Advanced

Förändringsprocesser i reaktorinneslutningar : betongväggarnas klimatförhållanden och uttorkning

Nilsson, Lars-Olof LU and Johansson, Peter LU (2009) In Elforsk rapport 09:100.
Abstract (Swedish)
Projektet har haft som övergripande syfte att bedöma och kvantifiera tidigare och framtida förändringsprocesser i betonginneslutningarna i de två typerna av svenska kärnkraftverk. Detta skall kunna utgöra en del av underlaget för bedömning av kvarvarande livslängd hos inneslutningarna. Projektet har lagt huvudvikten vid den pågående uttorkningen av fukten i inneslutningsväggen och hur fuktfördelningen har varit och kommer att ändras framöver.

Två typer av reaktorinneslutningar har studerats, BWR och PWR (Boiling Water resp. Pressurized Water Reactor). De har båda en tjock betongvägg som är uppbyggd av en yttre och en inre betongcylinder med en helsvetsad stålplåt emellan, men BWR-inneslutningar är omgivna av en byggnad så att de... (More)
Projektet har haft som övergripande syfte att bedöma och kvantifiera tidigare och framtida förändringsprocesser i betonginneslutningarna i de två typerna av svenska kärnkraftverk. Detta skall kunna utgöra en del av underlaget för bedömning av kvarvarande livslängd hos inneslutningarna. Projektet har lagt huvudvikten vid den pågående uttorkningen av fukten i inneslutningsväggen och hur fuktfördelningen har varit och kommer att ändras framöver.

Två typer av reaktorinneslutningar har studerats, BWR och PWR (Boiling Water resp. Pressurized Water Reactor). De har båda en tjock betongvägg som är uppbyggd av en yttre och en inre betongcylinder med en helsvetsad stålplåt emellan, men BWR-inneslutningar är omgivna av en byggnad så att de inte kommer i direktkontakt med uteklimatet. PWR-inne­slutningar är till stor del direkt exponerade för uteklimat. Förhållandena inuti inneslutningarna karakteriseras främst av en med höjden ökande drifttempe­ratur, upp till ca +40-50°C.

Sådana betongkonstruktioner, med ensidig uttorkning av 0.8 m tjocka väggar, kommer att torka extremt långsamt trots den mycket höga tempera­turen i delar av konstruktionen. Detta upptäcktes i en tidigare undersökning efter ca 30 års uttorkning där fuktmätningar gjordes.

En uttorkningsmodell presenteras i rapporten och de olika delarna beskrivs i detalj och är experimentellt kvantifierade. Särskilt fukteffekter på cement­reaktionerna som binder vatten kemiskt diskuteras. Omfattande studier har också gjorts av klimatförhållandena på de utvändiga betongytorna, som är randvillkor i uttorkningsberäkningarna. Med fältmätningar under en årscykel på både en BWR- och en PWR-inneslutning har klimatmodeller kunnat formu­leras som gör det möjligt att beskriva klimatförhållandena både historiskt och i framtiden genom korttidsmätningar och loggade data på drifttemperaturer.

Den första beräkningen med en förenklad modell visade hyfsad överens­stämmelse med fältmätningar. Beräkningsmodellen har sedan uppdaterats efter verifiering mot laboratoriemätningar under mer än två år. Nya beräk­ningar överensstämmer därefter mycket bra med fältmätningsresultaten. Beräkningar har därefter gjorts för en PWR-inneslutning exponerad för ute­klimat. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
organization
publishing date
type
Book/Report
publication status
published
subject
in
Elforsk rapport
volume
09:100
publisher
Elforsk
ISSN
1401-5706
language
Swedish
LU publication?
yes
id
6734e3ed-e74f-4fc0-afbb-b774e026ddc9 (old id 1536236)
alternative location
http://www.elforsk.se/Rapporter/?rid=09_100_
date added to LUP
2010-01-27 11:11:53
date last changed
2016-04-16 00:22:28
@techreport{6734e3ed-e74f-4fc0-afbb-b774e026ddc9,
  abstract     = {Projektet har haft som övergripande syfte att bedöma och kvantifiera tidigare och framtida förändringsprocesser i betonginneslutningarna i de två typerna av svenska kärnkraftverk. Detta skall kunna utgöra en del av underlaget för bedömning av kvarvarande livslängd hos inneslutningarna. Projektet har lagt huvudvikten vid den pågående uttorkningen av fukten i inneslutningsväggen och hur fuktfördelningen har varit och kommer att ändras framöver.<br/><br>
Två typer av reaktorinneslutningar har studerats, BWR och PWR (Boiling Water resp. Pressurized Water Reactor). De har båda en tjock betongvägg som är uppbyggd av en yttre och en inre betongcylinder med en helsvetsad stålplåt emellan, men BWR-inneslutningar är omgivna av en byggnad så att de inte kommer i direktkontakt med uteklimatet. PWR-inne­slutningar är till stor del direkt exponerade för uteklimat. Förhållandena inuti inneslutningarna karakteriseras främst av en med höjden ökande drifttempe­ratur, upp till ca +40-50°C.<br/><br>
Sådana betongkonstruktioner, med ensidig uttorkning av 0.8 m tjocka väggar, kommer att torka extremt långsamt trots den mycket höga tempera­turen i delar av konstruktionen. Detta upptäcktes i en tidigare undersökning efter ca 30 års uttorkning där fuktmätningar gjordes.<br/><br>
En uttorkningsmodell presenteras i rapporten och de olika delarna beskrivs i detalj och är experimentellt kvantifierade. Särskilt fukteffekter på cement­reaktionerna som binder vatten kemiskt diskuteras. Omfattande studier har också gjorts av klimatförhållandena på de utvändiga betongytorna, som är randvillkor i uttorkningsberäkningarna. Med fältmätningar under en årscykel på både en BWR- och en PWR-inneslutning har klimatmodeller kunnat formu­leras som gör det möjligt att beskriva klimatförhållandena både historiskt och i framtiden genom korttidsmätningar och loggade data på drifttemperaturer.<br/><br>
Den första beräkningen med en förenklad modell visade hyfsad överens­stämmelse med fältmätningar. Beräkningsmodellen har sedan uppdaterats efter verifiering mot laboratoriemätningar under mer än två år. Nya beräk­ningar överensstämmer därefter mycket bra med fältmätningsresultaten. Beräkningar har därefter gjorts för en PWR-inneslutning exponerad för ute­klimat.},
  author       = {Nilsson, Lars-Olof and Johansson, Peter},
  institution  = {Elforsk},
  issn         = {1401-5706},
  language     = {swe},
  series       = {Elforsk rapport},
  title        = {Förändringsprocesser i reaktorinneslutningar : betongväggarnas klimatförhållanden och uttorkning},
  volume       = {09:100},
  year         = {2009},
}