyslinjalla yhteen pääkiertopiirin kuumaan haaraan. aineistimen tehtävä on pitää reaktoripiirin paine säädettyjen rajojen sisällä. eaktoripiirin painetta kontrolloidaan säätämällä vesihöyryn painetta. aineen säätämiseksi paineistimen alaosassa ovat lämmittimet, joilla höyrystetään vettä, ja yläosassa ruiskutusjärjestelmä, jolla lauhdutetaan höyryä. aineistimen yläosassa olevat paineenalennus- ja varoventtiilit suojaavat reaktoripiiriä ylipaineelta. ahden rinnakkaisen paineenalennuslinjan venttiilien avulla käyttöhenkilökunta voi harvinaisessa onnettomuustilanteessa nopeasti alentaa reaktoripiirin painetta. ällä tavoin reaktoripiiristä poistettu jäähdyte johdetaan paineistimen ulospuhallussäiliöön, jonka murtolevy aukeaa ja jäähdyte purkautuu suojarakennukseen. uojarakennuksessa höyry lauhtuu vedeksi, joka kulkeutuu suojarakennuksen alaosassa olevaan hätäjäähdytysvesialtaaseen. ätäjäähdytysvesialtaasta vesi pumpataan takaisin reaktoriin. aineistimen ulkokehää kiertävä hoitotaso helpottaa lämmittimien vaihtoa ja vähentää säteilyannoksia venttiilihuollon aikana. aikki paineistimen vaipan osat, lukuun ottamatta lämmittimien läpivientejä, on tehty taotusta ferriittiteräksestä ja niissä on kaksi pinnoitekerrosta. ateriaali on sama kuin reaktorin paineastiassa. ämmittimien läpiviennit on tehty ruostumattomasta teräksestä, ja ne on hitsattu korroosiota kestävällä metalliseoksella. aineistinta tukevat sen runkoon hitsatut kiinnikkeet. iempiin, esikuvana olleisiin laitoksiin verrattuna -paineistimen tilavuutta on lisätty. äin saadaan tasoitettua mahdollisia käytön aikaisia painevaihteluita. ääkiertoputket eljän pääkiertopiirin putkistot sekä paineistimen yhdyslinja ovat osa reaktorirakennukseen asennettua reaktorin jäähdytysjärjestelmää. ääkiertoputket kuljettavat jäähdytysveden reaktorin paineastiasta höyrystimille ja sen jälkeen pääkiertopumpuille, jotka pumppaavat sen takaisin paineastiaan. Yksi neljästä pääkiertopiiristä on yhdistetty paineistimeen. okainen neljästä jäähdytyspiiristä koostuu kolmesta osasta: kuumasta haarasta reaktorin paineastialta höyrystimelle, välihaarasta höyrystimeltä pääkiertopumpulle ja kylmästä haarasta pääkiertopumpulta reaktorin paineastiaan. ääkiertoputkien materiaali on taottua austeniittista, ruostumatonta terästä, joka kestää lämpövanhenemista ja joka voidaan tarkastaa ultraäänellä. kuva: reva l k i l u o t o
Välitulistin orkeapaineturpiini atalapaineturpiini auhdutin eneraattori lkiluoto 0
UÄÄ ekundääripiiri urpiinilaitoksen sekundääripiirin vesi-höyryprosessin tehtävä on muuttaa reaktorilaitokselta tulevan tuorehöyryn lämpöenergia mahdollisimman tehokkaasti turpiinigeneraattorilla sähköenergiaksi ja palauttaa sekundääripiirin syöttövesi reaktorilaitoksen höyrystimille. ekundääripiirissä ei ole radioaktiivista säteilyä, koska primääri- ja sekundääripiirin vedet eivät ole kosketuksissa toisiinsa. äähöyryjärjestelmä rimääripiiriin kuuluvissa höyrystimissä syntyvä tuorehöyry johdetaan turpiinilaitokselle neljää päähöyryputkea pitkin. okaisessa päähöyrylinjassa olevan pikasulku- ja säätöventtiilin kautta tuorehöyry johdetaan korkeapaineturpiiniin. okainen päähöyrylinja on