Dbałość o bezpieczeństwo ludzi, obiektu i środowiska na przykładzie budowy elektrowni atomowej Olkiluoto 3 w Finlandii.
Zagwarantowanie bezpieczeństwa jest jednym z podstawowych celów podczas budowy elektrowni atomowej Olkiluoto 3 (Ol3), która jako pierwsza na świecie wykorzystuje reaktor III generacji (obecnie na świecie realizowane są dwa kolejne projekty oparte na tej technologii we Flamanville we Francji i Taishan w Chinach). Firma Format Urządzenia i Montaże Przemysłowe, wykonując w Olkiluoto 3 prace zbrojarskie i bezpośrednio uczestnicząc w realizacji inwestycji, zobowiązana jest do spełnienia wysokich wymogów bezpieczeństwa na budowie. Zagadnienie bezpieczeństwa na OL3 możemy rozpatrywać w trzech głównych wymiarach: bezpieczeństwo ludzkie, bezpieczeństwo środowiska i bezpieczeństwo elektrowni. Oto na co trzeba było zwracać uwagę:
Bezpieczeństwo ludzi
Jednym z nadrzędnych celów Fińskiej Agencji Promieniowania i Bezpieczeństwa Nuklearnego (STUK) jest zapewnienie bezpieczeństwa ludziom. Raz w roku pojazd badawczy STUK dokonuje pomiaru promieniowania wśród stałych mieszkańców Olkiluoto. Nie stwierdzono wzrostu promieniowania w porównaniu z naturalnym promieniowaniem tła. Stopień napromieniowania personelu zatrudnionego na Olkiluoto jest stale monitorowany za pomocą osobistych dosimetrów. Fińska firma energetyczna (TVO) i STUK współpracują, aby dawki promieniowania przyjmowane przez pracowników nie przekraczały dopuszczalnych limitów.
Zarządzanie bezpieczeństwem ludzi w ramach projektu OL3 odnosi się także do pracowników realizujących projekt. Cel polityki bezpieczeństwa i higieny pracy wyrażony został w formule zero wypadków.
Przed przyjazdem na budowę do Finlandii każdy pracownik poddawany jest testom na obecność narkotyków. Następnie musi odbyć szkolenie BHP i zdać egzamin w celu uzyskania tzw. Zielonej Karty bez względu na to, czy przechodził szkolenie BHP w kraju zamieszkania, czy nie. Zielona Karta jest ważna pięć lat. W trakcie pracy na budowie Olkiluoto wszyscy pracownicy poddawani są również okresowym szkoleniom (toolbox trainings), które dotyczą różnych sfer bezpieczeństwa pracy, np. przenoszenie ciężkich przedmiotów, składowanie materiałów, obsługa zawiesia dźwigowego, praca na wysokości. Średnia liczba takich szkoleń wynosi od 12 do 17 na rok.
Dodatkowo w przypadku przekroczenia przepisów BHP następuje wstrzymanie prac i przeprowadza się ad hoc odpowiednie szkolenia. Złamanie zasad bezpieczeństwa może skutkować nieodwołalnym odebraniem przepustki na budowę.
Fot. 1. Budynek reaktora
Każdego dnia na budowie dokonuje się testów trzeźwości pracowników. Nawet najmniejsze przekroczenie dopuszczalnych norm grozi zakazem wstępu na budowę.
Pomimo że wszyscy pracujący na OL3 posiadają ubezpieczenie zdrowotne, każdy pracodawca jest zobowiązany zapewnić dodatkowo stałą opiekę lekarską swoim pracownikom. Tym samym personel ma możliwość skorzystania z natychmiastowej pomocy pielęgniarki bądź lekarza siedem dni w tygodniu.
Bezpieczeństwo i ochrona środowiska
Szkodliwe oddziaływanie na środowisko elektrowni atomowej jest minimalne. Najistotniejszy czynnik oddziaływania na środowisko to ciepło odprowadzane do morza. Studia na temat, jak wykorzystać to ciepło, są prowadzane na OL3 od dłuższego czasu, m.in. badania w zakresie potencjalnego wykorzystania ciepłej wody do uprawy wina oraz hodowli raków.
Nadzór Agencji
Monitoring stanu środowiska na i wokół Olkiluoto jest zapewniony i określony w prawodawstwie energii nuklearnej, wydanym przez Fińską Agencję Promieniowania i Bezpieczeństwa Nuklearnego oraz w licencjach potrzebnych do eksploatacji elektrowni. Monitoring wykonywany jest przez STUK oraz przez Południowo-Zachodnie Fińskie Centrum Regionalne Środowiska Naturalnego.
Stan środowiska naturalnego Olkiluoto podlega zróżnicowanym i regularnym kontrolom i pomiarom. Istnieje kilkadziesiąt lokalizacji pobierania próbek, które są wysyłane do analizy STUK w regularnych interwałach czasowych. Próbki pobierane są z powietrza, gleby, roślin, wody morskiej, dna morza i zwierząt wolno żyjących. Niektóre z próbek analizowane są przez niezależne instytuty badawcze, inne przez TVO – fińską firmę energetyczną, właściciela OL1, OL2 i OL3. W wyniku wspomnianych kontroli nie stwierdzono istotnych zmian w środowisku naturalnym na i wokół Olkiluoto. W bezpośrednim sąsiedztwie elektrowni Olkiluoto zlokalizowanych jest również dziesięć stałych dosimetrów do pomiaru promieniowania. Informacja w realnym czasie przekazywana jest do narodowego systemu monitoringu STUK i do pomieszczeń kontrolnych jednostek elektrowni. Istnieją również cztery podobne dosimetry na samej elektrowni z informacją przekazywaną w czasie realnym do TVO.
Emisje do wody
Poziom produktów niebezpiecznych odprowadzanych do morza z elektrowni wynosi ułamki procenta maksymalnego dozwolonego limitu ustalonego przez agencje rządowe i międzynarodowe. Woda w elektrowni jest stale czyszczona za pomocą wody czyszczącej, by usuwać produkty rozbicia atomu i aktywacji, a następnie jako czysta woda odprowadzana jest do morza.
Emisje do atmosfery
Elektrownia produkuje nieporównywalnie mniejsze ilości gazów cieplarnianych niż elektrownie węglowe i żadnych emisji kwaśnych. Dawki promieniowania są tak nieznaczne, że są zakłócane przez naturalne promieniowanie tła. Elektrownia nuklearna powoduje mniej niż 0,1% średniej rocznej dawki promieniowania w Finlandii. Osoby mieszkające w bezpośrednim sąsiedztwie elektrowni narażone są na promieniowanie wynoszące nie więcej niż 0,1 milisiverta rocznie. Porównując narażenie na naturalne promieniowanie tła w Finalndii, to 3,7 milisiverta rocznie. Poziom promieniowania wokół elektrowni jest stale mierzony. Nie zaobserwowano oddziaływania radioaktywnych substancji u ludzi mieszkających w bezpośrednim sąsiedztwie elektrowni.
Fot. 2. Cztery niezależne od siebie systemy bezpieczeństwa reaktora umieszczone w różnych częściach budynku w celu wyeliminowania ryzyka związanego z brakiem możliwości wyłączenia reaktora
Brak gazów cieplarnianych
Jednym z wyzwań w międzynarodowej ochronie środowiska jest redukcja emisji gazów cieplarnianych wg Konwencji ONZ o zmianie klimatu i Protokołu z Kyoto. Decyzja o budowie nowej elektrowni atomowej była krokiem w tym kierunku. Nowa elektrownia będzie produkowała 13 TWh energii elektrycznej rocznie. Ta sama ilość energii w elektrowni węglowej zostałaby wyprodukowana przy emisji około 10 mln ton dwutlenku węgla rocznie.
Odpady reaktora
Odpady wytworzone podczas pracy elektrowni oraz podczas corocznych wygaszeń określane są jako odpady reaktora. Dzieli się je na odpady niskiego i średniego stopnia. Odpady niskiego stopnia to różnego rodzaju odpady zanieczyszczone materiałem radioaktywnym, np. materiały ognioodporne, ubrania robocze używane do prac konserwacyjnych, części wyposażenia i rury usunięte z elektrowni. Odpady niskiego stopnia pakowane są w 200-litrowe kontenery i kompresowane do połowy ich pierwotnej objętości w prasie hydraulicznej. Odpady średniego stopnia to materiały używane do oczyszczanie wody procesowej. Są one wysuszane, mieszane z masą bitumiczną i składowane do kontenerów. Odpady niskiego i średniego stopnia składowane są w magazynie jaskiniowym na terenie budowy w silosach, które są umieszczane w tunelach wydrążonych od 60 do 100 m pod ziemią.
Paliwo zużyte na OL3 będzie najpierw składowane na terenie elektrowni w zbiorniku wodnym, a następnie transportowane do przejściowego zbiornika dla zużytego paliwa. Ostatecznie będzie ono składowane w systemie zbiorników w skale setki metrów pod ziemią. System ten będzie oddany do użytku w 2020 r.
Bezpieczeństwo elektrowni
Konstrukcja OL3 koncentruje się wokół systemów bezpieczeństwa, ochrony przed nieprzewidzianymi wydarzeniami i zminimalizowania efektów takich wydarzeń. Projekt elektrowni uwzględnia możliwość wystąpienia błędu ludzkiego. Różnorakie scenariusze awarii zostały drobiazgowo zanalizowane już w fazie projektu, a jednostki operacyjne elektrowni zostały wyposażone w wielokrotne systemy bezpieczeństwa oparte na sprawdzonych technologiach. Ma to na celu zapobieżenie sytuacji, w której potencjalny błąd operatora doprowadziłby do wypadku i spowodowałby emisję niebezpiecznych substancji. Dla uniknięcia najmniejszych zagrożeń konstrukcja reaktora OL3 została poddana bardzo restrykcyjnym wymogom jakościowym, które zostały dodatkowo zaostrzone po ataku na WTC w Nowym Jorku 11 września 2005 r., tak aby zapewniały ochronę przed zagrożeniami związanymi z atakiem terrorystycznym.
Główny system bezpieczeństwa na OL3 składa się z poczwórnych identycznych i w pełni autonomicznych podsystemów zdolnych zastąpić siebie nawzajem; w celu wzmocnienia bezpieczeństwa i uniknięcia jednoczesnego załamania się systemów każdy z nich jest fizycznie oddzielony od pozostałych i umiejscowiony w oddzielnych urządzeniach i budynkach. W przypadku nietypowych warunków pracy każdy jest w stanie niezależnie wykonywać swoje funkcje bezpieczeństwa. Podstawą projektu systemów jest szybkie wyłączenie pracy reaktora w przypadku nietypowego zdarzenia. Dzięki szybkiemu wyłączeniu moc reaktora spada gwałtownie. Reaktor OL3 może być wyłączony w ciągu 3,5 sekundy.
Projekt elektrowni uwzględnia zagrożenia wewnętrzne i zewnętrzne, przykładem jest fundament budynku reaktora: trzymetrowa zbrojona betonowa podstawa zapewnia stabilność budynku nawet w przypadku ruchów podłoża wywołanych trzęsieniem ziemi.
Zgodnie z technologią EPR (European Pressurized Reaktor – Europejski Reaktor Ciśnieniowy) reaktor jest chroniony przed zagrożeniami zewnętrznymi podwójnym płaszczem specjalnie zbrojonego betonu o prawie dwumetrowej grubości. Obudowa ta jest odporna na ciśnienie i gazoszczelna. Wszystko po to, aby w przypadku katastrofy uniknąć rozwarstwienia ochronnego betonu na skutek rozerwania lub rozwarstwienia zbrojenia.
