Media

Ajankohtaista

5.12.2011 10.11

Tulikuumissa valukokeissa on saavutettu kylmän analyyttisia lopputuloksia

Yhden loppusijoituksessa käytettävän loppusijoituskapselin sisäosan valamiseen tarvitaan miltei 20 tonnia sulatettua rautaa. Sulan valulämpötila on yli 1 300 astetta. Sisäosia on valettu kehitystyötä varten jo vuosien ajan Jyväskylässä Metson valimossa ja tutkittu tarkasti kansainvälisenä yhteistyönä. Sisäosien valukokeissa on saavutettu vaaditut materiaaliominaisuudet.

Leena NolviMillainen tehtävä loppusijoituskapselin sisäosalla on koko loppusijoitusratkaisussa, kehitysinsinööri Leena Nolvi Posivasta?

”Sisäosa tulee nimensä mukaisesti kuparikapselin sisälle. Se antaa kapselille mekaanisen lujuuden. TVO:n ja Fortumin käytössä olevien voimalaitosten käytetylle polttoaineelle tarvitaan erilaiset sisäosat: BWR-sisäosa Olkiluodon nykyisten laitosten käytetylle polttoaineelle sekä VVER-sisäosa Loviisan laitosten käytetylle polttoaineelle.”


Miten kapselin sisäosia valetaan?

”BWR-sisäosan valmistamiseksi sulatetaan rautaa noin 18 tonnia ja VVER-sisäosan valmistamiseksi noin 15 tonnia. Sulan valulämpötila on yli 1 300 celsiusastetta.

Valu tehdään kaatamalla sula senkasta valumuotin päällä olevaan kaatoaltaaseen, josta se johdetaan kanavistoa pitkin muottiin. Valutapahtuma kestää noin kaksi minuuttia.


Ennen valumuotin purkamista kappaleen annetaan jäähtyä muotissa, kunnes lämpötila on noin 300 astetta. Tähän menee aikaa viitisen vuorokautta.

Muotin purkamisen jälkeen odotetaan vielä noin vuorokausi ennen kappaleen puhdistuksen aloittamista. Puhdistuksen jälkeen kappale koneistetaan lopullisiin mittoihinsa. BWR-sisäosa painaa koneistettuna 13,1 tonnia ja VVER-sisäosa 10,1 tonnia.”

 

Kuinka paljon sisäosia on valmistettu?

”Kapselin pallografiittivalurautaisia sisäosia on valettu Metson valimossa Jyväskylässä nousuvaluna vuodesta 2009 alkaen. Nousuvalutekniikkaan siirryttiin materiaaliominaisuuksien parantamiseksi. Suomessa BWR-sisäosia on tehty nousuvalutekniikalla neljä. Muuten BWR-sisäosia on tehty aivan kapselikehitystyön alusta lähtien.


Syksyllä 2010 valettiin ensimmäinen VVER-sisäosa ja alkukesällä 2011 toinen. Tarkoitus on valaa vielä tämän vuoden loppuun mennessä yksi VVER-sisäosa.”

 

Miten valettuja kapseleita tutkitaan ja millaisia tuloksia on saatu tähän mennessä?

”Kappaleelle tehdään Jyväskylässä mekaanista testausta, kuten vetokokeita, ja mikrorakenteen tutkimusta. Siellä tehdään myös tulkkaustesti, eli polttoainesauvan mallikappaleella testataan, että sauva varmasti menee sisään.


Tämän jälkeen sisäosat kuljetetaan Oskarshamniin Ruotsiin, jossa niille tehdään ultraäänitutkimusta, jolla selvitetään sisäosan eheyttä ja polttoainekanavien suoruutta. Mekaaniset ominaisuudet on saatu molemmissa sisäosissa hyvälle tasolle.

Valukokeet_WER-sisaosa
VVER-sisäosa ultraäänitarkastettavana.

Vaaditut materiaaliominaisuudet BWR-sisäosissa on saavutettu, mutta polttoainekanavien suoruuden saavuttaminen BWR-sisäosaan vaatii vielä kehitystyötä. BWR-sisäosan valmistus on hieman VVER-sisäosaa vaativampaa teräskasetin neliöputkien ja suuremman pituuden vuoksi. Alustavien tulosten perusteella viimeksi valmistettu VVER-sisäosa täytti valmistukselle asetetut vaatimukset.


Sisäosista on ensimmäistä kertaa tutkittu valun jälkeen sisäosaan jäävää jännitystä. Tutkimukset tehdään Bristolissa Englannissa. Varsinaisia tutkimustuloksia odotetaan vuoden 2012 aikana, mutta alustavien tulosten mukaan sisäosissa ei näytä olevan suurempia jännityksiä.”

Valukokeet_BWR-sisaosaa
BWR-sisäosista katkaistuille kappaleille on tehty jäännösjännitysmittauksia Bristolissa Englannissa.

Millaista kansainvälistä yhteistyötä Posiva on tehnyt valun kehittämisessä?

”Posiva on tehnyt valukokeita loppusijoituksesta Ruotsissa vastaavan SKB:n kanssa Ruotsissa ja Saksassa. Teemme kapselin valmistustekniikan kehitystyötä yhdessä SKB:n kanssa, sillä kapselin design on molemmilla samanlainen.”

 

Miten valukokeista saatuja tuloksia hyödynnetään?

”Valmistelemme loppusijoituskapselin tuotantolinjaraporttia loppusijoituslaitoksen rakentamislupahakemusta varten. Raportissa käydään läpi kapselin designia, valmistusta ja tarkastusta sekä kannen hitsausta.”


Palaa otsikoihin



Jaa artikkeli: