Practical radiation exposure reduction in new nuclear power plant design

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2011

Department

Energiatekniikan laitos

Major/Subject

Energiatalous ja voimalaitostekniikka

Mcode

Ene-59

Degree programme

Language

en

Pages

(9) + 102 s. + liitt.

Series

Abstract

Radioactive material is generated in the energy production process of a nuclear power plant. This material forms radiation sources that cause occupational radiation exposure to personnel. Radiation may cause health effects, and therefore the committed dose shall be kept as low as reasonably achievable. Radiation exposure can be reduced by technical and structural design of the plant, and during plant operation by applying protective shielding and equipment and by limiting working time in high radiation areas. In this thesis, the most significant radiation sources and their impact on working conditions in new pressurized and boiling water reactor plant designs are assessed, the focus being on primary systems that are operated during normal plant operation. Furthermore, the possibility of limiting the radiation exposure caused by the sources is assessed. The number and duration of work tasks in high radiation areas need to be kept low in order to minimize radiation exposure. In this thesis, the possibility to reduce the time spent to remove and reinstall thermal insulation elements surrounding pipelines and components is assessed. The insulation needs to be removed on regular basis for inspection and maintenance tasks. In most cases, protective radiation shielding cannot be installed to protect insulation workers, as it would hinder the removal of elements. Because of this, the radiation doses of insulation workers remain constantly among the highest doses committed annually in operating nuclear power plants. The insulation design and fastening mechanisms contribute significantly to the working time, and thereby on the committed radiation dose. Different thermal insulation designs and fastening mechanisms are discussed in this thesis.

Ydinvoimalaitoksen energiantuotannossa syntyy radioaktiivisia aineita, jotka aiheuttavat voimalaitoksen työntekijöille säteilyaltistusta. Säteily voi aiheuttaa terveyshaittoja, minkä vuoksi säteilyannokset on pidettävä niin alhaisina kuin käytännöllisin toimenpitein on mahdollista. Säteilyaltistusta voidaan vähentää ydinvoimalaitoksen teknisellä ja rakenteellisella suunnittelulla, sekä käyttövaiheessa suojautumalla säteilyltä sekä rajoittamalla oleskelua siinä. Tässä diplomityössä tarkastellaan merkittävimpiä säteilylähteitä uudentyyppisissä paine- ja kiehutusvesilaitoksissa sekä niiden vaikutusta voimalaitoksen työolosuhteisiin. Työssä keskitytään voimalaitoksen normaalisti käytössä oleviin primaarikierron järjestelmiin. Lisaksi tarkastellaan mahdollisuuksia vähentää kyseisten säteilylähteiden työntekijöille aiheuttamaa säteilyaltistusta. Voimalaitoksen käyttövaiheessa työtehtävien määrä sekä kesto korkeassa säteilytasossa pyritään pitämään pienenä. Tässä työssä tarkastellaan mahdollisuutta vähentää putkistoja ja komponentteja ympäröivien lämpöeristeiden purkuun ja asennukseen kulutettavaa aikaa säännöllisten huolto- ja tarkastustöiden yhteydessä. Säteilysuojauksia on usein mahdotonta asentaa eristetyöntekijöiden suojaksi, sillä ne estäisivät eristeiden liikuttelun, minkä vuoksi eristetyö aiheuttaa nykyisillä voimalaitoksilla vuosittain suuria säteilyannoksia. Eriste-elementtien rakenteella ja kiinnitysmekanismeilla on selkeä vaikutus työn kestoon, ja siten työn aiheuttamiin säteilyannoksiin. Tässä diplomityössä tarkastellaan erilaisia lämpöeristevaihtoehtoja sekä niiden kiinnitysmekanismeja.

Description

Supervisor

Ahtila, Pekka

Thesis advisor

Hyvärinen, Juhani

Keywords

nuclear power plant, ydinvoimalaitos, pressurized water reactor, painevesireaktori, boiling water reactor, kiehutusvesireaktori, ionizing radiation, ionisoiva säteily, radiation protection, säteilysuojelu, thermal insulation, lämpöeriste

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020122358186

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG