hig.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard-cite-them-right
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • sv-SE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • de-DE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Kartläggning av ventiler innehållande Stellite i reaktornära vattensystem på Forsmark 2
University of Gävle, Faculty of Engineering and Sustainable Development, Department of Industrial Development, IT and Land Management.
2017 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

In the process of a boiling water reactor, high-levels of waste and radiation occur, where almost all the dose per person of the radiation in Forsmark are due to the radioactive iso-tope cobalt-60. The reason is that the stable isotope cobalt-59 is converted to the radioac-tive isotope cobalt-60 due to neutron irradiation in the reactor. Since 2012, unusually high levels of cobalt-60 have been observed at Forsmark 2 which occurs from the material Stel-lite and is a very common sealant in valves. The major disadvantage of the material Stellite in nuclear power is the high concentration of cobalt-59. When grinding alloy surfaces con-taining Stellite, cobalt-59 is released in the form of abrasive dust if the effectiveness of sub-sequent Stellite alloys is poor. The consequences lead to increased radiation levels, which implies major financial costs and a difficult work environment in, for example, mainte-nance work.Today, there is no mapping of valves containing Stellite, which may result in the decon-tamination of Stellite not being requested and missing when a maintenance action in the form of, for example, grinding is performed. The completed mapping of valves containing Stellite is thus the first that has been carried out within Forsmarks Kraftgrupp AB for the priority systems 313, 321, 331 and 415.In this work, valves containing Stellite have been mapped along main lines in systems that come into contact with reactor water without passing ion exchange filters. Furthermore, the effects of how the grinding of valves alloy surfaces in the seat / cone affects the feeding of cobalt-59 into the reactor and the effectiveness of subsequent decontamination of Stel-lite after grinding was investigated.The work has been divided into two main moments; Status analysis and Mapping, which in turn is divided into several sub-moments. The status analysis gathered the information re-quired to perform the mapping. With the gathered information from the status analysis, mapping was then carried out and valves were inventoried in the priority systems.A total of 45 valves containing Stellite were found whose water flow is likely to end up in the reactor without passing ion exchange filters. A total of 13 valves containing Stellite were found, which are not detected by the chemical departments measurement points and whose waterflow did not pass ion exchange filters before the reactor for systems 321 and 331.During a decontamination of Stellite in a valve, only alloy surfaces in the valves are con-trolled and cleaned, which results in dust from grinding remaining in the other surfaces of the valve as well as in the pipe ends when the valve has been assembled prior to commis-sioning. Of the 45 valves containing Stellite which have been inventoried, grinding in theseat/cone have occurred in eight of the valves, but only two of the valves have been de-contaminated since 2010-01-01. Since no decontamination of Stellite has occured six of eight times after grinding, and only alloy surfaces are checked as well as decontaminated, the effectiveness of subsequent decontamination of Stellite after grinding is very low.Based on the results of the work, a number of improvement proposals have been present-ed for continued work to reduce the feeding of cobalt 59 to the reactor water and eventu-ally reduce the radiation levels at Forsmark's nuclear power plant.

Abstract [sv]

Vid processen i en kokvattenreaktor uppstår högaktivt avfall och höga strålningsnivåer, där nästan all persondos av strålning på Forsmark beror av den radioaktiva isotopen kobolt-60. Anledningen är att den stabila isotopen kobolt-59 omvandlas till den radioaktiva isotopen kobolt-60 vid neutronbestrålning i reaktorn. Man har sedan 2012 noterat ovanligt höga halter av kobolt-60 på Forsmark 2 vilket härrör till materialet Stellite, som är ett mycket vanligt tätningsmaterial i ventiler. Den stora nackdelen med Stellite i kärnkraftssamman-hang är den höga koncentrationen av kobolt-59. Vid slipning av legeringsytor innehållande Stellite, riskeras kobolt-59 frigöras i form av slipdamm om effektiviteten av efterföljande Stellitesaneringar är dålig. Konsekvenserna leder till ökade strålningsnivåer vilket innebär stora ekonomiska kostnader och en försvårad arbetsmiljö vid till exempel underhållsar-beten.Idag finns ingen kartläggning av ventiler innehållande Stellite, vilket kan resultera i att Stellitesaneringar inte begärs och uteblir då en underhållsåtgärd i form av till exempel slipning utförs. Den genomförda kartläggningen av ventiler innehållande Stellite är där-med den första som har utförts inom Forsmarks Kraftgrupp AB för de prioriterade syste-men 313, 321, 331 och 415.I detta arbete har ventiler innehållande Stellite kartlagts längs huvudledningar i system som kommer i kontakt med reaktorvatten utan att passera jonbytarfilter. Vidare har effekterna av hur slipning av ventilers legeringsytor i säte/kägla påverkar inmatningen av kobolt-59 och effektiviteten av efterföljande Stellitesaneringar undersökts.Arbetet har delats upp i två huvudmoment; Nulägesanalys och Kartläggning, som i sin tur delats upp i flera delmoment. I nulägesanalysen samlades den information som krävdes för att utföra kartläggningen. Med den inhämtade informationen från nulägesanalysen, inven-terades och kartlades sedan ventiler i de prioriterade systemen.Totalt hittades 45 stycken ventiler innehållande Stellite vars vattenflöde riskerar att hamna i reaktorn utan att passera jonbytarfilter. Sammanlagt hittades 13 stycken ventiler innehål-lande Stellite som ej registreras av kemiavdelningens provtagningar och som inte passerar jonbytarfilter innan reaktorn för system 321 och 331.Vid en Stellitesanering kontrolleras och saneras endast legeringsytor i ventiler, vilket re-sulterar i att slipdamm kan finns kvar i ventilens övriga ytor samt i rörändarna då ventilen har monterats ihop inför driftsättning. Av de 45 stycken ventiler innehållande Stellite som har inventerats, har åtta stycken slipats i säte/kägla men enbart två stycken Stellitesanerats efter slipning sedan 2010-01-01. Eftersom Stellitesaneringar efter slipning har uteblivitsex av åtta gånger och endast legeringsytor kontrolleras samt Stellitesaneras, är effektivite-ten av efterföljande Stellitesaneringar vid slipning mycket låg.Baserat på resultaten av arbetet, har ett antal förbättringsförslag presenterats för fortsatt arbete att minska kobolt-59-inmatningen till reaktorvattnet och på sikt minska strål-ningsnivåerna på Forsmarks kärnkraftverk.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , 47 p.
Keyword [en]
Boiling Water Reactor, BWR, Stellite, Forsmark, Cobalt, Cobalt-59
Keyword [sv]
Kokvattenreaktor, BWR, Stellite, Forsmark, kobolt, kobolt-59, kobolt-60, korrosion, dosrat, strålning
National Category
Other Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hig:diva-25130OAI: oai:DiVA.org:hig-25130DiVA: diva2:1137473
External cooperation
Forsmarks Kraftgrupp AB
Subject / course
Mechanical engineering
Educational program
Högskoleingenjör
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-09-01 Created: 2017-08-31 Last updated: 2017-10-02Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1228 kB)18 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1228 kBChecksum SHA-512
6478a3a01900f9d3221523d15b9f505ebe007034d44b4f3f6e8173185b5f4f0590768e35f3c69fc3b369ad727795f37746239741e2a525c8d8e51a0fa74750cb
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Industrial Development, IT and Land Management
Other Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 18 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 48 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard-cite-them-right
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • sv-SE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • de-DE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf