PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2016

Samankaltaiset tiedostot
PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2019

FUKUSHIMAN JA JAPANIN TAPAHTUMIEN VAIKUTUS YDINTURVALLISUUSSÄÄDÖKSIIN

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2017

Fukushiman ydinvoimalaonnettomuus:

Oletetun onnettomuuden laajennus, ryhmä A

Stressitestien vaikutukset Suomessa

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2016

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2018

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2019

Säteilevät Naiset- seminaari Sähköä ilmassa Sähkömarkkinat ja älykkäät sähköverkot

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2017

Stressitestit Tärkeimmät havainnot Suomessa ja Euroopassa

Mitä Fukushiman ydinvoimalassa tapahtui ja miksi?

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2016

Fukushima reaktorifyysikon näkökulmasta Jaakko Leppänen / VTT

Selvitys varautumisesta ulkoisiin tapahtumiin suomalaisilla ydinvoimalaitoksilla

Ydinturvallisuustyö Fukushman Dai-ichin onnettomuuden jälkeen

OLKILUOTO 1 JA 2 YDINVOIMALAITOSYKSIKÖIDEN PARANNUSHANKKEET

Fukushiman ydinvoimalaonnettomuus: mitä laitoksella tapahtui ja miksi?

Eurooppalaiset ydinvoimalaitosten stressitestit

Ydinvoimaloiden stressites/t Suomessa

Rosatomin laitoksen turvallisuus

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2016

Ydinvoimalaitoksen polttoaine

Ydinpolttoaineen suunnittelurajat ja yleiset suunnitteluvaatimukset. 1 Yleistä 3. 2 Yleiset suunnitteluvaatimukset 3

Ydinvoimalaitosten turvallisuus SÄTEILY- JA YDINTURVALLISUUSKATSAUKSIA

Fukushiman ydinvoimalaonnettomuus: kokemuksia valmiustilanneviestinnästä

Ydinvoimala. Reaktorit Fukushima 2011

Säteilyturvakeskus Perustelumuistio 1 (6) /0010/2010. Ohje YVL A.6, Ydinvoimalaitoksen käyttötoiminta ( ) 1 Soveltamisala

Pentti Malaska--seminaari Teknologia ihmisen maailmassa 2040 Ydinvoima teknologiana --riskit ja tulevaisuus Pentin päivänä 21.3.

MATEMATIIKAN KOE. AMMATIKKA top asteen ammatillisen koulutuksen kaikkien alojen yhteinen matematiikka kilpailu. Oppilaitos:.

Varavoiman asiantuntija. Marko Nurmi

STUKin turvallisuusarvio Olkiluodon käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitushankkeen rakentamislupahakemuksesta. Tiedotustilaisuus 12.2.

NOKIANVIRRAN ENERGIA OY

Ydinjätteet ja niiden valvonta

Ohje YVL D.3, Ydinpolttoaineen käsittely ja varastointi ( )

WK-6 WATER KETTLE BRUKSANVISNING BRUKSANVISNING BRUGSANVISNING KÄYTTÖOHJE INSTRUCTION MANUAL

Turvallisuus ja onnettomuudet. Tfy Jaakko Leppänen

Vermon lämpökeskuksen turvallisuustiedote

Palot ajoneuvoissa Syyt / Riskit / Haasteet

Ydinvoimalaitoksen käytöstäpoisto

APUWATTI KÄYTTÖOHJEKIRJA KAUKORA OY

Ydinpolttoainekierto. Kaivamisesta hautaamiseen. Jari Rinta-aho, Radiokemian laboratorio

Hanhikivi 1 Rakentamisen vaiheet

Auroran CAT-varavoimakoneet paljon vartijoina Nesteellä Sähkönsyötön katketessa varavoimakoneilla ajetaan prosessit turvallisesti alas

Matkalle PUHTAAMPAAN. maailmaan UPM BIOPOLTTOAINEET

YDINLAITOSTEN JÄRJESTELMIEN, RAKENTEIDEN JA LAITTEIDEN LUOKITTELU

Jäähdytysjärjestelmän tehtävä on poistaa lämpöä jäähdytyskohteista.

Ajankohtaista Hanhikivi 1 -hankkeessa

Smart Generation Solutions

Ohje YVL A.6, Ydinlaitoksen käyttötoiminta

STUK-YVL (8) LUONNOS 2 STUK-YVL 3.1 YDINLAITOSTEN JÄRJESTELMIEN, RAKENTEIDEN JA LAITTEIDEN LUO- KITUS

Säteilyturvakeskuksen määräys ydinvoimalaitoksen valmiusjärjestelyistä

U 84/2013 vp. Elinkeinoministeri Jan Vapaavuori

Hanhikivi 1 -hanke. Oulu Business Breakfast Jaana Kangas aluetiedottaja

Jännitestabiiliushäiriö Suomessa Liisa Haarla

Turvallisuuden rakentaminen ydinvoimalassa

Flamco. Flamcovent. Assenus- ja käyttöohje. Mikrokuplia poistavat Flamcovent-ilmanerottimet /A/2002, Flamco

Lämpöä tuulivoimasta ja auringosta. Kodin vihreä energia Oy


Fortum Power and Heat Oy:n Joensuun pyrolyysilaitoksella sattunut räjähdys

LESSONS FROM FUKUSHIMA ACCIDENT

cleandoctor.fi RugDoctor SteamPro höyrypesurin käyttöohje

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2019

Fingrid Oyj. NC ER:n tarkoittamien merkittävien osapuolien nimeäminen ja osapuolilta vaadittavat toimenpiteet

Sähköjärjestelmä antaa raamit voimalaitoksen koolle

2. YLEISIÄ NÄKEMYKSIÄ 1970-LUVUN ALUSSA 3. MUUTOKSEN TUULIA MAAILMALLA 1970-LUVULLA 5. TUTKIMUS JA TOIMENPITEET SUOMESSA

KÄYTTÖOHJEET SÄHKÖKÄYTTÖISEILLE AUTOMAATTIPALAUTTEISILLE HYDRAULIIKAPUMPUILLE HTWP21 SARJAN MOMENTTIAVAIMIA VARTEN.

Kok 1,3. Water kettle. Bruksanvisning Bruksanvisning Brugsanvisning Käyttöohje Instruction manual WK13W

Lehtori, DI Yrjö Muilu, Centria AMK Ydinosaajat Suurhankkeiden osaamisverkosto Pohjois-Suomessa S20136

Turvallisuus prosessien suunnittelussa ja käyttöönotossa. 1. Luennon aiheesta yleistä 2. Putkisto- ja instrumentointikaavio 3. Poikkeamatarkastelu

YVL B.4 Ydinpolttoaine ja reaktori. Sisältö. SÄTEILYTURVAKESKUS YVL B.4 luonnos (11)

YDINPOLTTOAINE JA REAKTORI

Teknosafe TÄYDELLINEN SAMMUTUSJÄRJESTELMÄ TRUKKEIHIN

YVL C.7 YDINLAITOKSEN YMPÄRISTÖN SÄTEILYVALVONTA

STUKin uudet päätökset ja ST ohjeet

AT-Tuote Oy Sipoon tuotantolaitoksella sattunut onnettomuus. Onnettomuustutkintaraportti dnro 4044/ /2018

Ohje YVL E.10, Ydinlaitoksen varavoimalähteet ( )

Työturvallisuus fysiikan laboratoriossa

Ydinvoiman käytön terveysvaikutukset normaalioloissa ja poikkeustilanteissa

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe , malliratkaisut ja arvostelu.

Tekijä: Markku Savolainen. STIRLING-moottori

Tuotantorakenteen muutos haaste sähköjärjestelmälle. johtaja Reima Päivinen Käyttövarmuuspäivä

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2019

Ohje YVL B.6, Ydinvoimalaitoksen suojarakennus ( )

Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitus Olkiluodossa

Ydinvoima ja ydinaseet Markku Anttila Erikoistutkija, VTT

FY 2: Energiantuotanto. Tapio Hansson

Öljyntehostaja - 39 C

Meri-Porin voimalaitoksen turvallisuustiedote

ITE tyhjiöpumput. Käyttöohje. Onninen Oy - Kylmämyynti

Torium voimala energian uinuva jättiläinenkö? Esitys Tampereen Ruutiukoissa syyskuun Matti Kataja

Industrial Fire Protection Handbook

Kohti päästöttömiä energiajärjestelmiä

Tervetuloa. Polttoainelinjaston huolto, nykyaikaiset polttoaineet ongelmineen

Hanhikivi 1 -hanke. KIP Ympäristöpäivä Minttu Hietamäki, ydintekniikka-asiantuntija

