25.5.2021

Fortumin ja JAMKin kehittämä uusi robotiikkaratkaisu lisää työturvallisuutta ja tehostaa ydinvoimalaitosten kunnossapitoa

Jyväskylän ammattikorkeakoulun ja Fortumin yhteistyönä kehittämä robotti parantaa työturvallisuutta ydinvoimalan höyrystimien tarkastus- ja puhdistustöissä.

Fortumin Loviisan ydinvoimalaitoksen höyrystimien neljän vuoden välein tehtävä tarkastus ja puhdistus toteutetaan ihmisvoimin. Työ tehdään haastavassa ja työturvallisuusriskejä sisältävässä ympäristössä. Höyrystimien sisällä säteilytasot ovat suhteellisen korkeita, mikä lisää työn haastavuutta. Jyväskylän ammattikorkeakoulun ja Fortumin yhteistyönä toteutettu tarkastus- ja puhdistusrobotti tuo helpotusta ihmisten suorittamiin työtehtäviin hankalissa olosuhteissa.

Lämpöenergiaa siirretään painevesityyppisissä ydinvoimalaitoksissa höyrystimien avulla reaktorista turbiineille. Höyrystimien häiriötön toiminta on edellytys sille, että voimalaitos tuottaa halutun määrän energiaa. On siis erityisen tärkeää, että höyrystimien putket ja rakenteet pysyvät puhtaina ja ehjinä, jotta höyrystin toimii suunnitellusti ja säteilevä vesi ei pääse muihin järjestelmiin.

JAMKin ja Fortumin kehittämän ratkaisun avulla voidaan merkittävästi parantaa työturvallisuutta ja vähentää höyrystimien sisällä tehtävän työn osuutta ja työntekijöihin kohdistuvia säteilyannoksia.

– Aloitimme projektin kartoittamalla mahdolliset vaihtoehdot höyrystimien puhdistukseen ja tarkastukseen. Mikään olemassa olevista vaihtoehdoista ei kuitenkaan täysin soveltunut tähän käyttötarkoitukseen, joten päätimme aloittaa yhdessä JAMKin kanssa näihin tehtäviin soveltuvan robotin kehitystyön, Development Manager Ville Lestinen Fortumilta kertoo.

Laitteeseen liittyvä suunnittelu, kehitystyö ja tehdastestit tehtiin JAMKin toimesta Jyväskylässä. Fortumlaiset toimivat projektin vetäjinä sekä höyrystimen puhdistus- ja tarkastusprosessin asiantuntijoina. Suunnittelutyö aloitettiin vuonna 2019. Tarkastus- ja puhdistusrobotin ideointi ja tuotekehitys tehtiin konkreettisesti erilaisia ratkaisuja kokeilemalla JAMKin protopajassa. Protopaja on monipuolinen ja avoin ympäristö erilaisille tuotekehitysprojekteille ja uusien ideoiden rakentelu- ja testaustoiminnalle.

– Protoja ehdittiin rakentamaan ennen varsinaista testausvaihetta kymmenkunta. Erityisiä haasteita tässä projektissa aiheuttivat ohjausjärjestelmä, sillä lautta ei saanut painaa liikaa. Höyrystimen sisällä olevan putkiston ja veden väliin jää vain 8 cm kulkutila robotille, kertoo projektin teknisestä laitesuunnittelusta vastannut ja 20 vuotta tuotekehitysprojektien parissa työskennellyt tuotekehitysohjaaja Olli Jokinen JAMKista.

Laitetta päästiin testaamaan Loviisa 1:n vuosihuollossa syyskuussa 2020.

– Päädyimme kehittämään monien ideoiden jälkeen robotisoitua lauttaa, joka kuljettaa mukanaan huollossa tarvittavia laitteita. Projektin haastavuutta lisäsi huomattavasti tutkittavan kohteen monimutkainen rakenne sekä erittäin korkeat turvallisuusvaatimukset, kertoo JAMKissa projektipäällikkönä toimiva lehtori Jaakko Oksanen.

Projektin aikana muutoksia rakenteisiin tehtiin Jyväskylässä uimahallissa toteutettujen testien perusteella. Fortumin asettamat tavoitteet ja vaatimukset saavutettiin lopulta lukuisten materiaali- ja laiteoptimointien kautta.

Uimahalliympäristössä tehtyjen testien jälkeen lauttaa päästiin testaamaan Loviisan voimalaitoksessa.

– Höyrystimen yläosien kuvaaminen onnistui erinomaisesti ja myös rakenteiden kuntoa päästiin tarkastelemaan hyvin. Lautan ohjausjärjestelmät toimivat odotetusti ja lautta saatiin ohjattua helposti haluttuihin paikkoihin. Jatkokehitysvaiheessa keskitytään laitteen muodon optimointiin sekä kykyyn ohittaa paremmin höyrystimen sisäpuoliset monimutkaiset rakenteet, Lestinen toteaa.

Kokonaisuutena lautan testaus onnistui jopa ennakoitua paremmin. Hyvien kokemusten innostamana robotin jatkokehitys on jo käynnistetty, jotta paranneltu lautta saadaan käyttövalmiiksi voimalaitoksen höyrystimien seuraaviin vuonna 2022 suoritettaviin tarkastuksiin mennessä.

Lisätietoja:
Jaakko Oksanen, lehtori, Jyväskylän ammattikorkeakoulu, 0407505860, etunimi.sukunimi@jamk.fi
Olli Jokinen, tuotekehitysohjaaja, Jyväskylän ammattikorkeakoulu, 0406312887, etunimi.sukunimi@jamk.fi
Ville Lestinen, Development Manager, Fortum, 0504532427, etunimi.sukunimi@fortum.com

KUVA: Loviisan höyrystimen tarkastus- ja puhdistusrobotin prototyyppi testissä Jyväskylän uimahalli AaltoAlvarissa. Kuvaaja: Jaakko Oksanen.

Takaisin