The Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company, SKB, is planning to construct a deep geological repository for spent nuclear fuel in Forsmark, Sweden. Leakage of groundwater into the repository during the construction and operational phases might cause a groundwater drawdown that in turn may affect the hydrological conditions in sensitive habitats in the area. The sensitive habitats in question are wetlands, home to several protected species. SKB has planned to take mitigation measures in the case variations of the surface-water elevation are identified for the concerned wetlands. The mitigations measures consists in infiltrating water in the ground in the direct vicinity to the wetland to create a higher groundwater pressure that then will propagate to the surface-water. This study describes the modelling of a pilot-study of such a measure and aims at serving as one of the background materials for the planning and design of the pilot study. The aims of the pilot study are to show that the surface-water level in a wetland can be controlled and to gain knowledge and experiences regarding artificial groundwater recharge for this purpose. The pilot study would take place before the construction of the repository so the undisturbed case is considered. The results show that an infiltration facility can control the surface-water level in a wetland. It is also shown that an infiltration rate of 0.5 L/s is enough to manipulate the surface-water level in the undisturbed condition.

Forsmark's nuclear power plant have expensive and important machines, which means that good relay protection is a must. But as the plant ages, the relay protection need to be revised and replaced as a preventative measure. Through analyzes of old replaced relays, a status can be given for the older relay protection that are still used inside the plant. By measuring and comparing the relays with the manufacturer’s specifications, the status of relays can be given. This includes switch-on and switch-off times, switch-on and switch-off values, resistance in coils, voltage strength tests, etc. Just by visually inspecting the relays, a brief status of the relay can usually be given. The results show that only some of the manufacturer’s specifications are affected by aging. Of the relays tested, only the voltage strength tests had changed with age and that was on the oldest relays. Results also show that heat affects the aging of relay protection in a negative way. The protection relays show some aging and the project that is ongoing at Forsmark to replace old protection relays with new ones is recommended to continue as planned with some modification. None of the relays that were replaced as a preventive measure had any type of malfunction and were not in an urgent position to be replaced. The ones recommended to be replaced first are relay protection units that are constantly on because they age faster due to heat.

A rock mass is characterised by the properties of the intact rock and the fractures. Considering the impact of both constituents is of vital importance for assessing the behaviour of the rock mass. In particular in the case of complex or heterogeneous rock mass compositions. A discrete approach, by using the Discrete Fracture Network (DFN) methodology, enables for the consideration of these aspects.This master’s thesis concerns the evaluation of elastic properties of the Singö deformation zone. A discrete approach has been applied by three-dimensional discrete fracture network modelling, using previously evaluated DFN parameters. The elastic properties have then been obtained by analytical means by using the methodology developed by Davy et al. (2018).The results show that in comparison to earlier evaluations of the elastic properties of the Singö zone, the respective Young’s moduli and Poisson’s ratios obtained by this thesis may indicate a weaker material. However, this study differs from the earlier evaluation by more extensive DFN modelling and the application of a state of stress which is more representative of the surroundings of the zone in Forsmark. The analysis indicates that theadequate model size is slightly larger than the maximum studied DFN model size. A suggested future improvement would be a re-evaluation and updating of the DFN parameters. As a concluding remark, the methodology of Davy et al. (2018) may prove successful in the future for the application to deformation zones. / En bergmassa karakteriseras av egenskaperna hos det intakta berget och dess sprickor. Det är därmed av vikt att båda dessa beståndsdelar beaktas vid utvärdering av bergmassans beteende, speciellt vid komplexa eller heterogena bergartssammansättningar.Detta examensarbete syftar till att utvärdera deformationsegenskaper för den så kallade Singözonen. Ett diskret angreppsätt har tillämpats genom modellering av tredimensionella diskreta spricknätverk med hjälp av tidigare utvärderade DFN-parametrar. Deformationsegenskaperna har sedan utvärderats med hjälp av metodiken som presenteras i Davy et al. (2018).Jämfört med tidigare utvärderade deformationsegenskaper hos Singözonen så indikerar resultaten av denna masteruppsats en svagare bergmassa, med hänsyn till uppskattade värden på E-moduler och tvärkontraktionstal. Däremot skiljer sig modelleringsprocessen i detta arbete mot de som utförts i de tidigare studierna. Detta med hänsyn till omfattningen av DFN-modelleringen samt tillämpandet i detta arbete av en spänningsansats som är mer representativ för Forsmarksområdet. Vidare indikerar resultaten att den representativa modellvolymen är något större än den största modellvolym som tillämpats i detta arbete. Förslagsvis kan en utvärdering och eventuell uppdatering av de använda DFN-parametrarna utgöra en möjlig utveckling eller förbättring av det arbete som utförts i detta mastersarbete. Slutligen kan det konstateras att framtida tillämpningar av den metodik som tagits fram av Davy et al. (2018) verkar lämplig att applicera på deformationszoner.

