Ydinvoimalaitokset: STUK raportoi | Raportti PDF-muodossa (382 KB)

STUK-B 94

Ydinturvallisuus

Neljännesvuosiraportti 1/2008

Erja Kainulainen (toim.)

ISBN 978-952-478-381-1 (nid.)
ISBN 978-952-478-382-8 (pdf)
ISBN 978-952-478-383-5 (html)

Tiivistelmä

Raportissa kerrotaan Suomen ydinvoimalaitosten käytöstä, turvallisuuteen vaikuttaneista tapahtumista voimalaitoksilla sekä Suomen uuteen ydinvoimalaitoshankkeeseen kohdistuneista STUKin valvontatoimista vuoden 2008 ensimmäisellä neljänneksellä.

Loviisan molemmat laitosyksiköt ja Olkiluoto 1 olivat tuotantokäytössä koko vuosineljänneksen. Olkiluoto 2:lla oli jäähdytysveden jäätymisestä aiheutunut reaktoripikasulku, jonka vuoksi laitosyksikkö oli pois tuotantokäytöstä vajaan vuorokauden. Vuosineljänneksen aikana sattuneilla tapahtumilla ei ollut merkitystä ydin- eikä säteilyturvallisuuden kannalta.

Olkiluoto 3:n rakennustyömaalla turvallisuuden kannalta merkittävimpiä töitä olivat suojarakennuksen sekä turvallisuus- ja polttoainerakennusten seinien valut. Pääkomponenttien valmistus eteni Japanissa, Ranskassa ja Tsekin tasavallassa ilman merkittäviä ongelmia.

Sisällysluettelo

TIIVISTELMÄ

1 JOHDANTO

2 SUOMEN YDINVOIMALAITOKSET

2.1 Loviisa 1 ja 2
2.1.1 Käyttö ja käyttötapahtumat
2.1.2 Ympäristön säteilyturvallisuus vuonna 2007

2.2 Olkiluoto 1 ja 2
2.2.1 Käyttö ja käyttötapahtumat
2.2.2 Ympäristön säteilyturvallisuus vuonna 2007

2.3 Olkiluoto 3

1 Johdanto

STUK raportoi neljännesvuosittain Suomen ydinvoimalaitosten käytöstä, tapahtumista voimalaitoksilla ja valvontatoimenpiteistä, joita STUK on kohdistanut rakenteilla olevaan uuteen ydinvoimalaitokseen. Raportissa kerrotaan turvallisuuden kannalta merkittävistä tapahtumista ja ydinvoimalaitoksiin tehdyistä turvallisuutta parantavista muutoksista. Tarpeen mukaan raportoidaan muiden maiden ydinvoimalaitosten merkittävistä tapahtumista.

Raportti perustuu STUKin valvontatoiminnassaan saamiin tietoihin ja tekemiin havaintoihin. Tapahtumien turvallisuusmerkityksen kuvaamisessa käytetään ydinlaitostapahtumien kansainvälistä INES-asteikkoa (International Nuclear Event Scale).

2 Suomen ydinvoimalaitokset

Erja Kainulainen, Suvi Ristonmaa, Petteri Tiippana, Olli Vilkamo

2.1 Loviisa 1 ja 2

2.1.1 Käyttö ja käyttötapahtumat

Loviisan molemmat laitosyksiköt olivat tuotantokäytössä koko vuosineljänneksen. Loviisa 1:n energiakäyttökerroin vuosineljänneksellä oli 101,6 % ja Loviisa 2:n 102,1 %. Energiakäyttökerroin kuvaa tuotetun sähköenergian suhdetta energiaan, joka olisi voitu tuottaa, jos laitosyksikkö olisi toiminut koko tarkasteluajan nimellisteholla. Tuotetun sähköenergian määrä riippuu myös turbiinille johdetun höyryn lauhduttamiseen käytetyn meriveden lämpötilasta. Mitä kylmempää merivesi on, sitä suurempi teho turbiinista saadaan. Tällöin energiakäyttökerroin voi ylittää arvon 100 %. Laitosyksiköiden reaktoreiden suurin sallittu lämpöteho on määritelty laitosyksiköiden käyttöluvissa. Sähköntuotantoa kuvaavat diagrammit ja tehonalennusten syyt esitetään kuvissa 1 ja 2.

Kuva 1. Loviisa 1:n keskimääräinen vuorokautinen bruttosähköteho tammi–maaliskuussa 2008.

Kuva 2. Loviisa 2:n keskimääräinen vuorokautinen bruttosähköteho tammi–maaliskuussa 2008.

2.1.2 Ympäristön säteilyturvallisuus vuonna 2007

Radioaktiivisten aineiden päästöt

Ydinvoimalaitoksen radioaktiivisten aineiden päästöille ympäristöön on määrätty vuosittaiset raja-arvot laitoksen turvallisuusteknisissä käyttöehdoissa. Päästöt Loviisan ydinvoimalaitokselta ympäristöön olivat vuonna 2007 huomattavasti alle asetettujen rajojen. Radioaktiivisten jalokaasujen päästöt ilmaan olivat noin 5,5 TBq, mikä on noin 0,03 % asetetusta rajasta. Jalokaasupäästöissä hallitsevana oli reaktoripaineastian ja pääsäteilysuojan välisessä ilmassa olevan argon 40:n aktivointituote argon 41. Jodipäästöt ilmaan olivat noin 0,7 MBq, mikä on noin 0,0004 % asetetusta rajasta. Hiukkasmaisten aineiden päästö ilmaan oli noin 0,1 GBq, tritiumpäästö ilmaan noin 0,2 TBq ja hiili-14 -päästö ilmaan noin 0,2 TBq.

Mereen päästettyjen vesien tritiumsisältö 16 TBq on noin 11 % päästörajasta. Muiden mereen päästettyjen nuklidien yhteenlaskettu aktiivisuus oli noin 0,4 GBq, mikä on noin 0,04 % päästörajasta.

Päästörajojen tarkoituksena on laitosten käytöstä aiheutuvan ympäristön väestön yksilöiden vuotuisen säteilyaltistuksen rajoittaminen selvästi alle valtioneuvoston päätöksessä (395/1991) määritellyn raja-arvon 100 mikroSv. Päästöjen perusteella laskettu säteilyannos ympäristön eniten altistuneelle yksilölle oli noin 0,05 mikroSv vuodessa eli alle 0,1 % asetetusta rajasta.

Kuvassa 3 esitetään jalokaasu- ja jodipäästöt ilmaan vuosina 1998– 2007 ja kuvassa 4 päästöt mereen vuosina 1998–2007. Laskennalliset säteilyannokset vuosilta 1998–2007 esitetään kuvassa 5.

Kuva 3. Radioaktiivisten aineiden päästöt ilmaan Loviisan laitokselta.

Jalokaasupäästöt krypton 87 -ekvivalentteina

Jodipäästöt jodi 131 -ekvivalentteina. Vuonna 2001 jodipäästöt ilmaan olivat alle havaitsemisrajan.

Kuva 4. Radioaktiivisten aineiden päästöt mereen Loviisan laitokselta.

Tritium

Muut nuklidit kuin tritium

Kuva 5. Altistuneimman väestön osan yksilölle laskemalla arvioidut säteilyannokset Loviisan laitoksen ympäristössä.

Ympäristön säteilyvalvonta

Ydinvoimalaitoksen ympäristön säteilyvalvonta käsittää ne laitosalueen ja sen ympäristön säteilyn mittaukset sekä radioaktiivisten aineiden määritykset, jotka tehdään väestön säteilyaltistuksen ja ympäristössä esiintyvien radioaktiivisten aineiden selvittämiseksi.

Loviisan ydinvoimalaitoksen ympäristöstä otettiin vuonna 2007 yhteensä 317 näytettä. Osasta analysoiduista näytteistä on havaittu erittäin pieniä määriä radioaktiivisia aineita, jotka ovat peräisin ydinvoimalaitokselta. Määrät ovat niin pieniä, että niillä ei ole merkitystä säteilyaltistuksen kannalta.

Ympäristönäytteissä havaitaan edelleen Tshernobylin onnettomuudesta ja ydinasekokeiden laskeumasta peräisin olevia radioaktiivisia strontium-, cesium- ja plutonium-isotooppeja. Lisäksi näytteissä esiintyy luonnon radioaktiivisia aineita (mm. beryllium 7, kalium 40 sekä uraani ja torium hajoamistuotteineen), joiden pitoisuudet ko. näytteissä ovat yleensä suurempia kuin voimalaitokselta tai laskeumasta peräisin olevien radioaktiivisten aineiden.

Ulkoisen säteilyn mittaamiseksi ydinvoimalaitoksen ympäristössä on 15 jatkuvatoimista mittausasemaa kahden ja viiden kilometrin etäisyyksillä laitoksista. Asemien mittaustiedot siirretään sekä voimalaitokselle että valtakunnan säteilyvalvontaverkkoon. Lisäksi ydinvoimalaitosten ympäristöön on sijoitettu erikseen luettavia annosmittareita kymmeneen pisteeseen. Ulkoisessa säteilyssä ei esiintynyt muutoksia, jotka olisivat ylittäneet luonnon taustasäteilyn normaalin vaihtelun.

2.2 Olkiluoto 1 ja 2

2.2.1 Käyttö ja käyttötapahtumat

Olkiluodon laitosyksiköt olivat tuotantokäytössä koko vuosineljänneksen lukuunottamatta Olkiluoto 2:n vajaan vuorokauden tuotantokatkosta, joka johtui jäähdytysveden jäätymisen seurauksena aiheutuneesta reaktoripikasulusta. Olkiluoto 1:n energiakäyttökerroin vuosineljänneksellä oli 101,2 % ja Olkiluoto 2:n 99,6 %. Energiakäyttökerroin kuvaa tuotetun sähköenergian suhdetta energiaan, joka olisi voitu tuottaa, jos laitosyksikkö olisi toiminut koko tarkasteluajan nimellisteholla. Tuotetun sähköenergian määrä riippuu myös turbiinille johdetun höyryn lauhduttamiseen käytetyn meriveden lämpötilasta. Mitä kylmempää merivesi on, sitä suurempi teho turbiinista saadaan. Tällöin energiakäyttökerroin voi ylittää arvon 100 %. Laitosyksiköiden reaktoreiden suurin sallittu lämpöteho on määritelty laitosyksiköiden käyttöluvissa. Laitosyksiköiden sähköntuotantoa vuosineljänneksellä kuvaavat diagrammit ja tehonalennusten syyt esitetään kuvissa 6 ja 7.

Kuva 6. Olkiluoto 1:n keskimääräinen vuorokautinen bruttosähköteho tammi–maaliskuussa 2008.

Tehonalennusta vaatineita määräaikaiskokeita.

Kuva 7. Olkiluoto 2:n keskimääräinen vuorokautinen bruttosähköteho tammi–maaliskuussa 2008.

Reaktoripikasulku, joka aiheutui jäähdytysveden jäätymisestä. Tehonalennusta vaatineita määräaikaiskokeita.

Olkiluoto 2:n reaktoripikasulku jäähdytysveden jäätymisen vuoksi

Merivesi viileni nopeasti Olkiluodon ydinvoimalaitoksen edustalla lauantaiaamuna 5.1.2008. Muodostunut jäähile tukki meriveden puhdistusjärjestelmän suodattimia Olkiluoto 2:lla ja heikensi jäähdytysvetenä käytettävän meriveden virtausta. Tämän seurauksena laitosyksiköllä tapahtui turbiinipikasulku ja edelleen reaktoripikasulku. Tapahtuman yhteydessä havaittiin höyryvuoto vikaantuneen venttiilin kautta suojarakennukseen. Laitosyksikkö oli irti valtakunnan sähköverkosta tilanteen selvittämisen ja vikojen korjaamisen vuoksi noin 19 tuntia.

