Loviisan voimalaitoksen koestettavien lämmönvaihtimien lämmönsiirtokapasiteetin laskenta
Pitkänen, Anniina (2024)
2024
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202503315274
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202503315274
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tavoitteena oli luoda Excel-taulukkolaskentaohjelmalla toteutettu laskentatyökalu Fortumin Loviisan voimalaitoksella tehtävien läm mönvaihtimien toiminnan varmistamiseen tarkoitettujen kokeiden eli koestusten apuvälineeksi. Työn tarkoituksena oli korvata tällä hetkellä käytössä oleva Visual Basic 6.0 -ohjelmointikielellä toteutettu kunnonvalvontaohjelma, jonka haasteiksi on osoittautunut muun muassa sen tarkastettavuuteen ja päivitettävyyteen liittyvät ongelmat sekä hankala käytettävyys. Tavoitteena lämmönvaihtimiin liittyvissä koestuksissa on varmistaa lämmönvaihtimien toiminta myös onnettomuustilanteissa. Koestustilanteita harvoin pystytään toteuttamaan onnettomuustilanteen mukaisilla parametreilla, minkä vuoksi lämmönvaihtimen lämmönsiirtokyky onnettomuustilanteessa tulee ekstrapoloida laskennallisesti.
Työ toteutettiin perehtymällä alan kirjallisuuteen sekä lämmönsiirtoon liittyviin laskentamenetelmiin ja soveltamalla näitä työssä käytetyssä laskennassa. Laskentatyökalu toteutettiin Excel-ohjelmaa käyttäen, mikä itsessään tekee laskennan luettavuudesta nykyistä helpompaa. Lisäksi luettavuutta parannettiin esimerkiksi laskennan dokumentoimisella sekä erilaisilla toiminnoilla, kuten laskentasolujen ja solualueiden nimeämisellä sekä lisäämällä laskennassa hyödynnetyt yhtälöt laskentavälilehdelle, kaavarivin solulinkitysten lukemisen helpottamiseksi. Käytettävyyttä helpotettiin hyödyntämällä VBA-ohjelmointikieltä, jolla mahdollistettiin myös kahden laitosyksikön usean eri lämmönvaihtimen laskenta yhtä laskentavälilehteä käyttäen.
Työssä onnistuttiin luomaan työn tilaajan tarpeisiin sopiva, käyttäjäystävällinen laskentatyökalu, jonka laskentaa on nykyistä laskentaohjelmaa helpompi tarkastaa ja todentaa sekä mahdollisten laitosmuutosten myötä päivittää. Työssä tärkeänä osana oli laskennan dokumentointi sekä alan kirjallisuudesta löytyvien laskentamenetelmien käyttö. The objective of this thesis was to create a calculation tool for performance testings of heat exchangers at the Loviisa Nuclear Power Plant utilizing Microsoft Excel Spreadsheet Software. The purpose of this thesis was to solve problems related to the current calculation software in particular to rectify deficiencies related to updateability, auditability and usage.
Performance testings are conducted to determine whether a system consistently meets specified acceptance criteria. Typically, the temperature conditions of an accident cannot be reached during the performance testing. Consequently, the heat transfer capacity needs to be calculated.
The thesis was executed out in three stages. The first stage was a literature review on heat transfer and heat transfer calculation methods, forming the theoretical framework. The second stage involved the application of the reviewed calculation methods for extrapolating the heat transfer capacity in accident conditions. The final stage of the work focused on the development of the calculation tool.
The thesis produced a user-friendly calculation tool that was suitable for the commissioner’s needs and solved the issues related to updateability, auditability and usability. The calculation phases and user manual have been documented to support the use, inspection and update of the calculation tool.
Työ toteutettiin perehtymällä alan kirjallisuuteen sekä lämmönsiirtoon liittyviin laskentamenetelmiin ja soveltamalla näitä työssä käytetyssä laskennassa. Laskentatyökalu toteutettiin Excel-ohjelmaa käyttäen, mikä itsessään tekee laskennan luettavuudesta nykyistä helpompaa. Lisäksi luettavuutta parannettiin esimerkiksi laskennan dokumentoimisella sekä erilaisilla toiminnoilla, kuten laskentasolujen ja solualueiden nimeämisellä sekä lisäämällä laskennassa hyödynnetyt yhtälöt laskentavälilehdelle, kaavarivin solulinkitysten lukemisen helpottamiseksi. Käytettävyyttä helpotettiin hyödyntämällä VBA-ohjelmointikieltä, jolla mahdollistettiin myös kahden laitosyksikön usean eri lämmönvaihtimen laskenta yhtä laskentavälilehteä käyttäen.
Työssä onnistuttiin luomaan työn tilaajan tarpeisiin sopiva, käyttäjäystävällinen laskentatyökalu, jonka laskentaa on nykyistä laskentaohjelmaa helpompi tarkastaa ja todentaa sekä mahdollisten laitosmuutosten myötä päivittää. Työssä tärkeänä osana oli laskennan dokumentointi sekä alan kirjallisuudesta löytyvien laskentamenetelmien käyttö.
Performance testings are conducted to determine whether a system consistently meets specified acceptance criteria. Typically, the temperature conditions of an accident cannot be reached during the performance testing. Consequently, the heat transfer capacity needs to be calculated.
The thesis was executed out in three stages. The first stage was a literature review on heat transfer and heat transfer calculation methods, forming the theoretical framework. The second stage involved the application of the reviewed calculation methods for extrapolating the heat transfer capacity in accident conditions. The final stage of the work focused on the development of the calculation tool.
The thesis produced a user-friendly calculation tool that was suitable for the commissioner’s needs and solved the issues related to updateability, auditability and usability. The calculation phases and user manual have been documented to support the use, inspection and update of the calculation tool.