In the process of a boiling water reactor, high-levels of waste and radiation occur, where almost all the dose per person of the radiation in Forsmark are due to the radioactive iso-tope cobalt-60. The reason is that the stable isotope cobalt-59 is converted to the radioac-tive isotope cobalt-60 due to neutron irradiation in the reactor. Since 2012, unusually high levels of cobalt-60 have been observed at Forsmark 2 which occurs from the material Stel-lite and is a very common sealant in valves. The major disadvantage of the material Stellite in nuclear power is the high concentration of cobalt-59. When grinding alloy surfaces con-taining Stellite, cobalt-59 is released in the form of abrasive dust if the effectiveness of sub-sequent Stellite alloys is poor. The consequences lead to increased radiation levels, which implies major financial costs and a difficult work environment in, for example, mainte-nance work.Today, there is no mapping of valves containing Stellite, which may result in the decon-tamination of Stellite not being requested and missing when a maintenance action in the form of, for example, grinding is performed. The completed mapping of valves containing Stellite is thus the first that has been carried out within Forsmarks Kraftgrupp AB for the priority systems 313, 321, 331 and 415.In this work, valves containing Stellite have been mapped along main lines in systems that come into contact with reactor water without passing ion exchange filters. Furthermore, the effects of how the grinding of valves alloy surfaces in the seat / cone affects the feeding of cobalt-59 into the reactor and the effectiveness of subsequent decontamination of Stel-lite after grinding was investigated.The work has been divided into two main moments; Status analysis and Mapping, which in turn is divided into several sub-moments. The status analysis gathered the information re-quired to perform the mapping. With the gathered information from the status analysis, mapping was then carried out and valves were inventoried in the priority systems.A total of 45 valves containing Stellite were found whose water flow is likely to end up in the reactor without passing ion exchange filters. A total of 13 valves containing Stellite were found, which are not detected by the chemical departments measurement points and whose waterflow did not pass ion exchange filters before the reactor for systems 321 and 331.During a decontamination of Stellite in a valve, only alloy surfaces in the valves are con-trolled and cleaned, which results in dust from grinding remaining in the other surfaces of the valve as well as in the pipe ends when the valve has been assembled prior to commis-sioning. Of the 45 valves containing Stellite which have been inventoried, grinding in theseat/cone have occurred in eight of the valves, but only two of the valves have been de-contaminated since 2010-01-01. Since no decontamination of Stellite has occured six of eight times after grinding, and only alloy surfaces are checked as well as decontaminated, the effectiveness of subsequent decontamination of Stellite after grinding is very low.Based on the results of the work, a number of improvement proposals have been present-ed for continued work to reduce the feeding of cobalt 59 to the reactor water and eventu-ally reduce the radiation levels at Forsmark's nuclear power plant. / Vid processen i en kokvattenreaktor uppstår högaktivt avfall och höga strålningsnivåer, där nästan all persondos av strålning på Forsmark beror av den radioaktiva isotopen kobolt-60. Anledningen är att den stabila isotopen kobolt-59 omvandlas till den radioaktiva isotopen kobolt-60 vid neutronbestrålning i reaktorn. Man har sedan 2012 noterat ovanligt höga halter av kobolt-60 på Forsmark 2 vilket härrör till materialet Stellite, som är ett mycket vanligt tätningsmaterial i ventiler. Den stora nackdelen med Stellite i kärnkraftssamman-hang är den höga koncentrationen av kobolt-59. Vid slipning av legeringsytor innehållande Stellite, riskeras kobolt-59 frigöras i form av slipdamm om effektiviteten av efterföljande Stellitesaneringar är dålig. Konsekvenserna leder till ökade strålningsnivåer vilket innebär stora ekonomiska kostnader och en försvårad arbetsmiljö vid till exempel underhållsar-beten.Idag finns ingen kartläggning av ventiler innehållande Stellite, vilket kan resultera i att Stellitesaneringar inte begärs och uteblir då en underhållsåtgärd i form av till exempel slipning utförs. Den genomförda kartläggningen av ventiler innehållande Stellite är där-med den första som har utförts inom Forsmarks Kraftgrupp AB för de prioriterade syste-men 313, 321, 331 och 415.I detta arbete har ventiler innehållande Stellite kartlagts längs huvudledningar i system som kommer i kontakt med reaktorvatten utan att passera jonbytarfilter. Vidare har effekterna av hur slipning av ventilers legeringsytor i säte/kägla påverkar inmatningen av kobolt-59 och effektiviteten av efterföljande Stellitesaneringar undersökts.Arbetet har delats upp i två huvudmoment; Nulägesanalys och Kartläggning, som i sin tur delats upp i flera delmoment. I nulägesanalysen samlades den information som krävdes för att utföra kartläggningen. Med den inhämtade informationen från nulägesanalysen, inven-terades och kartlades sedan ventiler i de prioriterade systemen.Totalt hittades 45 stycken ventiler innehållande Stellite vars vattenflöde riskerar att hamna i reaktorn utan att passera jonbytarfilter. Sammanlagt hittades 13 stycken ventiler innehål-lande Stellite som ej registreras av kemiavdelningens provtagningar och som inte passerar jonbytarfilter innan reaktorn för system 321 och 331.Vid en Stellitesanering kontrolleras och saneras endast legeringsytor i ventiler, vilket re-sulterar i att slipdamm kan finns kvar i ventilens övriga ytor samt i rörändarna då ventilen har monterats ihop inför driftsättning. Av de 45 stycken ventiler innehållande Stellite som har inventerats, har åtta stycken slipats i säte/kägla men enbart två stycken Stellitesanerats efter slipning sedan 2010-01-01. Eftersom Stellitesaneringar efter slipning har uteblivitsex av åtta gånger och endast legeringsytor kontrolleras samt Stellitesaneras, är effektivite-ten av efterföljande Stellitesaneringar vid slipning mycket låg.Baserat på resultaten av arbetet, har ett antal förbättringsförslag presenterats för fortsatt arbete att minska kobolt-59-inmatningen till reaktorvattnet och på sikt minska strål-ningsnivåerna på Forsmarks kärnkraftverk.

