Ydinteknisten nostolaitteiden turvallisuuden varmentaminen

• Main Author: Lehto, T. (Timo)
• Format: Dissertation
• Language: Finnish
• Published: University of Oulu 2017
• Subjects: Mechanical Engineering
• Online Access: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201704131487; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:fi:oulu-201704131487

Työn tavoitteena on määrittää yhtenäiset hyväksymismenetelmät ja -kriteerit Säteilyturvakeskuksen ydinlaitosohjeen E.11 (Ydinlaitoksen nosto- ja siirtolaitteet) alaisille järjestelmille ja laitteille. Yleiset turvallisuusperiaatteet ohjeen vaatimuksille määritetään ydinenergialaista sekä Säteilyturvakeskuksen määräyksistä. Työssä esitetään myös Ruotsin ja USA:n viranomaisohjeita vastaavasta näkökulmasta. Myös kansainvälisen atomienergiajärjestön asettamat määräykset ja ohjeet ydinpolttoaineen käsittelyn suhteen on otettu työssä huomioon. Työssä käydään läpi Euroopan Unionin asettamia direktiivejä, jotka koskevat nosto- ja siirtolaitteita. Pääasiassa nämä laitteet kuuluvat konedirektiivin piiriin, mutta sen rinnalla ovat lisäksi pienjännitedirektiivi sekä EMC -direktiivi. Direktiivien vaatimusten toteuttamiseksi käytännössä on luotu standardeja. Perinteiset koneiden ja laitteiden standardit jakautuvat kolmeen luokkaan. Ensimmäisessä luokassa on yleisiä turvallisuusohjeita, jotka pyrkivät antamaan ohjeet direktiivien määrittämien olennaisten terveys- ja turvallisuusvaatimusten noudattamiseksi. Näiden vaatimusten täyttämiseksi olennaisessa osassa on riskienhallinta koneen suunnitteluvaiheessa. Toiseen luokkaan kuuluu joukko standardeja, jotka käsittelevät yhtä laitetyyppiä tai turvallisuusnäkökohtaa. Tähän luokkaan voidaan lukea myös huomattava osa nosto- ja siirtolaitteiden sähkö- ja automaatiojärjestelmistä. Kolmanteen luokkaan kuuluvat laitekohtaiset standardit, jotka koskevat tietyn tyyppisiä laitteita, kuten silta- ja pukkinosturit. Työssä käydään läpi myös Amerikkalaisten nosturivalmistajien ammattiliiton ohjeistusta nostureiden suunnittelulle. Perinteisten kone- ja laitesuunnittelustandardien lisäksi on ydinteknillisiä standardeja, jotka ottavat huomioon ydinteknillisten sovellutusten erityisvaatimukset. Nosto- ja siirtolaitteiden turvallisuusvaatimusten toteutumista arvioidaan vertailemalla ydinteknillisten standardien vaatimuksia perinteisiin standardeihin nähden. Vertailun myötä pyritään selkeyttämään lisäkriteereitä, jotka ydinteknilliset standardit asettavat perinteisten standardien lisäksi. Työssä esitetään esimerkki vika- ja riskianalyyseistä laite-esimerkin avulla. Nämä analyysit toimivat lähtökohtina laitteen tai järjestelmän turvallisuutta arvioitaessa. Näiden lisäksi työssä esitetään karkea tilastollinen arvio Suomen käyvien laitosten laitos- ja käyttötapahtumaraporteista, jotka liittyvät nosto- ja siirtolaitteisiin. === The objective of this thesis is to define uniform qualification methods and criteria for hoisting and transferring equipment that are under Regulatory Guides on nuclear safety E.11 (Hoisting and transfer equipment of a nuclear facility) of the Finland Radiation and Nuclear Safety Authority. General safety principles for the requirements of the guide are defined from the nuclear energy law of Finland and from the Regulations of the Finland Radiation and Nuclear Safety Authority. The thesis also introduces the regulations of Sweden and USA from the same aspect. The regulations and guidelines of the International Atomic Energy Agency about the handling of nuclear fuel have also been taken into account by this thesis. This thesis covers the directives regulated by European Union that are related to hoisting and transferring equipment. Mainly, these systems are under the Machinery directive, but beside that, there are also the Low Voltage Directive and the Electromagnetic Compatibility Directive. Standards have been created to satisfy the requirements of the directives in practice. The conventional standards of machines and systems are divided into three classes. The first class consists general safety guidelines that aim to give guides to satisfy the fundamental health and safety requirements regulated by the directives. The risk management in the design phase of machine is in essential position to fulfill these requirements. The second class consists a group of standards that cover one system type or safety aspect. Significant part of the electric and automation systems of the hoisting and transferring equipment also belong into this class. The third class consists standards that cover only one type of system, in example overhead and gantry cranes. This thesis also covers the guides of Crane Manufacturers Association of America for design of cranes. In addition to the conventional machine and system standards, nuclear standards take the special requirements of the nuclear applications into consideration. The realization of the safety requirements for the hoisting and transferring equipment is evaluated by compering the requirements of nuclear standards and conventional standards. The comparison of the standards aims to clarify the additional criteria that are required by the nuclear standards in addition to the conventional standards. This thesis represents examples of failure mode and risk analysis with an example machine. These analyses are the basis while evaluating the safety of a machine or a system. In addition, the thesis represents a rough statistical estimate of the reports of the Finland’s operating nuclear facilities’ operational events that are related to hoisting and transferring equipment.