Ydinvoimalaitoksen syöttöveden rauta-nikkelisuhteen optimointi
Nurminen, Anne (2020)
Nurminen, Anne
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202004175263
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202004175263
Tiivistelmä
Olkiluoto 2 -ydinvoimalaitosyksiköllä havaittiin, että vuonna 2017 tehtyjen muutostöiden seurauksena syöttöveden rautapitoisuus pieneni ja raudan ja nikkelin pitoisuuksien suhde muuttui epäedulliseen suuntaan. Rauta-nikkelisuhteella on todettu olevan vaikutusta radioaktiiviseen kontaminoitumiseen sekä henkilökunnan säteilyaltistukseen.
Työn tavoitteena oli selvittää analyysitulosten perusteella, miten tehdyt muutostyöt ovat vaikuttaneet laitosyksikön kemian parametreihin, mm. rautapitoisuuksiin eri järjestelmissä ja radionuklidien pitoisuuteen reaktorivedessä, sekä tunnistaa keinot, joilla rautapitoisuutta voidaan kasvattaa. Yksi tunnistetuista toimenpiteistä,
lauhteenpuhdistusjärjestelmässä käytettävän jauhemaisen sekahartsin sekoitussuhteen muutos, toteutettiin osana opinnäytetyötä.
Työn kirjallisessa osassa käsitellään mm. radioaktiivisen kontaminaation syntyä ja rauta-nikkelisuhteen vaikutusta kontaminaation syntyyn.
Sekoitussuhteen muutoksen seurauksena rautapitoisuus puhdistetussa lauhteessa ja syöttövedessä kasvoi, ja syöttöveden rauta-nikkelisuhde kohosi tavoitearvoon tai lähelle sitä. Antimonin (124Sb) pitoisuus laski tarkastelluista nuklideista jyrkimmin ja myös kobolttinuklidien 58Co ja 60Co pitoisuuksissa havaittiin laskua. Rauta-nikkelisuhteen muutoksen vaikutusta pintojen radioaktiivisuuteen ei nähdä ennen seuraavia pinnoilta tehtäviä gamma-aktiivisuusmäärityksiä.
Tulosten perusteella suositellaan hartsityypin käytön jatkamista, punotun suodatinsauvatyypin käyttöönottoa kaikissa suodattimissa ja päällysteen muokkaamismahdollisuuksien selvittämistä edelleen. Myös mahdollisuutta lauhteenpuhdistuksen osittaiseen ohittamiseen suositellaan selvitettävän jatkossa. Tuloksista nähdään, että rautapitoisuus laskee esilämmitysketjussa. Asiaa on syytä tarkastella lisää, mikäli puhdistetun lauhteen rautapitoisuutta halutaan edelleen kasvattaa ja siten varmistaa, että syöttöveden rauta-nikkelisuhde pysyy tavoitealueella. Modifications that were implemented at Olkiluoto 2 nuclear power plant unit had effects on the plant's chemistry. It was observed that the feedwater iron concentration had decreased and the ratio of iron and nickel in the feedwater was not at an optimal level. The iron nickel ratio is known to have an effect on the radioactive contamination of the plant unit and the radiation exposure of the personnel.
The objective of this thesis was to determine what kind of effect the modifications had had on the chemistry parameters, including iron concentration in different parts of the process and radionuclides in reactor water. The evaluation was based on laboratory data. Another objective was to identify the techniques that could be used to increase the iron concentration. One of the identified techniques, altering the ratio of cation and anion resin in the premixed resin powder in the condensate polishing unit, was put into practice as part of this thesis.
The build-up of radioactive contamination and the effect of the iron-nickel ratio on the build-up are discussed in the thesis.
As a result the iron concentration in purified condensate and feedwater was increased and the ratio of iron and nickel rose to the optimal level or close to it. The antimony (124Sb) content in the reactor water decreased significantly. Correspondingly, some decrease in the content of cobalt nuclides 58Co and 60Co was detected. The effect on radioactive contamination cannot be evaluated before the next gamma activity measurement campaign.
On the basis of this thesis it is recommended to continue using the resin with the new mixing ratio. Furthermore, it is recommended to use wound filter elements in all filters in the condensate polishing unit, to investigate the possibilities to modify the precoat layer and also further investigate the possibility of partially bypassing the condensate polishing unit. It was observed that the iron concentration decreases during the preheating stages. This should be further investigated if an increase in the iron concentration in the purified condensate is implemented in order to ensure that the iron-nickel ratio remains at the optimal level.
Työn tavoitteena oli selvittää analyysitulosten perusteella, miten tehdyt muutostyöt ovat vaikuttaneet laitosyksikön kemian parametreihin, mm. rautapitoisuuksiin eri järjestelmissä ja radionuklidien pitoisuuteen reaktorivedessä, sekä tunnistaa keinot, joilla rautapitoisuutta voidaan kasvattaa. Yksi tunnistetuista toimenpiteistä,
lauhteenpuhdistusjärjestelmässä käytettävän jauhemaisen sekahartsin sekoitussuhteen muutos, toteutettiin osana opinnäytetyötä.
Työn kirjallisessa osassa käsitellään mm. radioaktiivisen kontaminaation syntyä ja rauta-nikkelisuhteen vaikutusta kontaminaation syntyyn.
Sekoitussuhteen muutoksen seurauksena rautapitoisuus puhdistetussa lauhteessa ja syöttövedessä kasvoi, ja syöttöveden rauta-nikkelisuhde kohosi tavoitearvoon tai lähelle sitä. Antimonin (124Sb) pitoisuus laski tarkastelluista nuklideista jyrkimmin ja myös kobolttinuklidien 58Co ja 60Co pitoisuuksissa havaittiin laskua. Rauta-nikkelisuhteen muutoksen vaikutusta pintojen radioaktiivisuuteen ei nähdä ennen seuraavia pinnoilta tehtäviä gamma-aktiivisuusmäärityksiä.
Tulosten perusteella suositellaan hartsityypin käytön jatkamista, punotun suodatinsauvatyypin käyttöönottoa kaikissa suodattimissa ja päällysteen muokkaamismahdollisuuksien selvittämistä edelleen. Myös mahdollisuutta lauhteenpuhdistuksen osittaiseen ohittamiseen suositellaan selvitettävän jatkossa. Tuloksista nähdään, että rautapitoisuus laskee esilämmitysketjussa. Asiaa on syytä tarkastella lisää, mikäli puhdistetun lauhteen rautapitoisuutta halutaan edelleen kasvattaa ja siten varmistaa, että syöttöveden rauta-nikkelisuhde pysyy tavoitealueella.
The objective of this thesis was to determine what kind of effect the modifications had had on the chemistry parameters, including iron concentration in different parts of the process and radionuclides in reactor water. The evaluation was based on laboratory data. Another objective was to identify the techniques that could be used to increase the iron concentration. One of the identified techniques, altering the ratio of cation and anion resin in the premixed resin powder in the condensate polishing unit, was put into practice as part of this thesis.
The build-up of radioactive contamination and the effect of the iron-nickel ratio on the build-up are discussed in the thesis.
As a result the iron concentration in purified condensate and feedwater was increased and the ratio of iron and nickel rose to the optimal level or close to it. The antimony (124Sb) content in the reactor water decreased significantly. Correspondingly, some decrease in the content of cobalt nuclides 58Co and 60Co was detected. The effect on radioactive contamination cannot be evaluated before the next gamma activity measurement campaign.
On the basis of this thesis it is recommended to continue using the resin with the new mixing ratio. Furthermore, it is recommended to use wound filter elements in all filters in the condensate polishing unit, to investigate the possibilities to modify the precoat layer and also further investigate the possibility of partially bypassing the condensate polishing unit. It was observed that the iron concentration decreases during the preheating stages. This should be further investigated if an increase in the iron concentration in the purified condensate is implemented in order to ensure that the iron-nickel ratio remains at the optimal level.