Pyhäjoen teemailta: AES-2006-voimalaitos 16.3.2016 Minttu Hietamäki, ydintekniikka-asiantuntija
Ensimmäinen teemailta.5.2012 2
Teemaillan puhuja tänään Minttu Hietamäki Energiatekniikan diplomi-insinööri (Espoo, Lappeenranta) Ydintekniikka-asiantuntija Fennovoiman ydinturvallisuusosaston säteilyturvallisuusryhmässä mutta mielellään ihmisten parissa aina, kun mahdollista 3
Voimajärjestelmän tila 16.3.2016 klo 16.00 Lähde: Fingrid Oy www.fingrid.fi 4
Sähkön lähteet Suomessa 2015 Kivihiili 6,7 % Turve 3,3 % Maakaasu 6,1 % Tuulivoima 2,8 % Jäte 0, % Öljy 0,2 % Ydinvoima 27,1 % Biopolttoaineet 13,0 % Tuonti (netto) 1,8 % Vesivoima 20,1 % Kulutus yhteensä 82,5 TWh Lähde: Energiateollisuus ry www.energia.fi FENNOVOIMA 2015 5
Rakentaminen on kymmenen vuoden urakka Hankkeen valmistelu Infra ja suunnittelu Voimalaitosrakentaminen Käyttö Voimalaitostoimittajan valinta Ympäristövaikutusten arviointi Voimalaitossuunnittelu, projektin suunnittelu Työmaan valmistelu Yksityiskohtainen suunnittelu Ydinvoimalaitoksen rakentaminen Asennustyöt Käyttöönotto Sähköntuotanto alkaa Käytetyn polttoaineen loppusijoittaminen, alkaa aikaisintaan 200-luvulla 2013-2014 2015-2017 2018-2023 2024- Periaatepäätöslupa Rakentamislupa Käyttölupa FENNOVOIMA 2015 6
Hanhikivi 1 Voimalaitoksen toimittaja on Rosatomkonserniin 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 FENNOVOIMA 2015 7
VVER-laitosten kehitys aikajanalla VVER-440 VVER-1000 Varhaiset VVERmallit VVER- 640 VVER-1200 170 180 10 2000 2010 FENNOVOIMA 2015 8
VVER-yksiköt maailmalla Käytössä Rakenteilla Maa Lkm Venäjä 18 Ukraina 15 Tshekki 6 Slovakia 4 Unkari 4 Suomi 2 Bulgaria 2 Kiina 2 Armenia 1 *13 % kaikista käytössä olevista ydinvoimaloista Maa Venäjä 6 Kiina 2 Slovakia 2 Ukraina 2 Valko- Venäjä Lkm 2 Intia 1 Yhteensä 15* *22 % kaikista rakenteilla olevista ydinvoimaloista Iran 1 Intia 1 Yhteensä 56* Päivitetty 28.1.2016 FENNOVOIMA 2015
VVER-naapurit Loviisan voimalaitos, 2 x VVER-440 Loviisa 1:n rakentaminen alkoi 171 Loviisa 1:n kaupallinen käyttö alkoi 178, Loviisa 2:n 181 Käyttökokemukset hyviä FENNOVOIMA 2015 10
VVER-naapurit Kuolan voimalaitos, 4 x VVER-440 Maailman ensimmäinen napapiirin pohjoispuolelle rakennettu ydinvoimalaitos Sähköä tuotetaan Murmanskin alueen tarpeisiin sekä vientiin Suomeen ja Norjaan FENNOVOIMA 2015 11
Ydinvoimalaitostyypit Suomessa Kiehutusvesilaitokset (BWR-laitokset): OL1, OL2 Painevesilaitokset (PWR-laitokset): LO1, LO2, OL3, FH1 FENNOVOIMA 2015 12
Painevesilaitos (PWR-laitos) Primääripiirin vesi ei kiehu korkean paineen vuoksi Sekundääripiirin vesi kiehuu ja pyörittää turbiinia Merivesipiiri lauhduttaa sekundääripiirin höyryn takaisin nesteeksi FENNOVOIMA 2015 13
mutta todellisuudessa: 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 14
Voimalaitosalueen layout 15
Alustava versio itse voimalan layoutista 1 Reaktorirakennus 5 10 2 Turvallisuusrakennus 3 Apurakennus 4 Valvomorakennus 5 Sisäänkulkurakennus 12 11 13 4 3 1 2 7 8 6 Höyryventtiilirakennus 7 Jäterakennus 8 Pumppausrakennus Dieselgeneraattorirakennukset 10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus 11 Turbiinirakennus 6 12 Sähkönjakelurakennus 13 Vedenkäsittelylaitos 14 Merivesipumppaamo 14 n. 400 m 16
Reaktorirakennus 17
