Open search

    Ydinpolttoaineen loppusijoituksen edelläkävijä luottaa Instaan

    Ydinpolttoaineen loppusijoitusratkaisua yli 40 vuoden ajan kehittänyt Posiva louhii loppusijoitustunneleita 400–450 metrin syvyyteen. Pian niissä liikkuvat miehittämättömät ajoneuvot kuljettaen kuparikapseliin kapseloituja uraaninippuja. Ensimmäisenä maailmassa loppusijoitusta aloittava asiantuntijaorganisaatio luottaa automaatiossa Instaan, joka on hankkeessa mukana monilla tavoilla – ennen kaikkea toimittamiensa automaatiojärjestelmien kautta.

    Posiva Oy on vuonna 1995 perustettu ympäristöteknologian asiantuntijaorganisaatio, jonka tehtävänä on huolehtia omistajiensa käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksesta. Teollisuuden Voiman ja Fortum Power and Heatin omistama Posiva vastaa Eurajoen Olkiluotoon rakentamansa loppusijoituspaikka Onkalon tutkimus-, kehitys- ja suunnittelutyöstä sekä laitosten toteutuksesta ja käytöstä.

    Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitusta ollaan aloittamassa ensimmäisenä maailmassa juuri Suomessa. Tämä johtuu osittain myös Posivasta riippumattomista syistä.

    – Esimerkiksi Ruotsissa oli tarkoitus aloittaa loppusijoitustoiminta ennen meitä, mutta muissa maissa on kuitenkin ollut viiveitä luvituksessa. Suomessa on pystytty etenemään aika johdonmukaisesti ja pitämään kiinni aikataulusta, Posivan tekninen päällikkö ja laitostekniikkatoiminnosta vastaava Petteri Vuorio kertoo.

    kapselointilaitoksen_havainnekuva

    Ratkaisun oltava turvallinen vielä sadan tuhannen vuoden päästäkin

    Olkiluodon laitoskokonaisuus koostuu maan päällä olevasta kapselointilaitoksesta, jossa polttoaine kapseloidaan, sekä maanalaisesta loppusijoituslaitoksesta, jonne loppusijoituskapselit sijoitetaan.

    Loppusijoitustunnelit louhitaan peruskallioon 400–450 metrin syvyyteen. Tällä tavoin polttoaine voidaan eristää elollisesta luonnosta, ja vältetään maanpäällisten ja ilmakehässä tapahtuvien muutosten vaikutus loppusijoitustiloihin. Louhintaa on edeltänyt vuosien tutkimus- ja kehitystyö.

    – Radioaktiivisen materiaalin käsittely tuo omat haasteensa laitoksen ja järjestelmien suunnitteluun, sekä asettaa vaatimuksia muun muassa järjestelmien luotettavuudelle. Toinen huomioitava asia on pitkäaikaisturvallisuus, jota loppusijoitusratkaisulta vaaditaan – puhutaan yli sadan tuhannen vuoden päähän ulottuvista tarkasteluista, ja täytyy pystyä varmistamaan, että ratkaisu on turvallinen yhä silloinkin, Vuorio taustoittaa.

    Hankkeelle vuonna 1983 asetetussa aikataulussa määriteltiin, että loppusijoituspaikka olisi valittuna vuosituhannen vaihteessa, rakentaminen käynnistyisi 2010-luvulla ja laitosten käyttäminen vuosikymmentä myöhemmin. Aikataulu on pitänyt: Olkiluoto valittiin loppusijoituspaikaksi vuonna 2001, ensimmäisten tunneleiden louhinta alkoi vuonna 2004, ja viittä ensimmäistä varsinaista loppusijoitustunnelia alettiin toteuttaa toukokuussa 2021. Tunnelistolla on kokonaisuudessaan mittaa tällä hetkellä jo noin kymmenen kilometrin verran.

    Varsinainen loppusijoitustoiminta on tarkoitus aloittaa 2020-luvun puolivälissä. Tunneleissa liikkuvat tuolloin miehittämättömät ajoneuvot, jotka kuljettavat loppusijoituskapseleihin kapseloituja uraaninippuja. Kapselit sijoitetaan tunnelin lattiaan porattuihin, bentoniittisavilohkoilla vuorattuihin loppusijoitusreikiin. Kun koko loppusijoitustunneli on täytetty, sen päähän valetaan paksu betonitulppa.

