Climatic conditions inside nuclear reactor containments : Evaluation of moisture condition in the concrete within reactor containments and interaction with the ambient compartments

Författare

Mikael OXFALL

Summary, in Swedish

Inom kärnkraftsindustrin är säkerhet den aspekt som prioriteras högst. Alla kärnkraftverk är designade för att i högsta möjliga mån förhindra läckage av radioaktivetet till omgivningen, både under drift och i händelse av en allvarlig olycka. Med anledning av detta är reaktorinneslutningens vägg en av de viktigaste säkerhetsrelaterade konstruktionerna vid en anläggning, detta då denna konstruktionsdel är den sista barriären för att förhindra ett läckage av radioaktiva partiklar. Reaktorinneslutningens vägg är designad för att begränsa och kontrollera effekten av inre olyckor om övriga barriärer fallerat. För att förstå och identifiera potentiella förändringar, samt effekter från åldring, av barriären behövs en ökad förståelse för hur ingående material ändras över tid.
Arbetet som presenteras i den här avhandlingen berör främst fuktförhållanden i reaktorinneslutningarnas väggar och till viss del övriga betongkomponenter lokaliserade i inneslutningarna. Studiens mål var att beskriva den tidigare, pågående, och framtida omfördelningen av fukt, både i betongkonstruktionerna samt fuktbidraget från betongen. En mätuppställning för in situ långtidsmätning av relativ fuktighet och temperatur i betong designades och installerades för monitorering i fyra olika reaktorinneslutningar. Utrustningen användes för att mäta de aktuella förhållandena samt för att studera variationer över tid. Mätningarna gjordes både i inneslutningarnas betongkonstruktioner samt i omgivande luft. De utförda mätningarna visade att de temperaturer som uppmättes svarade mot de krav som ställts på konstruktionen. Vidare indikerade den stabila relativa fuktigheten i inneslutningarnas luft att anläggningarnas avfuktning fungerade väl och att det bör kunna antas att rådande nivåer överensstämmer med de avsedda fuktnivåerna. Resultaten erhållna från monitoreringen användes vidare för att validera en modell framarbetad för att beskriva den pågående uttorkningen och omfördelningen av fukt i inneslutningarnas betongkonstruktioner.
De samlade resultaten från simuleringarna och mätningarna i studien visar att uttorkning av reaktorinneslutningarnas betong fortfarande pågår efter runt 30 år i drift. Betongen kommer även i fortsättningen att bidra med fukt till inneslutningens utrymmen, enligt simuleringarna ända fram till dess att verken tas ur drift. Den sammanlagda uttorkningen fram till de utförda mätningarna motsvarar i storleksordningen 35–45 % av betongens initiala förångningsbara vatten. Motsvarande värde vid 60 års drift förutspås vara 45–55 %, huvuddelen av betongkonstruktionernas uttorkning har således redan inträffat och fukttillskottet till inneslutningens luft kommer att avta med tiden.

Avdelning/ar