Reaktorirakennus 1 Reaktorirakennus 5 10 2 Turvallisuusrakennus 3 Apurakennus 4 Valvomorakennus 5 Sisäänkulkurakennus 12 11 13 4 3 1 2 7 8 6 Höyryventtiilirakennus 7 Jäterakennus 8 Pumppausrakennus Dieselgeneraattorirakennukset 10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus 11 Turbiinirakennus 6 12 Sähkönjakelurakennus 13 Vedenkäsittelylaitos 14 Merivesipumppaamo 14 18
Reaktorirakennus 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 1
Polar-nosturi Passiivinen hätäjäähdytysjärjestelmä* Hätäjäähdytysvesisäiliöt* Paineistin Höyrystin (4 kpl) Pääkiertopumppu (4 kpl) Sydänsieppari* Reaktori * Turvallisuusjärjestelmän osa 20
VVER-laitosten erityispiirteet Merkittävimmät erot muihin painevesilaitoksiin löytyvät reaktorilaitoksesta Höyrystimet ovat vaakasuuntaiset Polttoaine-elementit ovat poikkileikkaukseltaan kuusikulmaisia Eroja jäähdytysveden kemiallisessa säädössä käytettävissä kemikaaleissa FENNOVOIMA 2015 Kuva: Rosatom 21
Primääripiiri Kuva: Rosatom FENNOVOIMA 2015 22
Reaktoripaineastia Kuva: Rosatom 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 FENNOVOIMA 2015 23
Polttoaine ydinreaktorissa Kuva: LUT Polttoainesauva, 300-500 pellettiä Polttoaineelementti, n. 300 sauvaa Uraanioksidi UO2 Polttoainepelletti, n.10 g UO2 Reaktorisydän, 163 nippua FENNOVOIMA 2015
Polttoaine ydinreaktorissa Hanhikivi 1:ssä neljännes polttoaineesta vaihdetaan vuosittain Polttoainenippu on reaktorissa 3-6 vuotta Vuodessa kuluu noin 25 tonnia uraanipolttoainetta 25
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 FENNOVOIMA 2015 Kuva: Rosatom 26
Höyrystimen asennus alkamassa Kuva: Rosatom FENNOVOIMA 2015 27
Pääkiertopumput, 4 kpl Tilavuusvirtaus 21 500 m3/h Paine-ero 6 bar Kuva: Rosatom FENNOVOIMA 2015 28
Paineistin Paineistin ylläpitää primääripiirin painetta ja tasaa sen vaihteluita Paineistimen alaosassa on vettä ja yläosassa höyryä Veden pinnankorkeutta muuttamalla voidaan säätää painetta Kuva: Rosatom Korkeus 16 m Halkaisija 3,3 m Kokonaistilavuus 80 m 3 Massa 215 t FENNOVOIMA 2015 2
Reaktorirakennus toimii myös suojarakennuksena Sisempi suojarakennus suunniteltu pitämään radioaktiivisuuden sisällään Ulompi suojarakennus suojaa ulkoisilta uhilta 30
Turbiinirakennus 31
Turbiinirakennus 1 Reaktorirakennus 5 10 2 Turvallisuusrakennus 3 Apurakennus 4 Valvomorakennus 5 Sisäänkulkurakennus 12 11 13 4 3 1 2 7 8 6 Höyryventtiilirakennus 7 Jäterakennus 8 Pumppausrakennus Dieselgeneraattorirakennukset 10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus 11 Turbiinirakennus 6 12 Sähkönjakelurakennus 13 Vedenkäsittelylaitos 14 Merivesipumppaamo 14 32
Turbiinirakennus Turbiinilaitoksen tarkoitus on tuottaa höyrystä sähköä Pääosassa: Korkeapaineturbiini Välitulistin Keski- ja matalapaineturbiinit Generaattori Lauhdutin Lauhteenkäsittely Esilämmittimet Syöttövesijärjestelmät 33
Turbiinirakennus Hallinosturi Generaattori Matalapaineturbiinit Korkeapaineturbiini Välitulistimet Merivesilauhdutin 34
35
Turvallisuusrakennus 36
Turvallisuusrakennus 1 Reaktorirakennus 5 10 2 Turvallisuusrakennus 3 Apurakennus 4 Valvomorakennus 5 Sisäänkulkurakennus 12 11 13 4 3 1 2 7 8 6 Höyryventtiilirakennus 7 Jäterakennus 8 Pumppausrakennus Dieselgeneraattorirakennukset 10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus 11 Turbiinirakennus 6 12 Sähkönjakelurakennus 13 Vedenkäsittelylaitos 14 Merivesipumppaamo 14 37