    Ydinpolttoaineen kapselointi ja kapseleiden loppusijoitus tulee Vuorion mukaan tehdä niin luotettavasti ja vaatimustenmukaisesti, ettei kapseleille pitkälläkään aikavälillä tule turvallisuutta vaarantavia häiriöitä.


    kapseli

    Hyvä automaatiokumppani ymmärtää laitoksen erityispiirteet

    – Posiva ei voi toteuttaa kaikkea yksin, hankkeeseen liittyvät vahvasti yhteistyökumppanit. Muun muassa suunnittelu- ja järjestelmätoimittajien valinnalla voidaan vaikuttaa siihen, että vaatimukset eri vaiheissa, kuten suunnittelussa, valmistuksessa, asennuksessa ja käyttöönottotehtävissä suoritetaan mahdollisimman laadukkaasti ja asetetut vaatimukset täytetään, Vuorio painottaa.

    Insta on ollut mukana loppusijoitusratkaisu toteutuksessa monella tavoin. Yhtiö on huolehtinut vuonna 2019 valmistuneen pääautomaatiojärjestelmän toimittamisesta loppusijoituslaitokseen, ja maanpäällisen kapselointilaitoksen automaatiotoimituksen käyttöönotto on tällä hetkellä alkamassa.

    Pohjavesien tutkinnassa käytettyjen kennostojen suunnittelulla ja valmistuksella vuonna 2010 alkanut yhteistyö sisältää useamman kokonaistoimituksen ja suunnitteluprojektin sekä keskusvalmistus- ja asennustyötä. Insta on toteuttanut tai sillä on parasta aikaa meneillään noin kolmekymmentä kapselointi- ja loppusijoituslaitokseen liittyvää hanketta.

    Kapselointilaitokseen valmistetuista laitteista äskettäin valmistunut, täysin kotimaisin voimin toteutettu ydinpolttoaineen kuljetussäiliön telakointiasema, toimii porttina polttoaineen käsittelykammion ja kuljetussäiliön siirtokäytävän välillä. Insta huolehti telakointiaseman laiteautomaatiosta ja sähköistyksestä.

    – Näemme tämän positiivisena asiana. Järjestelmien suunnittelussa saavutetaan synergiaetua, kun toteuttava taho tuntee rajapinnat, joihin yksittäinen järjestelmä liittyy, Vuorio kertoo.

    Automaatiokumppanin valinnassa painotettiin sekä osaamista että referenssejä vastaavantyyppisistä projekteista.

    – Jo siinä vaiheessa tiedossamme oli, että valinta tulee olemaan pitkäaikainen kumppanuus. Mielestämme ei ollut mielekästä vaihtaa kumppania kaikissa projektin vaiheissa, vaan hyvän löytyessä jatkaa tämän kanssa projektin loppuun asti, Vuorio sanoo.

    Erityisvaatimuksia automaatiojärjestelmälle tulee hänen mukaansa muun muassa siitä, että ohjaavat ja valvovat järjestelmät tulee erotella toisistaan. Näin ne eivät pysty vaikuttamaan toisiinsa, eikä yhden mahdollinen vikaantuminen aiheuta vikaa toisessa osajärjestelmässä. Myös hyvä ja kattava dokumentaatio on tärkeää.

    – Automaatiojärjestelmät voidaan nähdä ikään kuin prosessin aivoina, jotka ohjaavat haluttujen toimintojen suorittamista ja toisaalta valvovat, että toiminnot suoritetaan annettujen raamien sisällä. Tällä varmistetaan myös turvallisuus, Vuorio selittää ja jatkaa:

    – Hyvä automaatiokumppani perehtyy laitoksen erityispiirteisiin ja ymmärtää sen toiminnasta riittävän paljon, jotta voi ehdottaa soveltuvia toteutusratkaisuja tarpeeseemme. Tärkeää on myös luotettava ja ennakoitava toiminta sekä sovituista asioista kiinni pitäminen, jotta voimme luottaa siihen, että asiat sujuvat. Koska kyseessä on eräänlainen pioneerihanke, kaikkea ei voida suunnitella täysin etukäteen. Jotta mahdollisiin eteen tuleviin yllättäviin resurssitarpeisiin voidaan vastata, tulee kumppanin olla myös riittävän iso.