Struktura zbrojeń ma charakter ciągły, tzn. pręty nie są łączone na zakład, lecz w sposób mechaniczny złączami skrętnymi lub spawane. Wyraźnie widać to na przykładzie zbrojenia reaktora. Konstrukcja zbrojeń wykonywana przez firmę Format jest zaprojektowana tak, aby wytrzymać skutki zarówno niekontrolowanej reakcji, jak i ewentualnego zagrożenia zewnętrznego, np. uderzenia dużego samolotu. Dla zwiększenia bezpieczeństwa w strukturze zbrojenia zewnętrznego płaszcza kopuły wykorzystuje się pręty gewi oraz połączenia typu dywidag skręcane specjalnymi kluczami hydraulicznymi.
System zarządzania bezpieczeństwem uwzględnia również mało prawdopodobne wypadki przy pracy reaktora. W przypadku stopienia się jądra reaktora (awaria taka wystąpiła do tej pory tylko dwa razy: na Three Mile Island i w Czarnobylu) stop z kotła ciśnieniowego reaktora prowadzony jest do urządzenia zatrzymującego u podstawy rektora, gdzie jest chłodzony do czasu przejścia w stan stały.
Zaostrzone wymogi bezpieczeństwa
Wymogi projektu dla OL3 reprezentują najnowszą wiedzę w obszarze bezpieczeństwa reaktora. Elektrownia spełnia fińskie i europejskie wymogi bezpieczeństwa elektrowni atomowej, a w wielu aspektach przewyższa poziom międzynarodowy.
W Finlandii ogólne zasady bezpieczeństwa nuklearnego ustalane są przez rząd, a szczegółowe – przez STUK, który sprawuje również kontrolę nad ich przestrzeganiem. Najważniejsze i najnowsze zalecenia i wymogi bezpieczeństwa zostały uwzględnione w fazie projektowania, np. europejskie wymogi składowania odpadów (EUR) ustalone przez europejskie firmy energetyczne i zalecenia bezpieczeństwa i jakości Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (IAEA).
Wymogi związane z realizacją prac wykonawczych
Bezpieczeństwo elektrowni zwiększa się przez stosowanie materiałów o wysokiej jakości. Do zbrojeń używa się wysokowytrzymałej stali, której parametry i skład kwalifikują ją do odpowiedniej klasy bezpieczeństwa, tzw. safety class. Najwyższa kategoria bezpieczeństwa stosowana jest wobec materiałów stosowanych do budowy samego reaktora. 90% prętów zbrojeniowych stanowią pręty o dużej średnicy 25 i 32 mm.
Pracownicy firm wykonawczych muszą legitymować się odpowiednim doświadczeniem i wykształceniem. Wszyscy zatrudniani zbrojarze i spawacze muszą posiadać odpowiedni certyfikat potwierdzający umiejętności, a spawacze dodatkowo co trzy miesiące przechodzą testy w Finlandii. Przed spawaniem strukturalnym wymagana jest próbka spawu z nazwiskiem spawającego.
Zapewnienie odpowiedniej jakości odbywa się przez rozbudowany system kontroli. Dokonywanie odbiorów i weryfikacja prawidłowości wykonania prac jest 5-stopniowa:
najpierw następuje wewnętrzny odbiór dokonywany przez firmę wykonawczą, a potem przez zleceniodawców (firmy Ruhl GmbH, BYTP, Areva-TVO), przy ważniejszych elementach kontrole przeprowadzane są przez przedstawicieli STUK.
Filip Górski
dyrektor Centrali Format UiMP w Warszawie
Zdjęcia: Archiwum Format UiMP oraz TVO