Turvallisuutta hoidetaan nelinkertaisilla järjestelmillä FENNOVOIMA 2015 Kuva: Rosatom
Esimerkki jäähdytysjärjestelmistä Suojarakennus Primääripiiri Aktiiviset hätäjäähdytysjärjestelmät Kontainmentin sprayjärjestelmä Kuva: Rosatom FENNOVOIMA 2015 11..2015 Minttu Hietamäki
Dieselgeneraattorirakennukset 10 5 3 7 13 4 12 11 1 2 8 6 14 1 Reaktorirakennus 2 Turvallisuusrakennus 3 Apurakennus 4 Valvomorakennus 5 Sisäänkulkurakennus 6 Höyryventtiilirakennus 7 Jäterakennus 8 Pumppausrakennus Dieselgeneraattorirakennukset 10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus 11 Turbiinirakennus 12 Sähkönjakelurakennus 13 Vedenkäsittelylaitos 14 Merivesipumppaamo 40
Muita rakennuksia 41
Valvomorakennus 1 Reaktorirakennus 5 10 2 Turvallisuusrakennus 3 Apurakennus 4 Valvomorakennus 5 Sisäänkulkurakennus 12 11 13 4 3 1 2 7 8 6 Höyryventtiilirakennus 7 Jäterakennus 8 Pumppausrakennus Dieselgeneraattorirakennukset 10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus 11 Turbiinirakennus 6 12 Sähkönjakelurakennus 13 Vedenkäsittelylaitos 14 Merivesipumppaamo 14 42
Valvomo 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) 43
Apurakennus 1 Reaktorirakennus 5 10 2 Turvallisuusrakennus 3 Apurakennus 4 Valvomorakennus 5 Sisäänkulkurakennus 12 11 13 4 3 1 2 7 8 6 Höyryventtiilirakennus 7 Jäterakennus 8 Pumppausrakennus Dieselgeneraattorirakennukset 10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus 11 Turbiinirakennus 6 12 Sähkönjakelurakennus 13 Vedenkäsittelylaitos 14 Merivesipumppaamo 14 44
Apurakennus Apurakennuksissa on lukuisia järjestelmiä, jotka tukevat reaktorirakennuksen toimintoja kuten: Nesteiden puhdistusjärjestelmiä Ilmastointijärjestelmiä 45
Jäterakennus 1 Reaktorirakennus 5 10 2 Turvallisuusrakennus 3 Apurakennus 4 Valvomorakennus 5 Sisäänkulkurakennus 12 11 13 4 3 1 2 7 8 6 Höyryventtiilirakennus 7 Jäterakennus 8 Pumppausrakennus Dieselgeneraattorirakennukset 10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus 11 Turbiinirakennus 6 12 Sähkönjakelurakennus 13 Vedenkäsittelylaitos 14 Merivesipumppaamo 14 46
Jäterakennus 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) 47
Matala- ja keskiaktiivisen jätteen loppusijoitus 48
Tuoreen polttoaineen varasto 5 3 7 13 4 12 11 1 2 8 6 14 10 1 Reaktorirakennus 2 Turvallisuusrakennus 3 Apurakennus 4 Valvomorakennus 5 Sisäänkulkurakennus 6 Höyryventtiilirakennus 7 Jäterakennus 8 Pumppausrakennus Dieselgeneraattorirakennukset 10 Tuoreen polttoaineen varastointirakennus 11 Turbiinirakennus 12 Sähkönjakelurakennus 13 Vedenkäsittelylaitos 14 Merivesipumppaamo 4
Tuore polttoaine ei juuri säteile Polttoainepellettejä Polttoaineelementti Polttoainesauvoja FENNOVOIMA 2015 50
Sisäänkulkurakennus 1 Reaktorirakennus 5 10 2 Turvallisuusrakennus 3 Apurakennus 4 Valvomorakennus 5 Sisäänkulkurakennus 12 11 13 4 3 1 2 7 8 6 Höyryventtiilirakennus 7 Jäterakennus 8 Pumppausrakennus Dieselgeneraattorirakennukset 10 Tuoreen polttoaineen varastorakennus 11 Turbiinirakennus 6 12 Sähkönjakelurakennus 13 Vedenkäsittelylaitos 14 Merivesipumppaamo 14 51
Sisäänkulkurakennus 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 52
Sähköä vuonna 2024 FENNOVOIMA 2015 53
Kiitos. Kysymyksille on aina aikaa! www.fennonen.fi minttu.hietamaki@fennovoima.fi www.fennovoima.fi FENNOVOIMA 2015
Video: Hyvä tietää ydinvoimasta https://youtu.be/adrzpapibe4 FENNOVOIMA 2015 55