varustettu ulospuhalluslinjalla, varoventtiileillä ja eristysventtiilillä häiriötilanteita varten. Ulospuhalluslinjan ja varoventtiilien kautta höyry johdetaan suoraan ilmaan. orkeapaineturpiinista tuleva höyry kuivataan ja tulistetaan kosteudenerotinvälitulistimissa. öyryä tulistetaan kahdessa vaiheessa korkeapaineturpiinin väliottohöyryn ja päähöyrylinjan tuorehöyryn avulla. öyry virtaa välitulistimilta kolmelle matalapaineturpiinille matalapaineturpiinien pikasulku- ja säätöventtiilien kautta. atalapaineturpiineilta tuleva höyry lauhdutetaan kolmessa erillisessä merivesilauhdutinlohkossa. atalapaineturpiinin poistohöyryn lauhduttamisen lisäksi lauhdutin toimii turpiinin ohitushöyryjärjestelmän höyryn lauhduttajana. urpiinin ohitushöyryjärjestelmän avulla säädetään tuorehöyryn painetta laitoksen ajotilanteen mukaisesti. äälauhdejärjestelmä äälauhdepumppuja on kolme, joista kaksi pumppaa päälauhdetta lauhduttimen lauhdekammioista syöttövesisäiliöön päälauhteen esilämmitysjärjestelmän kautta. olmas päälauhdepumppu on varalla. äälauhdetta esilämmitetään prosessin hyötysuhteen parantamiseksi neljässä vaiheessa, minkä jälkeen lauhde johdetaan syöttövesisäiliöön. äälauhdejärjestelmä sisältää myös lauhteen mekaanisen puhdistusjärjestelmän, jolla lauhteesta voidaan tarvittaessa poistaa epäpuhtauksia. yöttövesijärjestelmä yöttövesipumppuja on neljä, joista kolme pumppaa syöttövettä syöttövesitankista esilämmitysjärjestelmän kautta höyrystimiin. eljäs syöttövesipumppu on varalla. yöttöveden esilämmitys tapahtuu kahdessa rinnakkaisessa kolmivaiheisessa esilämmitysjärjestelmässä, joka käsittää kaksi korkeapaine-esilämmitintä ja välitulistuslauhteiden jäähdyttimet. öyry johdetaan korkeapaineesilämmittimiin korkeapaineturpiinista. silämmitysjärjestelmän jälkeen syöttövesi johdetaan reaktorilaitoksen turvallisuusjärjestelmärakennuksissa sijaitsevien syöttövesiventtiilien kautta höyrystimiin. :n matalapaineturpiinit ovat kaksivirtaustyyppisiä, ja niiden juoksusiivet on kiinnitetty turpiinin akseliin kutistusliitoksella liitettyihin siipikiekkoihin. (ähde: iemens) l k i l u o t o
urpiinilaitoksen ominaisuuksia Yleistä ähköteho, brutto We ähköteho, netto 00 We öyryn paine turpiinilla, bar öyryn lämpötila öyryn virtaus kg/s ierrosluku 00 /min orkeapaineturpiini kpl atalapaineturpiini kpl Viimeinen siipivyöhyke - poistoala 0 m - siiven pituus 0 mm - kärjen halkaisija mm urpiinigeneraattoriyhdistelmän pituus m auhdutin äähdytyspinta-ala 0 000 m äähdyttävä aine merivesi äähdytysveden virtausmäärä m /s yhjö täydellä teholla, mbar abs. ämpötilan nousu yöttövesi silämmitysasteita kpl yöttöveden loppulämpötila 0 orkeapaineturpiini on kaksivirtaustyyppinen, ja sen sisä- ja ulkopesä muodostuvat vaakasuunnassa jaetuista sisä- ja ulkopesärakenteista. lkiluoto
