Ågestaverket
Från Rilpedia
| Ågestaverket | |
 |
|
| Plats | Ågesta, Huddinge kommun |
|---|---|
| Land | Sverige |
| Ägare | Vattenfall |
| Togs i kommersiell drift | 1 maj 1964 |
| Stängdes ner | 2 juni 1974 (10 år) |
| Reaktorer | |
| Nedstängda reaktorer | 1 (12MW) |
| Kapacitet | |
| Medelproduktion under 5 år | 28 GWh |
| Total produktion | 800 GWh värme 415 GWh el |
| R3/Adam | |
| Start | 1963 |
|---|---|
| Stängning | 1974 |
| Typ | tryckvattenreaktor |
| Termisk effekt | 65 MW |
| Nettoeffekt | fjärrvärme 55 MW El 10 MW |
Ågestaverket, också kallat R3 eller Adam, var Sveriges första kommersiella kärnkraftverk. Det producerade främst fjärrvärme (verket kallades därför "Ågesta kärnkraftvärmeverk") till stockholmsstadsdelen Farsta men även en del elenergi som matades ut på elnätet.
Innehåll |
Historia
Verket är insprängt i berget i ett friluftsområde vid Ågesta i Huddinge. Reaktorn var en tryckvattenreaktor med tungt vatten som moderator. Bränslet var naturligt uran i form av urandioxid som pressats och sintrats till cylindriska kutsar. Kutsarna var kapslade i zircaloy, en zirkoniumlegering. Reaktorn laddades med hjälp av en särskild laddmaskin. Utbränt bränsle förvarades torrt i hålrum i en strålskyddad betongkonstruktion. Reaktorn var i drift 1963 till 1974.
Statens Vattenfallsverk och AB Atomenergi enades 1958 om två gemensamma reaktorprojekt, dels R3/Adam i Ågesta och dels R4/Eva i Marviken utanför Norrköping. Konstruktionsansvaret för Ågestaverket delades mellan AB Atomenergi, Vattenfall och ASEA. Byggherrar var Vattenfall och Stockholms Elverk, medan Asea Atom var huvudleverantör för reaktordelen. Från början var det tänkt att turbinen skulle utgöras av en STAL dubbelrotationsturbin men Stockholms Elverk som ansvarade för ånganläggningen valde istället en begagnad de Laval aktionsturbin från ångkraftverket i Värtan. Totalt kostade verket cirka 200 miljoner kronor att bygga. Bränslekutsarna av urandioxid levererades från ASEAs bränslefabrik i Västerås och AB Atomenergis bränslefabrik på Liljeholmen i Stockholm utförde laddningen av kapslingen och dess förslutning. Tre bränsleladdningar tillverkades till Ågesta, varav en med svenskt uran från Ranstad. De andra två laddningarna tillverkades av utländskt uran.
Ågestaverkets reaktor hade ursprungligen en effekt på 65 MW, men effekten höjdes i början av 1970 till 80 MW. Detta är betydligt mindre än effekten i de senare svenska reaktorerna. Verket var en del i den svenska linjen som syftade till internationellt oberoende genom användning av inhemskt oanrikat uranbränsle i kombination med tungt vatten som moderator. Användning av inhemskt kärnbränsle, som i motsats till importerat uran inte var förknippat med besvärande krav på internationella inspektionsåtgärder, skulle även göra det möjligt att ur det använda bränslet utvinna plutonium – råvaran för en framtida svensk atombomb.
Ågestaverket stängdes 2 juni 1974 eftersom låga oljepriser gjorde driften olönsam och dessutom ställdes högre krav på säkerhet som inte gick att uppfylla. Oljekrisen visade dock att detta beslut var något förhastat, särskilt med tanke på de höga oljepriserna efter oktoberkriget 1973. Säkerhetsfilosofin kring kärnanläggningar förändrats på ett sätt som Ågestaverket kunde svara mot.
Efter stängningen lades verket i malpåse och anläggningen är fortfarande i princip helt intakt. Alla vattensystem är dock tömda, tungvattnet såldes till Kanada, och bränslet återfinns numera i CLAB. Två av ånggeneratorerna monterades ned i mitten av 1990-talet och man lyckades efter dekontaminering på Studsvik Radwaste i Nyköping få materialet i dessa tillräckligt rent för att säljas som skrot. Omsmältning skedde sedan i Radwastes egen stålugn.
