Rena rör gav oväntad effekt

Venturirör är en komponent som mäter flödet av vatten till reaktorn och, som med hjälp av beräkningsprogrammet Condin, beräknar den termiska effekten. Alltså den mängd värme som produceras i reaktorn under en viss tid.
– Så länge ventrurirören är rena och släta är flödesmätningen noggrann men efter en tids användning korroderar rören eftersom de består av kolstål. Det bildas ett lager av magnetit (järnoxid), som medför att ytan blir råare och det är då det uppstår problem, säger Hans Lindqvist, som är kvalificerad processingenjör på Forsmark.

Rostiga ytor ger motstånd
När ytråheten ökar uppfattar Condin att flödet har ökat - vilket alltså inte är korrekt – och får till följd att reaktoreffekten sänks till en nivå som ligger relativt långt under den effekt Forsmark har tillstånd för. Condin indikerar alltså att flödet är större än det i verkligheten är på grund av beläggningen i venturirören. 
– Det här är ett känt problem och för att komma tillrätta med detta har det gjorts en del utredningar om alternativa mätmetoder både i Forsmark, på Ringhals och OKG. Här på Forsmark mäter Condin den termiska effekten i en del av huvudprocessen och utöver det har vi också valt att införa ett beräkningsprogram som heter ProcessPlus, säger Hans Lindqvist.

ProcessPlus använder sig av ett större antal mätpunkter i processen än Condin, vilket innebär att den termiska effekten kan beräknas mer noggrant. Uppföljningar med ProcessPlus visade att flödet var lägre än det uppmätta och att även den termiska effekten var cirka 25 MW lägre. För att få bättre kännedom om ProcessPlus föreslog Hans Lindqvist en renspolning av venturirören.
– På det sättet kunde vi skapa en bild av hur ProcessPlus kan bidra till att optimera anläggningen och hur programmet svarar då vi har en bättre flödesmätning av matarvattnet. Vilket vi också har fått. Vi kan se att skillnaden mellan Condin och ProcessPlus har minskat betydligt och att vi nu producerar 9 MW mer elektriskt än tidigare. Det motsvarar tre medelstora vindkraftverk, säger han.

Oväntat resultat
Men inte bara blev mätningen effektivare och reaktoreffekten högre – renspolningen av rören fick också ett annat oväntat resultat; ett år senare har det inte skett någon ny uppbyggnad av oxidskiktet.
– Att renspola venturirör är på inget sätt nytt - metoden har använts på Ringhals med bra resultat, men effekten av renspolningen har avtagit och efter cirka tre månader har oxidskiktet återbildats. Ingen förväntade sig något annat resultat i Forsmark. Men här är fortfarande venturirören släta och vad det beror på vet vi faktiskt inte.

Det finns teorier om att ett kromoxidskikt sannolikt har bildats på ytorna, som har en skyddande effekt mot återuppbyggnad av järnoxid.
– När man installerar nya komponenter av rostfritt material löses krom ut i vattnet och kan under vissa förhållanden samlas på ytor av kolstål, som då bildar ett hårt skikt. Vi var tvungna att högtrycksspola venturirören flera gånger för att få dem rena och det tror vi beror på det hårda kromoxidskikt som bildats på ytorna. Antagligen har vi inte fått bort all den beläggningen och ett tunt skikt finns kvar, som bildar ett skydd mot återuppbyggnaden av järnoxid. Det skulle kunna vara orsaken till att vi inte ser någon skillnad i det uppmätta matarvattenflödet med ProcessPlus i dagsläget, säger Hans Lindqvist.

Hur länge effekten sitter i är svårt att säga. Troligen kommer det att ske en återuppbyggnad av oxidskikt på insidan av rören, men hur lång tid det tar är oklart. Och under tiden följer Hans Lindqvist spänt utvecklingen.
– Jag är jätteförvånad över att vi ligger kvar i effekt fortfarande, det är oväntat. Men roligt och lönsamt – vi tjänar runt 100 000 kronor per dygn på renspolningen, beroende på det aktuella spotpriset.

Faktaruta
Venturirören är avsmalnande rör som sitter i matarvattenledningarna mellan yttre skalventil och matarvattenpumparna, alltså de ledningar som återför matarvattnet till reaktortanken. Rörens funktion är att mäta flödet på vattnet.
Termisk effekt är den mängd värme som produceras i en kärnreaktor. Eftersom verkningsgraden i anläggningen är cirka 35 procent, innebär det att den termiska effekten är cirka tre gånger så hög som den elektriska effekten.
Revision är den period varje år då reaktorerna stängs av några veckor för underhåll, myndighetskrävda tester och moderniseringar. Dessutom byts en del av uranbränslet ut. Allt för att göra kraftverket redo för ytterligare en säker och stabil driftsäsong.