Asiakkaat ilman sähköä, koko asiakasmäärä 17500

Yleisiä tietoja polttoaineenkulutuksesta. Ilmanvastus


Transkriptio:

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2016 Prof. Filip Tuomisto Turvallisuus ja onnettomuudet, torstai 4.2.2016

Päivän aiheet Tokai-mura 1999 Forsmark 2006 Aloitetaan Fukushiman 2011 käsittely (lähde: Riku Mattila, STUK)

Reaktiivisuus / jäähdytys hallittava aina Valtaosa reaktorin käyttöajasta on normaaliteholla tapahtuvaa käyttöä ja turvallisuusjärjestelmät on suunniteltu ennen kaikkea sitä varten PRA kuitenkin osoitti, että myös matalilla tehotasoilla ja seisokin aikana voi vallita suuri osa riskeistä, vaikka jäähdytepiiri ei ole kuuma eikä paineistettu, polttoaine ei ole kuumaa ja sen jälkilämpöteho pienempi Kaikki tilanteet käsittävät myös vaiheet, jolloin polttoaine ei ole sydämessä Tuoreen polttoaineen rikastus, valmistus, kuljetus ja varastointi Käytetyn polttoaineen varastointi voimalan altaissa, keskipitkän ajan KPAvarastossa, sen loppusijoitus Muualla kuin sydämessä ei saa ollenkaan tapahtua ketjureaktioita eli tuoreet ja käytetyt polttoaineet pidettävä alikriittisinä, kasvutekijä < 0.95 Käytön jälkeen on huomioitava polttoaineen jäähdytys Käytön jälkeen polttoaineen reaktiivisuus on pienentynyt, muttei olematon

Esimakua: Tokai-mura 1999 Tehdas oli suunniteltu rakenteellisesti turvalliseksi LEU:lle (=Low Enriched Uranium, rikastusaste < 20%) eli lisensioitua toimintatapaa käyttäen ei voinut tapahtua ylikriittisyyttä ko. rikastusasteen materiaalilla Useampana vuonna oli kuitenkin käsitelty vain max 5 % rikastettua kevytvesireaktori-polttoainetta, jolloin jäi paljon turvallisuusmarginaalia. Prosessin nopeuttamiseksi tätä marginaalia oli hyödynnetty luomalla epävirallinen nopeutettu käytäntö (!), joka ohitti prosessia hidastavat bufferi-säiliöt Onnettomuuden tapahtuessa oli kuitenkin käsiteltävänä 19 % rikastettua uraania, joka oli tarkoitettu nopeaan koereaktoriin. Tällöin luotettiin liikaa rakenteelliseen turvallisuuteen - ei tiedostettu eroa Työntekijöitä ei ollut koulutettu niin, että ohjeiden syvällinen merkitys olisi tajuttu Hidasta prosessia nopeutettiin totutusti siirtämällä saostustankkiin ämpärillä polttoainetta oikotietä, vaikka rikastusaste oli korkeampi Kun tankissa oli 40 litraa liuosta, saavutettiin kriittinen massa n. 16 kg U Syntyi ketjureaktio, joka tuotti kovaa gamma- ja neutronisäteilyä

Tokai-mura 1999, jatkoa Märän prosessin vesi toimi hidasteena ja kun vesi kiehui, teho välillä laski Tilanteen ratkaisuapua kysyttiin ympäri maailmaa Tankin ympärillä oli jäähdytysallas, koska siinä tuotettava kemiallinen reaktio oli eksoterminen eli lämpöä tuottava Ketjureaktio saatiin loppumaan 20 h kuluttua, kun tankkia ympäröivä jäähdytysvesiallas pystyttiin rakennettujen säteilysuojien turvin tyhjentämään vedestä, jolloin se ei enää toiminut neutronien heijasteena neutronien vuoto lisääntyi ja reaktiivisuustaso laski alikriittiseksi Kaksi työntekijää kuoli, yksi sai säteilyannoksen 1-5 Sv, 84 työntekijää max 23 msv, 161 ulkopuolista naapuruston asukasta evakuoitiin, heillä maksimiannos 21 msv Päästöt jäivät pieniksi, koska radioaktiiviset aineet pysyivät pääosin tankissa Ulkopuolisten annokset kertyivät säteilysuojaamattomasta rakennuksesta lähteneestä fissioiden suorasta gamma- ja neutronisäteilystä

Forsmark 2006 Vain INES 2: Ei päästöjä eikä laitoksen sisäistä radioaktiivisuuden leviämistä, reaktorin sydän ei vahingoittunut, mutta turvallisuusjärjestelmät eivät olleet käyttökunnossa

Forsmarkin voimalaitosalue

Oikosulku kahden vaiheen välillä kytkinkentällä jännitehäiriö laitokseen

Ulkoisen sähkön menetys 22 min ajan, sydämen pinta laski, vain puolet dieseleistä käynnistyi ihme, että nekään

Syyt Puutteelliset työtavat kytkinkentällä johtivat alkutapahtumaan, lisäksi: Yhteisvika (Common Cause Failure,CCF) UPSyksiköissä (Uninterruptible battery supported Power System) suunnitteluvirhe, muutettu alkuperäisestä Yhteisvika (CCF) generaattoreiden suojauksessa asennusvirhe Hätädieselgeneraattoreiden käynnistäminen suunniteltu huonosti (riippuvainen niiden itsensä tuottamasta virrasta)

Valvomo Valtavasti hälytyksiä Kaksi divisioonaa neljästä (A ja B) pimeinä, joten informaatiota puuttui. Siksi turvallisuusjärjestelmäautomatiikka mm. käynnisti hätäjäähdytyksen (siitä seurasi paineastialle kylmäshokki, minkä takia oli laskettava sen luvitus uudelleen) Valvomohenkilökunta käytti kirjallisia ohjeita tilanteen selvittämiseen, toimi oikein ja esimerkillisesti, oli harjoitellut tämän tyyppisiä tilanteita täyden mittakaavan simulaattorilla Sai palautettua yhteyden sähköverkkoon 22 minuutissa

Seurauksia UPS-valvonta muutettu ja testattu Taajuussuojauskytkimet korjattu Sähkönsyöttö dieselkäynnistykseen korjattu tulemaan DC-akuilta. AC-UPS:ien dieselriippuvuus poistettu 400 kv kytkinkentän toiminta tarkistettu Parannuksia kaasuturbiineihin Parannuksia valvomonäyttöihin Korjauksia valvomo-ohjeisiin mm. kaikkien kytkimien ja näyttöjen tarkistus

Fukushima Dai-ichi Maanjäristys 11.3.2011 klo 14:46 Japanin aikaa Tyynellä merellä, n. 100 km Japanin itärannikosta tapahtui suuri maanjäristys (9,0 Richterin asteikolla), jonka aiheutti mannerlaattojen reunan pystysuora liikahdus Maanjäristys aiheutti vakavia vaurioita paikalliselle infrastruktuurille: kulkuyhteydet tietoliikenneyhteydet sähköverkot vesivoimalaitoksen patomurtuma

Maanjäristysalueen voimalaitokset Maanjäristyksen vaikutusalueella on 4 ydinvoimalaitospaikkaa: Onagawa Fukushima Dai ichi Fukushima Dai ni Tokai Maanjäristys ei aiheuttanut merkittäviä vahinkoja alueen ydinvoimalaitoksille Kaikki käynnissä olleet laitosyksiköt pysähtyivät automaattisesti järistyksen seurauksena, ja turvallisuusjärjestelmät huolehtivat niiden jälkilämmön poistosta Fukushima Dai ichin laitos menetti yhteyden valtakunnan sähköverkkoon, joten siellä turvallisuusjärjestelmät siirtyivät varavoimadieselgeneraattorien perään Noin tunti maanjäristyksen jälkeen Fukushima Dai ichin laitospaikalle iski 40 km/h nopeudella 15 metriä korkea hyökyaalto.

Hyökyaalto tuhosi Fukushima Dai-Ichissä suuren määrän laitteistoa mekaanisen iskun ja tulvimisen kautta varavoimadieselgeneraattorit polttoaine ja vesisäiliöitä tärkeimmät sähkönjakelulaitteet laitoksen mittaus ja ohjausjärjestelmät laitosalue jäi tulvan laskettua rojun peittoon: toiminta laitosalueella hankaloitui merkittävästi

Hyökyaalto vyöryy Dai-ichiin

Tsunamin vaikutus muilla laitosyksiköillä

Tsunamin vaikutus Dai-ichin laitospaikalla Täydellinen vaihtosähkön menetys vei kaikki sähköllä käyvät pumput käyttökunnottomiksi. Laitoksella oli kuitenkin myös sähköstä riippumattomia jäähdytysjärjestelmiä, joten akuuttia hätää ei olisi pitänyt olla Ykkösyksikön kohtaloksi tuli tsunamin myötä tullut valvomon sähkökatko (tasasähkojen menetys), jonka seurauksena reaktorin pintaa ei pystytty seuraamaan ja (täysin toimintakykyinen) eristyslauhdutin jäi kiinnipäin vikaantuneiden venttiilien taa Kakkos- ja kolmosyksiköiden turpiinikäyttöiset pumput saatiin käyntiin, mutta tasasähkön puute sekä suojarakennuksen merivesijäähdytyksen menetys haittasivat niiden käyttöä

Ykkösyksikön vaurioituminen

BWR-reaktorin ja suojarakennuksen paineen alennus

Miksi ykkösyksikkö menetettiin? Ykkösyksikkö menetettiin, vaikka sen eristyslauhduttimessa olisi ollut vettä jälkilämmön passiiviseen poistamiseen 6 tunnin ajaksi. Tämänhetkisen käsityksen mukaan Tilannetta lähdettiin hoitamaan (aivan oikein) normaalina ulkoisen verkon menetyksenä ja vahdittiin paineastian jäähtymisnopeutta Tsunamin vietyä sähköt tilanne muuttui, mutta muuttuneeseen tilanteeseen ei reagoitu siirtymällä täyden sähkönmenetyksen hätätilanneohjeisiin. (Tarkkaa tietoa laitoksen hätätilanneohjeistosta ei ole) Eristyslauhduttimen käyttöohjeissa edellytetään tietoa pinnanmittauksesta venttiilin avaamisen ja sulkemisen ohjaamiseksi. Kun pinnanmittaus menetettiin, jouduttiin takalukkotilanteeseen, kun ohjeesta ei enää ollut apua. Lisäksi eristysventtiilit saivat kiinnimenokäskyn, kun tasasähkö menetettiin Tilanne on ollut muutenkin sekava (valvomon sähkökatko jne.) Laitoksen organisaatiosta ei löytynyt valvomohenkilökunnan tueksi henkilöä, jolla olisi ollut tieto tilanteesta sekä kyky ja valta ohjeistaa avaamaan eristyslauhduttimen venttiili käyttöohjeen kirjaimen vastaisesti (paineastian liian nopea jäähtyminen olisi ollut tilanteessa selvästi pienempi paha verrattuna reaktorin jättämiseen kokonaan ilman jäähdytystä)

Kakkosyksikön vaurioituminen

Kolmosyksikön vaurioituminen

Miksi kakkos- ja kolmosyksikkö menetettiin? Turpiinikäyttöiset jäähdytyspumput (RCIC) syöttivät kakkos- ja kolmosyksikön reaktoreihin vettä pari päivää tsunamin jälkeen. Järjestelmien kanssa oli kuitenkin ongelmia: Venttiilien ohjaukseen tarvittava akkusähkö ehtyi useaan otteeseen, ja siirrettävien dieselgeneraattoreiden käyttöön ei ollut heti valmiutta. Turpiinin läpi virrannut höyry kuumensi lauhdutusaltaan pienen vesitilavuuden kiehumispisteeseen, ja turpiineilta hävisi tyhjö, aiheuttaen ennen pitkää mekaaniset vauriot. RCICillä olisi periaatteessa voinut välillä ajaa kylmää vettä reaktorin sijasta myös lauhdutusaltaaseen ja parantaa sen kykyä ottaa lämpöä vastaan, mutta tällaiseen tilanteeseen ei ollut ohjeita eikä sitä ollut muutenkaan suunniteltu.

Jatkuu ensi kerralla

Kotitehtävä maanantaiksi 8.2. Lue luku 6 (Kokemukset onnettomuuksista ja poikkeuksellisista tapahtumista ydinlaitoksilla, sivut 206 265) Ydinturvallisuus kirjasta (Karisto Oy, 2004) Vastaa seuraaviin kysymyksiin (mycourses): Miten turvallisuutta heikentäneet tapahtumat on luokiteltu INESasteikolla? Anna esimerkki tällaisesta tapahtumasta Miten onnettomuudet on luokiteltu INES-asteikolla? Anna esimerkki onnettomuudesta Mitä yhteistä on ydinenergian käytön historian aikana sattuneilla onnettomuuksilla ja muilla tapahtumilla, ml. Suomessa? Mitä eroja on ydinenergian käytön historian aikana sattuneilla onnettomuuksilla ja muilla tapahtumilla, ml. Suomessa?