urpiinit ja generaattori ekundääripiiri eaktorissa syntynyt lämpöenergia muutetaan turpiineissa mekaaniseksi liikeenergiaksi, joka edelleen muutetaan generaattorissa sähköenergiaksi. :n suuri, noin 00 We:n sähköteho perustuu osittain turpiinigeneraattoriyhdistelmän korkeaan hyötysuhteeseen. :ssa toteutettu turpiinitekniikka edustaa alan kärkeä turpiinigeneraattoriyksikkö on valmistusajankohtanaan maailman suurin. Yksiakselinen turpiinigeneraattorikoneikko koostuu yhdestä korkeapaine- ja kolmesta matalapaineturpiinista, generaattorista ja magnetointikoneesta. ukin turpiiniroottori on asennettu kahden laakerin varaan, eli jokaisella matalapaineturpiinilla on kaksoislaakerointi. urpiinin pyörimisnopeus on 00 kierrosta minuutissa, ja sen akselin kokonaispituus on m. urpiinin vaihdettavien osien osalta käyttöiäksi on laskettu 0 vuotta, kun kokonaisuudessaan turpiinilaitoksen suunniteltu käyttöikä on 0 vuotta. orkeapaineturpiini :n korkeapaineturpiini tuottaa noin 0 % eli 0 We:a laitoksen bruttosähkötehosta. e on täyssyöttöinen, kaksijuoksuinen reaktioturpiini, jonka pääosat ovat: sisäpesä (valuterästä) ulkopesä (valuterästä) roottori (, m ja 0 t, taottu) paisunta- eli johto- ja juoksusiipivyöhykettä (siipipannallisia). orkeapaineturpiinin sisä- ja ulkopesä muodostuvat vaakasuunnassa jaetuista sisä- ja ulkopesärakenteista. isäpesä on kiinnitetty ulkopesän rakenteeseen. orkeapaineturpiinin johtosiivet sekä juoksusiipien vastintiivistenauhat on kiinnitetty korkeapaineturpiinin sisäpesään. kselitiivisterakenteet on puolestaan kiinnitetty korkeapaineturpiinin ulkopesään. orkeapaineturpiinin roottori on koneistettu takeesta. oottorin juoksusiivet ja johtosiipien vastintiivistenauhat urpiinin laakerirakenteiden asennus turpiinitasolla. aakerialaosa- rakenteiden asennuslinjaus ja kiinnitys turpiinipetiin. on kiinnitetty roottoriin koneistettuihin uriin. atalapaineturpiinit aikki kolme matalapaineturpiinia tuottaa kukin noin We:a (yhteensä 0 %) laitoksen bruttosähkötehosta. urpiinityyppi on kaksijuoksuinen reaktioturpiini, jonka pääosat ovat: sisäpesä ulkopesä paisunta- eli johto- ja juoksusiipivyöhykettä ( siipipannallista ja vapaasti seisovaa) roottori (takeista kokoonpantu, siipikiekkorakenne). atalapaineturpiinin sisä- ja ulkopesä muodostuvat vaakasuunnassa jaetuista sisä- ja ulkopesärakenteista. atalapaineturpiinin sisäpesä on kiinnitetty turpiinin perustukseen ja ulkopesä on hitsattu kiinteästi lauhduttimen rakenteisiin. atalapaineturpiinin johtosiivet sekä juoksusiipien vastintiivistenauhat on kiinnitetty matalapaineturpiinin sisäpesärakenteeseen. atapaineturpiinin ulkopesärakenteiden lämpöliikehdintä on erotettu turpiinin sisäpesä- ja roottorirakenteista. atalapaineturpiinin roottori muodostuu läpiporatusta akselista, jonka ympärille on kiinnitetty kutistusliitoksella kahdeksan siipikiekkoa (neljä kussakin juoksussa). yös matalapaineturpiinin roottorien kytkinlaipat on kiinnitetty kutistusliitoksilla roottorin akselille. atalapaineturpiinin juoksusiivet ja johtosiipien vastintiivistenauhat on kiinnitetty siipikiekkoihin koneistettuihin uriin. uuden ensimmäisen juoksusiipivyöhykkeen siivet ovat siipipannallisia ja kolmen viimeisen juoksusiipivyöhykkeen siivet vapaasti seisovia. Viimeisen juoksusiipivyöhykkeen poistoala on 0 m, mikä saavutetaan viimeisen juoksusiiven 0 mm:n profiilipituudella. Viimeisen johtosiipivyöhykkeen siivet ovat onttoja, ja höyryn kosteutta poistetaan niiden virtauspinnassa olevista leikkauksista ennen viimeisiä juoksusiipiä. l k i l u o t o