The Usability of New Generation Macro- and Gel Resins at the Loviisa Nuclear Power Plant

摘要

Tämän työn lähtökohtana oli selvittää uuden sukupolven makro- ja geelihartsien käytettävyyttä Loviisan ydinvoimalaitoksen puhdistusjärjestelmissä. Tarkasteltaviksi puhdistusjärjestelmiksi valittiin useasta eri järjestelmästä allas- ja boorivesien puhdistus- ja käsittelyjärjestelmät. Allasvesien käsittelyjärjestelmästä käytetään lyhennettä TM-puhdistusjärjestelmä ja boorivesien puhdistusjärjestelmästä lyhennettä TD63-puhdistusjärjestelmä. Työ käsittää ongelmia taustoittavan kirjallisuusosion sekä kokeellisen osion, jossa havaittuihin ongelmiin pyrittiin löytämään ratkaisuja.TM-puhdistusjärjestelmän suurimmaksi ongelmaksi epäillään kationinvaihtohartsin hajoamista vetyperoksidin vaikutuksesta, joka näkyy vuosihuoltojen aikana primäärijäähdytteen normaalia korkeampina sulfaattipitoisuuksina. TD63-puhdistusjärjestelmän ongelmana on silikaatin konsentroituminen väkevän boorihapon booriliuossäiliöihin, joka nostaa primäärijäähdytteen SiO2-pitoisuuden noin 30–70 kertaiseksi primääripiirin boorauksen yhteydessä. Työn ajatuksena oli, että havaittuihin ongelmiin voitaisiin vaikuttaa uuden sukupolven makro- ja geelihartseja käyttämällä. Työn tavoitteena oli löytää sopiva ioninvaihtohartsi käytettäväksi Loviisan kummassakin puhdistusjärjestelmässä sekä selvittää mahdollisten kustannussäästöjen aikaansaaminen uuden sukupolven ioninvaihtomateriaaleja hyödyntämällä.Työn kokeellisessa osiossa tutkittiin kahden eri valmistajan ioninvaihtohartseja ja tehtiin prosessinäytteenottoja TM-puhdistusjärjestelmästä. Työtä varten onnistuttiin rakentamaan toimiva koelaitteisto ioninvaihtohartsien testausta varten. Työn kirjallisuusosion ja kokeellisen osion tulosten perusteella päädyttiin suosittelemaan uusien ioninvaihtohartsien käyttöä TM- ja TD63-puhdistusjärjestelmissä. Uuden sukupolven ioninvaihtohartseilla pystytään saavuttamaan parempia puhdistustuloksia ja kustannussäästöjä kuin nykyisin käytössä olevilla ioninvaihtohartseilla. TM-puhdistusjärjestelmän ioninvaihtosuodattimissa suositeltiin käytettäväksi IRN99 H-kationinvaihtohartsia ja NRW8000-anioninvaihtohartsia. TD63-puhdistusjärjestelmän ioninvaihtomateriaaleiksi suositeltiin puolestaan NRW1180-kationinvaihtohartsia ja NRW8000-anioninvaihtohartsia.Työssä pystyttiin löytämään TM-puhdistusjärjestelmän ongelmia parantavia hartsilaatuja ja selvittämään järjestelmässä ilmeneviä syy-seuraussuhteita. TD63-puhdistusjärjestelmän varsinainen ongelma jäi kuitenkin ratkaisematta, sillä ioninvaihtomateriaalin vaihdolla ei pystytä pääsemään eroon nykyisestä SiO2-ongelmasta. Tärkeimpiä jatkotutkimus- ja kehitystarpeita onkin selvittää käänteisosmoosiin perustuvan suodatusmenetelmän käyttöä Loviisan voimalaitoksella.