aes-2006 -voimalaitos

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

4

Voimajärjestelmän tila 16.3.2016 klo 16.00

Lähde:Fingrid Oywww.fingrid.fi

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

minttu.hietamaki@fennovoima.fiwww.fennovoima.fi

www.fennonen.fi

Kiitos. Kysymyksille on aina aikaa!