This master thesis has been conducted at Forsmark nuclear power plant. In nuclear power plants, safety is one of the most important tasks. After the Fukushima-accident, Forsmarks Kraftgrupp AB investigated the possibility to have additional emergency cooling systems. This thesis aims to investigate the use of cooling towers as mobile emergency cooling system for decay heat removal for the nuclear reactors at Forsmark NPP. The advantages and disadvantages of different cooling tower types were looked at. To achieve mobility, some restraints were considered such as dimensions and weight. In the design of cooling towers, experimental values are used. As these crucial data are missing, a backfitting from actual designs was done to derivate the missing data. The results of this thesis show that wet cooling towers are in this case more effective than dry cooling towers. The wet cooling towers cover in the best scenario up to 38MW which is 10 times higher than what can be achieved with the dry cooling tower. That covers the maximal decay heat released in the reactor F3 12 hours after a shutdown.

Examensuppgiften är utförd på uppdrag av avdelning Systemkonstruktion El på Forsmarks Kraftgrupp AB.Denna rapport behandlar uppgiften att göra en inventering för dimensionering av dvärgbrytare. Målet med examensarbetet är att utforma en lathund så att val av kabel och i vissa fall även dvärgbrytrare kan utföras av konstruktören i samband med elkonstruktion. Detta innebär att redovisa en beräkningsmetodik för dimens-ionering av dvärgbrytare i olika användningsområden. Dvärgbrytare i både växel-spännings- och likspänningssystem berörs.Referens för Forsmark, rapporten behandlar delsystem 519.Problematiken ligger bl.a. i att avgränsa arbetet då varje reaktor på Forsmark be-står av ca 4000 dvärgbrytare av olika karakteristik och användningsområde. Stor vikt ligger också vid parametrar som specificeras i gällande SS-EN standarder med avseende på belastningsförmåga.Examensarbetet började med en förstudie om vilka för- och nackdelar dvärgbrytare i olika applikationer har, vilka regler som styr dimensionering och hur dimension-eringen utförs idag etc. Därefter utfördes en analys utifrån formler och beräkningar som finns presenterad i svensk standard så som SS 424 14 03, vilket resulterade i en lathund. / This thesis is performed on behalf of the department of Systemkonstruktion El at Forsmarks Kraftgrupp AB.This report deals with the task of making an inventory for miniature circuit break-ers (MCB). The aim of the graduation work is to design a quick reference so that the choice of cable and in some cases even MCB’s can be performed by the designer in connection with electrical design. This involves reporting a calculation method for selecting MCB’s in different applications. MCB’s in both AC voltage and DC voltage systems are affected.As reference for Forsmark, this report deals with the system 519.The problem lies in in delimiting the work since every reactor at Forsmark consists of approximately 4000 MCB’s of different characteristics and applications. A very huge importance is also given to parameters specified in SS-EN standards for load capacity.The thesis began with a pilot study of the pros and cons of MBC’s in different appli-cations, which rules control the dimensioning and how the design is carried out today, etc. An analysis was performed based on formulas and calculations present-ed in Swedish Standard such as SS 424 14 03, resulted in a quick reference.