Merivesi ohjataan laitokselle tulokanavaa pitkin. Epäpuhtaudet poistetaan vedestä sen virratessa karkeavälppien, hienovälppien ja korisuodattimien läpi. Merivesi viileni nopeasti aamulla 5.1.2008, joten vaarana oli välppien ja korisuodattimien jäätyminen. Jäätymisen torjunta epäonnistui osittain, koska toinen nk. sulapumpuista ei käynnistynyt kosteuden aiheuttaman sähköhäiriön vuoksi. Pumppujen tehtävänä on pumpata Olkiluoto 2:n aaltoilualtaasta lämpimämpää vettä tulopuolen merivesikanavan suulle. Veden nopeaa viilenemistä ei myöskään ole huomioitu riittävästi toimintaa ohjeistettaessa. Korisuodattimiin pääsi kertymään jäähilettä, mikä heikensi meriveden virtausta. Vedenpinta päämerivesipumppujen imukuopissa laski ja pumput pysähtyivät. Tätä seurasi paineen nousu lauhduttimessa ja edelleen turpiinipikasulku ja osittainen reaktorin pikasulku. Heti perään laukesi myös reaktorin pikasulku.

Reaktorissa syntynyt höyry ohjautui ulospuhallusjärjestelmän höyryputkia pitkin suojarakennuksen lauhdutusaltaaseen. Noin kolme tuntia reaktoripikasulun jälkeen havaittiin höyryvuoto suojarakennuksessa. Vuoto loppui, kun käytössä ollut höyryputki eli nk. ulospuhallusjärjestelmän säätölinja suljettiin ja käyttöön otettiin toinen vastaava linja. Tarkastuksissa todettiin, että säätölinjan nk. tyhjönmurtajaventtiili oli vikaantunut ja höyry pääsi vuotamaan kyseisen venttiilin kautta. Venttiilin karan lukitusruuvi oli kiinnitetty väärin vuosihuollossa 2007 ja venttiilin sisäosa oli siirtynyt paikaltaan. Sisäosa vaihdettiin.

Samassa tyhjönmurtajaventtiilissä ja toisessa vastaavassa venttiilissä havaittiin myös venttiilin lautasen tiivistettä paikallaan pitävän renkaan kiinnitysruuvien löystymistä ja irtoilua. Voimayhtiö ohjeisti kyseisten venttiilien ajotapaa siten, että vastaavilta tilanteilta vältyttäisiin. Voimayhtiö suunnittelee ruuvien kiinnitysten parantamista ja toteuttaa ratkaisut kevään 2008 vuosihuollossa molemmilla laitosyksiköillä.

Olkiluoto 2 tahdistettiin valtakunnan sähköverkkoon aamuyöllä 6.1.2008. Vajaan tunnin päästä reaktoritehon nosto kuitenkin keskeytettiin, koska välitulistimen vesityssäiliön tyhjennyksen säätöventtiili oli jumittunut kiinni-asentoon. Venttiilin sisäosa vaihdettiin.

Reaktorin jäähdytyksestä pystyttiin huolehtimaan tapahtuman aikana. Reaktoripikasulun jälkeen jäähdytyksestä huolehti sammutetun reaktorin jäähdytysjärjestelmä ja jäähdytykseen käytettiin tulopuolen merivettä lämpimämpää poistopuolen vettä. Lisäksi em. höyryvuoto suojarakennuksessa havaittiin ja lopetettiin nopeasti. Voimayhtiö ohjeistaa sulapumppujen käytön siten, että meriveden nopeaan viilenemiseen pystytään reagoimaan paremmin. Käytännössä tämä tarkoittaa pumppujen käynnistämistä aikaisemmin.

Tapahtuma luokiteltiin kansainvälisellä ydinlaitosten seitsenportaisella INES-asteikolla luokkaan 0.

2.2.2 Ympäristön säteilyturvallisuus vuonna 2007

Radioaktiivisten aineiden päästöt

Ydinvoimalaitoksen radioaktiivisten aineiden päästöille ympäristöön on määrätty vuosittaiset raja-arvot laitoksen turvallisuusteknisissä käyttöehdoissa. Radioaktiivisten aineiden päästöt Olkiluodon ydinvoimalaitoksen ympäristöön olivat vuonna 2007 huomattavasti alle asetettujen päästörajojen. Radioaktiivisten jalokaasujen päästöt ilmaan olivat noin 0,1 TBq, mikä on noin 0,0006 % asetetusta rajasta. Jodipäästöt ilmaan olivat noin 15 MBq, mikä on noin 0,01 % asetetusta rajasta. Hiukkasmaisten aineiden päästö ilmaan oli noin 30 MBq, tritiumpäästö ilmaan noin 0,4 TBq ja hiili-14-päästö ilmaan noin 1,1 TBq.

Mereen päästettyjen vesien tritiumsisältö 2,4 TBq on noin 13 % vuosipäästörajasta. Muiden mereen päästettyjen nuklidien yhteenlaskettu aktiivisuus oli 0,6 GBq, mikä on noin 0,2 % laitospaikkakohtaisesta päästörajasta.

Päästörajojen tarkoituksena on laitosten käytöstä aiheutuvan ympäristön väestön yksilöiden vuotuisen säteilyaltistuksen rajoittaminen selvästi alle valtioneuvoston päätöksessä (395/1991) määritellyn raja-arvon 100 mikroSv. Päästöjen perusteella laskettu säteilyannos ympäristön eniten altistuneelle yksilölle oli noin 0,05 mikroSv eli alle 0,1 % asetetusta rajasta.

Kuvassa 8 esitetään jalokaasu- ja jodipäästöt ilmaan vuosina 1998–2007 ja kuvassa 9 päästöt mereen vuosina 1998–2007. Laskennalliset säteilyannokset vuosilta 1998–2007 esitetään kuvassa 10.

Kuva 8. Radioaktiivisten aineiden päästöt ilmaan Olkiluodon laitokselta.

Jalokaasupäästöt krypton 87 -ekvivalentteina. Vuonna 2004 jalokaasupäästöt ilmaan olivat alle havaitsemisrajan.

Jodipäästöt jodi-131-ekvivalentteina. Vuosina 2001 ja 2004 jodipäästöt ilmaan olivat alle havaitsemisrajan.

Kuva 9. Radioaktiivisten aineiden päästöt mereen Olkiluodon laitokselta.

Tritium

Muut nuklidit kuin tritium

Kuva 10. Altistuneimman väestönosan yksilölle laskemalla arvioidut säteilyannokset Olkiluodon laitoksen ympäristössä.

Ympäristön säteilyvalvonta

Ydinvoimalaitoksen ympäristön säteilyvalvonta käsittää ne laitosalueen ja sen ympäristön säteilyn mittaukset sekä radioaktiivisten aineiden määritykset, jotka tehdään väestön säteilyaltistuksen ja ympäristössä esiintyvien radioaktiivisten aineiden selvittämiseksi.

Olkiluodon ydinvoimalaitoksen ympäristöstä otettiin vuonna 2007 yhteensä 307 näytettä. Osasta analysoiduista näytteistä on havaittu erittäin pieniä määriä radioaktiivisia aineita, jotka ovat peräisin ydinvoimalaitokselta. Havaituilla pitoisuuksilla ei ollut merkitystä säteilyaltistuksen kannalta.

Ulkoisen säteilyn mittaamiseksi ydinvoimalaitosten ympäristössä on 10 jatkuvatoimista säteilyannosnopeuden mittausasemaa noin 5 km etäisyydellä laitoksista ja neljä vastaavaa mittausasemaa alle kilometrin etäisyydellä laitoksista Asemien mittaustiedot siirretään sekä voimalaitokselle että valtakunnan säteilyvalvontaverkkoon. Lisäksi ympäristössä on 11 erikseen luettavaa annosmittaria. Ulkoisessa säteilyssä ei esiintynyt muutoksia, jotka olisivat ylittäneet luonnon taustasäteilyn normaalin vaihtelun.

2.3 Olkiluoto 3

Vuoden 2008 ensimmäisellä neljänneksellä STUK jatkoi Olkiluoto 3:n järjestelmien, laitteiden ja rakenteiden yksityiskohtaisten suunnitelmien tarkastamista sekä pääkomponenttien valmistuksen ja laitoksen rakennustöiden valvontaa.

Olkiluoto 3:n rakentamisessa turvallisuuden kannalta merkittävimmät työt olivat suojarakennuksen sekä turvallisuus- ja polttoainerakennusten seinien valut. Sisemmän suojarakennuksen seinän valuja jatkettiin. Valut ovat onnistuneet hyvin. Seuraavien sisemmän suojarakennuksen pintaan tulevien teräsverhouksen osien yhteenhitsaus aloitettiin. Suoja- ja polttoainerakennuksessa sekä turvallisuusrakennuksissa valettiin myös sisärakenteita ja alimpia tasoja. Apu-, sivumerivesipumppaamo-, diesel- ja jäterakennusten rakennustöitä jatkettiin. Turbiinirakennuksen rakentaminen jatkui mm. rakennuksen yläosaan tulevien teräsrakenteiden asennuksella. Laitteiden, kuten lämmönvaihtimien, pumppujen ja putkistojen asennustöitä jatkettiin.

Pääkomponenttien valmistus jatkui Japanissa, Ranskassa ja Tsekin tasavallassa, ja on edennyt ilman merkittäviä ongelmia. Reaktoripainesäiliölle tehtiin pinnoitteen lopputarkastuksia. Pääkiertopiirin putkien uudelleenvalmistusta jatkettiin, ja STUKille esiteltyjen tulosten perusteella valmistuneiden putkien tarkastettavuus ultraäänitekniikalla on parantunut.

Laitoksen yksityiskohtaisen suunnittelun tarkastusta jatkettiin prosessi-, sähkö- ja automaatiojärjestelmien sekä laitteiden ja rakenteiden rakennesuunnitelmien osalta. STUK tarkasti ja hyväksyi suunnittelumuutoksen, joka liittyy laitoksen toimintaan mahdollisessa höyrystimen yhden tai useamman lämmönsiirtoputken katkossa. Muutoksella estetään mahdollisuus boorittoman veden pääsemiseen sekundääripiiristä reaktoriin, ja eliminoidaan näin niin sanotun kriittisyysonnettomuuden mahdollisuus. Muutos kasvattaa jonkin verran höyrypäästöä ympäristöön. Tehtyjen analyysien ja annoslaskujen perusteella radioaktiivisten aineiden päästön kasvu on kuitenkin erittäin pieni ja annosarvot pysyvät edelleen merkittävästi kyseiselle onnettomuustilanteelle asetettujen raja-arvojen alapuolella. Kokonaisturvallisuuden kannalta muutoksen vaikutukset ovat myönteiset.

Vuosineljänneksen aikana STUK tarkasti Teollisuuden Voima Oyj:n kunnossapidon laadunvarmistusta ja asennusvaiheen tarkastustoimintaa rakentamisen aikaisen tarkastusohjelmansa mukaisesti. STUK edellytti tarkastusten tuloksena, että Teollisuuden Voima Oyj valmistautuu huolella projektin tuleviin vaiheisiin ja arvioi erityisesti laitostoimittajan toimintaa asennusvaiheen suunnitelmien laadun varmistamiseksi etukäteen. Lisäksi STUK edellytti, että voimayhtiö varmistaa laitteiden ja rakenteiden asennussuunnitelmien ja rakennusteknisten suunnitelmien yhteensopivuuden ja että tietoa esiin tulleiden poikkeamien perussyistä hyödynnetään projektissa aiempaa kattavammin.

Ydinvoimalaitokset: STUK raportoi | Raportti PDF-muodossa (382 KB)