    onkalon_havainnekuva

    Pääautomaatiojärjestelmä huolehtii infrasta, prosesseista ja turvallisuudesta

    Maanpinnan alapuolella sijaitsevan loppusijoituslaitoksen pääautomaatiojärjestelmä huolehtii ensinnäkin laitoksen tunneleiden infrasta, kuten hyvästä ilmanvaihdosta, sekä sisään ja ulos kulkevasta vedestä. Aiempi työmaa-aikainen ohjaus päivitettiin prosessinohjausjärjestelmäksi, millä haettiin joustavuutta, laajennettavuutta ja helpompaa ylläpitoa tulevaisuutta ajatellen.

    – Koska tunneleita ei louhita heti alussa valmiiksi vaan laajennuslouhintaa sekä muuta työtä tehdään myöhemmin, myös järjestelmissä tulee varautua siihen, että niitä laajennetaan, Vuorio selittää.

    Toinen pääautomaatiojärjestelmän tehtävistä on varsinaisen loppusijoituksen prosessin ohjaus.

    – Erilaiset tuotantolaitteet toteuttavat kapselin sijoitukseen ja niiden suojaamiseen liittyviä tehtäviä. Myös näiden laitteiden ohjauksissa on automaatiota ja omat ohjausjärjestelmänsä, jotka kaikki integroidaan laitostason automaatiojärjestelmään, Vuorio kertoo.

    Toimitusten mittaluokkaa kuvastaa se, että pelkästään infrasta huolehtiva osuus vastaa laajuudeltaan yhden teollisuuslaitoksen automaatiojärjestelmää.

    Myös kapselointilaitoksen automaatiojärjestelmä jakaantuu karkeasti kahteen osaan. Ohjausautomaatiojärjestelmä huolehtii eri järjestelmien toimintojen ohjauksesta sekä kapselointiprosessista. Erillinen suoja-automaatiojärjestelmä taas estää mahdollista inhimillisen virheen aiheuttamaa tai muista syistä syntyvää vikaantumista kehittymään onnettomuustilanteeksi.

    – Suoja-automaatiolle löytyi referenssitoteutuksia muista ydinlaitoksista ja järjestelmistä. Sille asettaa vaatimuksia myös viranomainen, joka on meidän tapauksessamme Säteilyturvakeskus, Vuorio kertoo.

    Kiitosta joustavuudesta ja realistisista tuntimääräarvioista

    Kysyttäessä yhteistyön sujumisesta esiin nousevat joustavuus ja työmäärän realistinen arvioiminen.

    – Yleisesti ottaen olemme olleet hyvin tyytyväisiä yhteistyöhön Instan kanssa ja kokonaisuuteen liittyvät tavoitteet on täytetty ainakin tähän asti hyvin. Positiivista palautetta voisi antaa joustavuudesta – jos aikataulut ovat eläneet tai on tullut muita muutoksia, niihin on pystytty reagoimaan joustavasti, Vuorio mainitsee.

    – Toinen sellainen asia, mikä ei ole itsestään selvää, on se, että tehtyihin työmääräarvioihin on voinut luottaa. Tämä on projektinhallintamielessä tärkeä asia.

    Kapselointilaitosohjelmasta ja sen toteuttamisesta vastaava Iiro Engren kertoo olevansa samoilla linjoilla joustavuuden suhteen, ja kertoo olevansa tyytyväinen myös tuntimääräarvioiden pitävyyteen.

    – Tämän lisäksi henkilökemiat toimivat hyvin meidän väkemme kanssa. Olen saanut tästä hyvää palautetta ja huomannut, että ihmiset tekevät hienosti yhteistyössä hommia, hän täydentää.

    Vuorio ja Engren näkevät Instan vahvuuksina osaavan henkilöstön sekä kyvyn löytää ratkaisut haasteisiin. Yhteistyön sujuvuuteen on vaikuttanut heidän nähdäkseen myös vähäinen vaihtuvuus. 

    Kuvien lähde: Posiva Oy

    Lisätietoja:

    Rami Siren

    LinkedIn

    Kimmo Suonperä

    LinkedIn