Kärnkraft är en av flera energikällor i dagens samhälle men är i synnerhet den energikälla som ställer högst krav på säkerhet. På Forsmarks kärnkraftverk har alltid säkerheten varit av stor betydelse sedan uppstarten 1980, när Forsmark 1 togs i drift. Som följd av detta har det skapats ett flertal säkerhetsfunktioner, varav en av dessa är reservkraft i form av dieselgeneratorer. Dieselgeneratorerna utsätts med jämna mellanrum för verifieringsprov för att säkerhetsställa systemets funktion vid eventuell händelse och utgör en viktig del för ett robust system. Ett av verifieringsproven på dieselgeneratorerna är att de ska synkroniseras med det övriga systemet, vilket utförs av fasningssystemet. Problematik har uppstått vid tidigare synkroniseringstillfälle av en dieselgenerator, som uppkom på grund av yttre påverkan. Därför har det här examensarbetet utförts som en förstudie för Forsmarks Kraftgrupp AB i syfte att granska fasningsutrustningen och dess kringutrustning tillhörande dieselgeneratorerna på Forsmark 1. Det nuvarande systemet har undersökts för att se hur uppbyggnaden ser ut idag och för att redogöra för potentiella förbättringsmöjligheter. Examensarbetet har kartlagt nuvarande fasningssystem med tillhörande mätutrustning, genom att studera dokumentation, mätningar, kontakt med leverantörer, utförande av simuleringar samt test av mättransformatorer. Det är för att förstå fasningssystemets funktioner, lokalisera eventuella svagheter i systemet samt potentiella förbättringar och därmed öka tillförlitligheten till en säker synkronisering. Ett skäl till varför det är viktigt med ett fungerande fasningssystem är för att skydda generatorn och kringliggande system. Arbetet har gett en bra översikt över hur dagens fasningssystem och mätutrustning fungerar på Forsmark 1. Detta ger Forsmarks Kraftgrupp AB ett viktigt underlag för beslut av eventuell framtida ombyggnad av fasningssystemet eller omkonfiguration av enskilda delar om nuvarande fasningsutrusning bevaras. Rekommendation vid eventuell ombyggnation är att införa trefasmätning med kompatibel fasningsutrustning. Samt rekommenderas att trefasmätningen mäts separat istället för idag tillsammans med övrig utrustning. Om istället nuvarande fasningsutrustning bevaras och enskild del byts, rekommenderas att omkonfigurera mättransformatorerna till ∆-Y från Yn-Yn koppling. I det fall systemet byggs om eller omkonfigureras har rekommendationer för verifieringsprov av eventuella ändringar tagits fram. / It is well known that nuclear electricity production is one of the types of production with the highest demands on security. There are multiple security systems, and one consists of diesel generators. The diesel generators need a synchronization system to be able to confirm safe starting operation. This master thesis investigates the synchronization system and associated measuring systems to the diesel generators, with the purpose of advising Forsmarks Kraftgrupp AB on things that could be changed concerning transformer- and synchronization configuration at Forsmark 1. An improved solution to the existing synchronization system with its associated measurement equipment was found by studying documentation, performing measurements on the system, contacting suppliers, performing simulations and testing the instrument transformers. The results that emerged from the feasibility study have made suggestions for either possible reconstruction or reconfiguration of individual parts of the existing synchronization system. The recommendation in case of redevelopment is to introduce a three-phase measurment system compatible with the synchronization equipment with a separate three-phase measuring circuit. If instead, the existing synchronization equipment is preserved and an individual part replaced, it is recommended to reconfigure the instrument transformers to delta-Y from the present Yn-Yn connection. If the system will be rebuilt or reconfigured, recommendations for confirmatory testing of any modifications have been developed.