Sedan 1980 använder Stockholms brandförsvar området runt Ågestaverket som övningsfält och materialdepå.
Då och då har Ågestaverket visats för grupper av särskilt berörda, till exempel från kraftindustrin eller studerande och personal vid tekniska högskolor. Ågestaverket är rent byggnadstekniskt ännu i utmärkt skick och är upplyst och städat precis som ett vanligt kraftverk. Det finns hos många en stark önskan om att göra Ågestaverket till museum. Tekniska Museet har utgett en bok som heter "Kärnkraft som kulturarv"[1].
Incidenten
Den 1 maj 1969 inträffade ett stort läckage som gav upphov till en översvämning som slog ut en del av sekundärkretsens säkerhetssystem. När värmebehovet i fjärrvärmenätet understeg kondensoreffekten kördes överskottsvärme ut i kyltorn placerade på berget ovanför anläggningen. Rören dit var långa och höjdskillnaden resulterade i ett stort statiskt tryck. Vid ett pumpskifte uppstod en tryckstöt som slog sönder en backventil. Läckage uppstod ute i turbinanläggningen och 400 kubikmeter vatten störtade ner från ett kyltorn 30 meter ovanför. Det utströmmande vattnet träffade generatorskenorna och stoppade turbinen. Kopplingsskåp för elutrustning som innehöll styrutrustning för säkerhetssystem (reservmatning av ånggeneratorerna) översköljdes med vatten. Som följd av översvämningen erhölls jordfel som orsakade att flera säkerhetssystem fick felaktig eller obefogad funktion. Transformatorerna som låg utanför väggarna i turbinanläggningen, men på en lägre nivå än den havererade backventilen, undgick att bli översvämmade.
Reaktorn stoppades manuellt från kontrollrummet sedan olika stängningsfunktioner av ventiler utlösts på grund av översvämningen. En följd av haveriet var att cirka 500 liter tungt vatten läckte ut genom otäta backventiler. Detta kunde dock tillvaratas.
Haveriet visade att det var svårt att helt förebygga händelser av det inträffade slaget. Konstruktionerna måste dock göras så att följderna av inträffade felfunktioner blir så små som möjligt. Händelsen visade på brister i konstruktionen och hur olika strukturer, system och komponenter skall placeras i höjdled.
Händelsen förmedlades bland annat i nyhetsinslag i TV där Ågestareaktorn även förekom i samband med ett varmvattenutsläpp till Magelungen som orsakades av ett större läckage i en kulvert. Den 13 april 1993 publicerade Dagens Nyheter en artikel om tillbudet.
Radioaktiviteten i anläggningen
I början av 1980-talet förekom uppgifter om att Ågestareaktorn skulle behöva avklinga 300 år innan rivning skulle kunna komma till stånd. Idag är ånggeneratorer demonterade, dekontaminerade (beläggningar av radioaktiva föroreningar borttvättade) och sedan återvunna. Radioaktiva komponenter ur själva reaktorkärlet är också avlägsnade. I de mest radioaktiva området kring primärkretsens nedre rörböjar är aktiviteten idag cirka 10 μSv/h (1 mR/h uppmätt gammadoshastighet), det vill säga ungefär dubbelt så mycket som man utsätts för under flygning på 10 km höjd[[1]]. Under förutsättning att man inte andas in damm och annat så kan man idag arbeta ganska obehindrat med de flesta komponenter.
Ågestareaktorns föregångare, R1 på Drottning Kristinas väg, ävenledes tungvattenreaktor, revs i sin helhet 1982. Vad som är kvar av reaktorn i Ågesta idag - biologiska skyddet i betong och järnmalmssparsten - är mycket likt vad som den gången under loppet av några veckor bilades ner med vanliga entreprenadmaskiner.
Lågaktivt avfall samt en del avfall från arbetet med bränslehaveriet i Ågesta lär ha tillvaratagits på ett något mer bekymmerslöst sätt än vad som är brukligt idag. Komponenter har mellanlagrats kortare tider såväl i Henriksdalsberget som i Myttingefortet ute på Värmdö och en del komponenter har sänkts i Landsortsdjupet. Sådant kan kanske ha rört sig om exempelvis de ubåtsperiskop man begagnade vid städningsarbetet i reaktorn (och sedermera även använde i stället för kameraövervakning av ånggeneratorrummet under drift). Man konstaterade att periskopens linser på mycket kort tid blev obrukbara till följd av strålningens inverkan på glaset - samma problem som tillstötte vid upprensningen efter Harrisburgolyckan[2].
Kontamination
Det finns en utbredd uppfattning att radioaktivitet smittar genom sin strålning. Det är sant rörande neutronstrålningen vilken genom transmutation ger upphov till nya ämnen av vilka flera är radioaktiva. Vad man menar med kontamination är dock uteslutande spridning av sådana ämnen i form av radioaktiv smuts, pannsten, beläggning eller annat. I Ågesta är således de delar som utsatts för neutronstrålning sådana som i sig blivit radioaktiva. Övriga delar räcker det med att tvätta vilket omhändertagandet av Ågestaverkets ånggeneratorer nere i Studsvik visat.
De allra flesta inducerat radioaktiva ämnen är mycket kortlivade och således extremt radioaktiva men detta endast kortvarigt. Sådana ämnen är oftast inget problem. Av mer långlivade isotoper som uppstår vid bestrålning av konstruktionsmaterial är den allvarligaste problemkandidaten Koboltisotopen Ko-60 som uppstår vid bestrålning av rostfritt stål och har en halveringstid på 1900 dagar. Under en människas livstid avklingar denna till en etthundratusendel av ursprunglig aktivitet.
Tekniska data
Följande uppgifter kommer från tidningen Nuclear Physics, utkommen mars 1963. Uppgifterna är där angivna i fot, tum och pund och är därför troligen konverterade från metriska enheter till dessa, därför kan det förekomma avvikelser från de verkliga värdena. I dessa fall är tidningens engelska enheter angivna inom parentes. Uppgifterna gäller för Ågestaverket före det att man år 1970 genomförde en effekthöjning i och med i bruk tagande av en ny härd.
| Generella data | |
|---|---|
| Termisk effekt (kraft) | 65 MW |
| Elektrisk kraft från turbin | 10 MW |
| Termisk effekt (kraft) levererad till fjärrvärmesystemet | 55 MW |
| Konstruktionstryck i reaktorkammaren | 40 atm (580 lb/in2) |
| Drifttryck i reaktorkammaren | 33 atm (480 lb/in2) |
| Sekundärt ångtryck vid full effekt | 14 atm (200 lb/in2) |
| Sekundärt ångtryck vid 20 % av full effekt | 20 atm (300 lb/in2) |
| Fjärrvärmesystemets utgående vattentemperatur vid anläggning | 70–100 °C |
| Bränsle | |
| Antal bränsleelement | 140 |
| Totalt bränsleförråd | 18 ton |
| Bränslematerial | naturligt UO2 |
| Kapslingsmaterial | zircaloy 2 |
| Total längd på bränsleelement | 3,73 m (12 ft 3 in) |
| Bränslets längd | 2,97 m (9 ft 9 in) |
| Bränslestavar per element | 4 × 19 |
| UO2-kutsarnas diameter | 1,7 cm (0,67 in) |
| Tjocklek hos bränslekapsling | 0,71 mm (0,028 in) |
| Avståndet mellan stavarnas centrum | 2,23 cm (0,88 in) |
| Bränslearea per element | 43 cm2 (6,7 in2) |
| Kylningsmediats area per element | 48 cm2 (7,5 in2) |
| Total effekt i det centrala elementet | 760 kW |
| Effekttäthet i den centrala kanalen | 50 kW/l |
| Bränslets medeltemperatur i härden | 600 °C |
| Bränslets maximaltemperatur i härden | 1400 °C |
| Tryckkärl (Reaktortank) | |
| Invändig diameter | 4,55 m (14 ft 11 in) |
| Total höjd | 6,96 (19 ft 8 in) |
| Material i reaktortank | blandade |
| Reaktortankens väggtjocklek | 7,0 cm (2,76 in) |
| Tjocklek på den yttre termiska skölden | 10,0 cm (3,94 in) |
| Tjocklek på den inre termiska skölden | 5,00 cm (1,97 in) |
| Antal öppningar för bränsleladdning | 37 |
| Antal positionssteg för styrstavarna | 29 |
| Termiska data | |
| Antal parallella kylkretsar | 4 |
| Ångtemperatur i tryckhållningskärl | 240 °C |
| Kylningsmediats temperatur vid utloppet | 219 °C |
| Kylningsmediats temperatur vid inloppet | 205–215 °C |
| Moderatorns temperatur vid utloppet | 220 °C |
| Kylmedieflöde i centrala elementet | 40 000 kg/h (88 000 lb/h) |
| Kylmedieflöde i medeltal per element | 27 000 kg/h (60 000 lb/h) |
| Kylmedieflöde vid yttre element | 14 000 kg/h (31 000 lb/h) |
| Kylmediehastighet i centrala elementet | 2,70 m/s (8,86 ft/s) |
| Kylmedieflöde genom reningssystem (jonbytare) | 13 600 kg/h (30 000 lb/h) |
| Sprayflöde, tryckhållningskärl | 1800 kg/h (4000 lb/h) |
| Tungvattenförråd | |
| Total mängd i anläggningen | 67,5 ton |
| varav vid rumstemperatur | 2,4 ton |
| vid eller nära drifttemperatur | 65,4 ton |
| Varav i härd och reflektor | 45,0 ton |
| Sekundär slinga | |
| Drifttemperatur i värmeväxlare | 215–195 °C |
| Ångflöde vid full effekt | 10 800 kg/h (24 000 lb/h) |
| Lättvattenmängd i värmeväxlare | 52,0 ton |
| Matarvattentemperatur | 105 °C |
| Fjärrvärmesystem | |
| Utgående temperatur | 75–100 °C |
| Returvattnets temperatur | 52–60 °C |
| Fysik (förutsedda data) | |
| ρ överskott, kall, ren härd | 8,2 % |
| ρ överskott, varm, ren härd, nolleffekt | 5,5 % |
| ρ överskott, varm, ren, full effekt | 5,1 % |
| ρ överskott, varm, Xe-jämvikt, full effekt | 2,7 % |
| Pu anrikning av reaktivitet, ingen omflyttning av bränsle | 1,1 % |
| Initialt konversionsförhållande | 0,86 |
| Reaktivitetens Doppler-koefficient | 6 pcm/MW |
| Moderatorns temperaturkoefficient, färskt bränsle | 30 pcm/°C |
| Moderatorns temperaturkoefficient, medelutbränning 3000 MWd/t | 13 pcm/°C |
| Nackdelsfaktor, moderator – bränslekluster | 1,74 |
| Nackdelsfaktor – internt i kluster | 1,03 |
 th, maximalt i bränsle |
4,22 · 1013n / cm2 / s |
| th, medeltal i bränsle |
1,81 · 1013n / cm2 / s |
| snabbt medeltal |
1,22 · 1013n / cm2 / s |
| Styrsystem | |
| Enkla styrstavar | |
| Tillgängliga härdpositioner för styrstavar | 27 |
| Antal spridare (förutspått) | 16 |
| Antal säkerhetsstavar (förutspått) | 3 |
| Absorberande material | Ag 80 %, In 15 %, Cd 5 % |
| Stavens totalvikt | 0,12 ton |
| Slaglängd för spridare och säkerhetsstav | 3,0 m (10 ft) |
| Total nedsänkningstid | 2 s |
| Styrstavar | |
| Antal | 2 |
| Absorberande material | Ag 80 %, In 15 %, Cd 5 % |
| Längd på det absorberande materialet | 1,65 m (65 in) |
| Tjocklek på det absorberande materialet | 0,406 (0,16 in) |
| Diameter på det absorberande materialet | 8,788 cm (3,46 in) |
| Reaktivitetsvärde från 19 enkla stavar (beräknat) | 13,5 % |
| Reaktivitetsvärde från 2 reglerande stavar (beräknat) | 0,4 % |
| Reaktivitetens avklingningstakt för enkla stavar, maximalt (förutspått) | 0,015 % |
| Reaktivitetens avklingningstakt för två reglerande stavar tillsammans, maximalt (förutspått) | 0,03 % |
Källor
Noter
- ↑ Boken har ISBN 9789176160671
|
|||||||||||||||||