This master thesis is done within the Energy Systems Engineering program at Uppsala University and performed for Forsmarks Kraftgrupp, Vattenfall. The distribution grid for the outer area of the nuclear power plant at Forsmark is an old grid from the time during construction of the plant which later became permanent. Many changes have been made to the grid thus far and Forsmark’s need for an updated model to easily simulate upcoming changes to the system has increased. In this thesis, the distribution grid for the outer area of Forsmark is modeled and evaluated from the aspect of load and selectivity. The simulation software PowerFactory has been used to model and perform the necessary network calculations. The results from these calculations will serve as source material for a future system health report for the distribution grid. The results show that some components in the system are overloaded in some modes of operation. A few buses have a fault clearing time that is too long and the system is not selective. The problem with fault clearing time can be solved with new settings on a protection relay and swapping changing out a few fuses. The selectivity in the system would also be greatly improved by the new relay settings.

The Forsmark area, the main study area in this thesis, is located about 140 km north of Stockholm, central Sweden. It belongs to the Paleoproterozoic Svecokarelian orogen and contains several major ductile and brittle deformation zones including the Forsmark, Eckarfjärden and Singö zones. The bedrock between these zones, in general is less deformed and considered suitable for a nuclear waste repository. While several site investigations have already been carried out in the area, this thesis focuses primarily on (i) re-processing some of the existing reflection seismic lines to improve imaging of deeper structures, (ii) acquiring and processing high-resolution reflection and refraction data for better characterization of the near surface geology for the planning of a new access ramp, (iii) studying possible seismic anisotropy from active sources recorded onto sparse three-component receivers and multi-offset-azimuth vertical seismic profiling data (VSP). Reflection seismic surveys are an important component of these investigations. The re-processing helped in improving the deeper parts (1-5 km) of the seismic images and allowing three major deeper reflections to be better characterized, one of which is sub-horizontal while the other two are dipping moderately. These reflections were attributed to originate from either dolerite sills or brittle fault systems. First break traveltime tomography allowed delineating an undulating bedrock-surface topography, which is typical in the Forsmark area. Shallow reflections imaged in 3D, thanks to the acquisition design were compared with existing borehole data and explained by fractured or weak zones in the bedrock. The analysis of seismic anisotropy indicates the presence of shear-wave splitting due to transverse isotropy with a vertical symmetry axis in the uppermost hundreds of meters of crust. Open fractures and joints were interpreted to be responsible for the large delays observed between the transverse and radial components of the shear-wave arrivals, both on surface and VSP data.

Detta är en fallstudie där SKBs genomförda samråd i Östhammars kommun under åren 2002-2011 har studerats. Inför den ansökan som SKB lämnade till mark- och miljödomstolen 2011 behövde bolaget upprätta en miljökonsekvensbeskrivning (MKB). För att kunna göra detta behövde samråd genomföras. Det planerade slutförvaret är en komplex verksamhet och kan upplevas besvärlig att samråda kring, både av verksamhetsutövaren och av deltagare. Syftet med samrådet är att få in synpunkter och frågor kring den tänkta verksamheten som sedan kan användas till att utveckla och förbättra miljökonsekvensbeskrivningen. Vanliga sätt att bedriva samråd är att hålla informationsmöten, vilket också var det sätt som SKB valde. Det material som finns från dessa samråd är sammanställningar som SKB själva har gjort. När SKB lämnade in sin ansökan lämnades det också in en samrådsredogörelse där de genomförda samråden beskrivs. SKB har genomfört sina samråd på ett ganska förutsägbart sätt. Då det bara finns skriftligt material från samråden så är det svårt att avgöra om de har återgivits på ett rättvisande sätt. Det är med tveksamhet som syftet med samråd kan ses som uppfyllt. / This is a case study where Swedish nuclear fuel and waste management company's (SKB) consultations in the municipality of Östhammar during the years 2002-2011 have been studied. Together with the application submitted by SKB to the Land and Environmental Court in 2011, the company needed an environmental impact assessment (EIA). In order to do this, consultations was a necessity. The planned repository is a complex activity and may be difficult to consult, both by the operator and by participants. The purpose of the consultation is to bring in comments and questions about the intended activities, which can then be used to develop and improve the environmental impact assessment. Common ways of conducting consultations are holding information meetings, which was also the way SKB chose. The material available from these consultations is summaries that SKB itself has made. When SKB submitted its application, a consultation report was also submitted, describing the consultations conducted. SKB has conducted its consultations in a fairly predictable manner. Since there is only written material from the consultations, it is difficult to determine whether they have been reproduced in a fair way. It is with hesitation that the purpose of the consultations can be seen as fulfilled. / <p>2019-09-13</p>