Ydinvoimalaitosten syöttövesipumput

Tässä kandidaatintyössä perehdyttiin ydinvoimalaitosten syöttövesipumppujen rakenteeseen ja erityispiirteisiin. Työssä on esitelty aluksi syöttövesipumppujen yleistä rakennetta ja niihin liittyvää teoriaa. Omina osa-alueinaan on käsitelty syöttövesipumppujen rakennetta, valinta- ja mitoitusperusteita, voimanlähteitä sekä kavitoinnin estämiseen käytettäviä menetelmiä. Ydinvoimalaitosten osalta on esitelty kiehutus- ja painevesilaitosten vesi-höyry-kiertopiirien toimintaperiaate sekä syöttövesipumppujen rooli näissä laitoksissa. Ydinvoimalaitosten syöttövesipumppujen teknisiä erityispiirteitä on esitelty omassa kappaleessaan sekä vertailtu eri valmistajien pumppumalleja keskenään. Lopussa on luotu katsaus suomalaisissa ydinvoimalaitoksissa Loviisassa ja Olkiluodossa käytössä oleviin syöttövesipumppuihin ja syöttövesijärjestelmiin. Rakenteen osalta ydinvoimalaitosten syöttövesipumput poikkeavat tavanomaisissa voimalaitoksissa käytetyistä pumpuista siinä, että ydinvoimalaitosten syöttövesipumput ovat yleensä yksiportaisia alhaisempien nostokorkeuksien vuoksi. Syöttövesipumppujen tehtävänä ydinvoimalaitoksissa on höyryn- ja edelleen energiantuotannon mahdollistamisen lisäksi myös reaktorin tai primääripiirin jäähdyttäminen.

A flow injection procedure based on solenoid micro-pumps for spectrophotometric determination of free glycerol in biodiesel

A flow system designed with solenoid micro-pumps is proposed for fast and greener spectrophotometric determination of free glycerol in biodiesel. Glycerol was extracted from samples without using organic solvents. The determination involves glycerol oxidation by periodate, yielding formaldehyde followed by formation of the colored (3,5-diacetil-1,4-dihidrolutidine) product upon reaction with acetylacetone. The coefficient of variation, sampling rate and detection limit were estimated as 1.5% (20.0 mg L(-1) glycerol, n =10), 34 h(-1), and 1.0 mg L(-1) (99.7% confidence level), respectively. A linear response was observed from 5 to 50 mg L(-1), with reagent consumption estimated as 345 mu g of KIO(4) and 15 mg of acetylacetone per determination. The procedure was successfully applied to the analysis of biodiesel samples and the results agreed with the batch reference method at the 95% confidence level. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

A flow-based procedure with solenoid micro-pumps for the spectrophotometric determination of uric acid in urine

The determination of uric acid in urine shows clinical importance, once it can be related to human organism dysfunctions, such as gout. An analytical procedure employing a multicommuted flow system was developed for the determination of uric acid in urine samples. Cu(II) ions are reduced by uric acid to Cu(I) that can be quantified by spectrophotometry in the presence of 2,2`-biquinoline 4,4`-dicarboxylic acid (BCA). The analytical response was linear between 10 and 100 mu mol L(-1) uric acid with a detection limit of 3.0 mu mol L(-1) (99.7% confidence level). Coefficient of variation of 1.2% and sampling rate of 150 determinations per hour were achieved. Per determination, 32 mu g of CuSO(4) and 200 mu g of BCA were consumed, generating 2.0 mL of waste. Recoveries from 91 to 112% were estimated and the results for 7 urine samples agreed with those obtained by the commercially available enzymatic kit for determination of uric acid. The procedure required 100-fold dilution of urine samples, minimizing sample consumption and interfering effects. In order to avoid the manual dilution step, on-line sample dilution was achieved by a simple system reconfiguration attaining a sampling rate of 95 h(-1). (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Exploiting Mn(III)/EDTA complex in a flow system with solenoid micro-pumps coupled to long pathlength spectrophotometry for fast manganese determination

The formation of the Mn(III)/EDTA complex in a flow system with solenoid micro-pumps was exploited for fast manganese determination in freshwater. Manganese(II) was oxidized in a solid-phase reactor containing lead dioxide immobilized on polyester. Long pathlength spectrophotometry was exploited to increase sensitivity, aiming to reach the threshold limit established by environmental legislation. A linear response was observed from 25 to 1500 mu g L(-1), with a detection limit of 6 mu g L(-1) (99.7% confidence level). Sample throughput and coefficient of variation were 36 samples/h and 2.6% (n = 10), respectively. EDTA consumption and waste generation were estimated as 500 mu g and 3 mL per determination, respectively. The amount of Pb in the residue corresponds to 250 mu g per determination and a solid-phase reactor could be used for up to 1600 determinations. Adsorption in active charcoal avoided interferences caused by organic matter and the developed procedure was successfully applied for determination of manganese in freshwater samples. Results were in agreement with those attained by GFAAS at the 95% confidence level. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

A multicommuted flow system with solenoid micro-pumps for paraquat determination in natural waters

A flow system designed with solenoid micro-pumps is proposed for the determination of paraquat in natural waters. The procedure involves the reaction of paraquat with dehydroascorbic acid followed by spectrophotometric measurements. The proposed procedure minimizes the main drawbacks related to the standard chromatographic procedure and to flow analysis and manual methods with spectrophotometric detection based on the reaction with sodium dithionite, i.e. high solvent consumption and waste generation and low sampling rate for chromatography and high instability of the reagent in the spectrophotometric procedures. A home-made 10-cm optical-path flow cell was employed for improving sensitivity and detection limit. Linear response was observed for paraquat concentrations in the range 0.10-5.0 mg L-1. The detection limit (99.7% confidence level), sampling rate and coefficient of variation (n = 10) were estimated as 22 mu g L-1, 63 measurements per hour and 1.0%, respectively. Results of determination of paraquat in natural water samples were in agreement with those achieved by the chromatographic reference procedure at the 95% confidence level. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Gauge fields, geometric phases, and quantum adiabatic pumps

Quantum adiabatic pumping of charge and spin between two reservoirs (leads) has recently been demonstrated in nanoscale electronic devices. Pumping occurs when system parameters are varied in a cyclic manner and sufficiently slowly that the quantum system always remains in its ground state. We show that quantum pumping has a natural geometric representation in terms of gauge fields (both Abelian and non-Abelian) defined on the space of system parameters. Tunneling from a scanning tunneling microscope tip through a magnetic atom could be used to demonstrate the non-Abelian character of the gauge field.

Dynamic modelling and analysis of hydraulic forces in radial blood pumps

Dissertação de mestrado integrado em Biomedical Engineering Biomaterials, Biomechanics and Rehabilitation

Analysis of energy efficiency of gas driven heat pumps

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2011

Flow design optimization of blood pumps considering hemolysis

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2015

Reconstitution into liposomes of the tonoplast ATP-and pyrophosphate-dependent proton pumps from Rubus hispidus cell cultures.

The ATP- and pyrophosphate-dependent proton pumps from tonoplast-enriched vesicles prepared from Rubus hispidus cell cultures were solubilized in the presence of polyoxyethylene(9,10)p-t-octylphenol (Triton X-100) and reconstituted into liposomes of soybean phospholipids, using Bio-Beads SM-2 to remove the detergent. The specific activity of the two pumps was greatly increased by the solubilization-reconstitution procedure. Identical characteristics were found for pyrophosphate-dependent proton transport in native and reconstituted vesicles. On the other hand, the ATP-dependent proton transport of the reconstituted vesicles was no longer inhibited by KNO3.

Contribution of efflux pumps, porins, and β-lactamases to multidrug resistance in clinical isolates of Acinetobacter baumannii.

We investigated the mechanisms of resistance to carbapenems, aminoglycosides, glycylcyclines, tetracyclines, and quinolones in 90 multiresistant clinical strains of Acinetobacter baumannii isolated from two genetically unrelated A. baumannii clones: clone PFGE-ROC-1 (53 strains producing the OXA-58 β-lactamase enzyme and 18 strains with the OXA-24 β-lactamase) and clone PFGE-HUI-1 (19 strains susceptible to carbapenems). We used real-time reverse transcriptase PCR to correlate antimicrobial resistance (MICs) with expression of genes encoding chromosomal β-lactamases (AmpC and OXA-51), porins (OmpA, CarO, Omp33, Dcap-like, OprB, Omp25, OprC, OprD, and OmpW), and proteins integral to six efflux systems (AdeABC, AdeIJK, AdeFGH, CraA, AbeM, and AmvA). Overexpression of the AdeABC system (level of expression relative to that by A. baumannii ATCC 17978, 30- to 45-fold) was significantly associated with resistance to tigecycline, minocycline, and gentamicin and other biological functions. However, hyperexpression of the AdeIJK efflux pump (level of expression relative to that by A. baumannii ATCC 17978, 8- to 10-fold) was significantly associated only with resistance to tigecycline and minocycline (to which the TetB efflux system also contributed). TetB and TetA(39) efflux pumps were detected in clinical strains and were associated with resistance to tetracyclines and doxycycline. The absence of the AdeABC system and the lack of expression of other mechanisms suggest that tigecycline-resistant strains of the PFGE-HUI-1 clone may be associated with a novel resistance-nodulation-cell efflux pump (decreased MICs in the presence of the inhibitor Phe-Arg β-naphthylamide dihydrochloride) and the TetA(39) system.

Target Molecular Size and Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis Analysis of the ATP-and Pyrophosphate-Dependent Proton Pumps from Maize Root Tonoplast.

Tonoplast-enriched membranes were prepared from maize (Zea mays L. cv LG 11) primary roots, using sucrose nonlinear gradients. The functional molecular size of the tonoplast ATP-and PPi-dependent proton pumps were analyzed by radiation inactivation. Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) was added as an internal standard. Frozen samples (-196 degrees C) of the membranes were irradiated with (60)Co for different periods of time. After thawing the samples, the activities of G6PDH, ATPase, and PPase were tested. By applying target theory, the functional sizes of the ATPase and PPase in situ were found to be around 540 and 160 kilodaltons, respectively. The two activities were solubilized and separated by gel filtration chromatography. The different polypeptides copurifying with the two pumps were analyzed by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. Two bands (around 59 and 65 kilodaltons) were associated with the ATPase activity, whereas a double band (around 40 kilodaltons) was recovered with the PPase activity.

Doxorubicin induces drug efflux pumps in Candida albicans.

Candida albicans is one of the most important opportunistic fungal pathogens. It can cause serious fungal diseases in immunocompromised patients, including those with cancer. Treatment failures due to the emergence of drug-resistant C. albicans strains have become a serious clinical problem. Resistance incidents were often mediated by fungal efflux pumps which are closely related to the human ABC transporter P-glycoprotein (P-gp). P-gp is often overexpressed in cancer cells and confers resistance to many cytotoxic drugs. We examined whether cytotoxic drugs commonly used for cancer treatment (doxorubicin and cyclophosphamide) could alter the expression of genes responsible for the development of fluconazole resistance in Candida cells in the way they can influence homologous genes in cancer cell lines. ABC transporters (CDR1 and CDR2) and other resistance genes (MDR1 and ERG11) were tested by real-time PCR for their expression in C. albicans cells at the mRNA level after induction by antineoplastic drugs. The results were confirmed by a lacZ gene reporter system and verified at the protein level using GFP and immunoblotting. We showed that doxorubicin is a potent inducer of CDR1/CDR2 expression in C. albicans at both the mRNA and protein level and thus causes an increase in fluconazole MIC values. However, cyclophosphamide, which is not a substrate of human P-gp, did not induce ABC transporter expression in C. albicans. Neither doxorubicin nor cyclophosphamide could influence the expression of the other resistance genes (MDR1 and ERG11). The induction of CDR1/CDR2 by doxorubicin in C. albicans and the resulting alteration of antifungal susceptibility might be of clinical relevance for the antifungal treatment of Candida infections occurring after anticancer chemotherapy with doxorubicin.

Development of Special Pumps Repair Process

Tässä diplomityössä käsitellään erikoispumppujen korjausprosessia teollisuuspumppujen korjauksiin erikoistuneessa konepajassa. Työn pääasiallinen tarkoitus on tuotantoprosessin kehittäminen ja tuotantovaiheiden esitteleminen. Tavoitteen taustalla on pyrkimys entisestään parantaa palvelukykyä ja asiakastyytyväisyyttä.Kolme eri keinoa päätavoitteen saavuttamiseksi ovat tuotannon suunnittelun ja ohjauksen kehittäminen, työssä käsiteltyjen pumpputyyppien korjausprosessien läpäisyaikojen lyhentäminen sekä korjausvaiheiden määrittely ja esittely vaihe vaiheelta. Työssä käsiteltyjä erikoispumpputyyppejä ovat imupumput, monijaksopumput sekä pysty/potkuripumput.Tuotannonsuunnittelun ja -ohjauksen kehittämiseksi sekä läpäisyaikojen lyhentämiseksi työssä etsittiin vaihtoehtoisia toimintatapoja. Kolmas tavoite, eli korjausvaiheiden määrittely, toteutettiin esittelemällä korjausprosessin vaiheet käsitellyillä pumpputyypeillä.Tuloksena saatiin keinoja tuotannon suunnittelun ja hallinnan kehittämiseksi. Useimmat keinot koskevat toimintatapojen selkiyttämistä. Myös keinoja läpäisyaikojen lyhentämiseksi löydettiin. Tietyllä imupumpputyypillä ja -koolla läpäisyajan lyheneminen oli 25 % ja osalla monijaksopumpuista jopa 75 %. Tulokset saavutetaan varastoimalla tiettyjä komponentteja, joilla on pitkä valmistus- tai korjausaika. Pysty/potkuripumppujen korjauksen läpäisyaikaa ei saatu lyhennettyä työn rajausten puitteissa Näiden tulosten lisäksi korjausprosessin toimintatavat määriteltiin.

Ydinvoimalaitoksen varalla olevien turvallisuusjärjestelmien määräaikaistestausten riittävyys ja kattavuus

Ydinvoimalaitoksen varalla olevien turvallisuusjärjestelmien tehtävänä on ehkäistä häiriö- ja onnettomuustilanteiden syntyminen sekä lieventää mahdollisen onnettomuuden seurauksia. Jotta saadaan tietoa näiden tärkeiden järjestelmien käyttökunnosta, on suoritettava riittäviä ja kattavia määräaikaistestauksia. Tutkimuksen pääkohteena ovat Olkiluodon voimalaitoksen matala- ja korkeapaineisten hätäjäähdytysjärjestelmien määräaikaistestaukset ja niiden ohjeet. Määräaikaistestauksista arvioidaan niiden kykyä havainnoida vikoja, mahdollisia vikaantumisia testauksissa, testausten taajuutta sekä vastaavuutta järjestelmien suunnitteluperusteena olevaan jäähdytteenmenetysonnettomuuteen (LOCA). Lisäksi selvitetään, mitä hyötyä testausten hajautuksilla ja diversifioinnilla on saavutettu, ja miten niitä tulisi jatkossa soveltaa. Testauksiin liittyviä ohjeita ja menettelyjä arvioidaan tarkastelemalla, täyttävätkö ne viranomaisen asettamat vaatimukset. Tulokseksi syntyi arvio järjestelmien testausten nykytilasta, joka on yleisesti ottaen hyvä. Tähän ovat vaikuttaneet testauksissa esiintyneiden puutteiden korjaaminen ja määräaikaistestausten määräajoin tapahtuvan arvioinnin kehittäminen. Vertailut LO-CA:an tuottivat tyydyttävän tuloksen, koska testausten todettiin olevan riittävän laajat ja vastaavan vuodessa kertyvien rasitusten osalta noin vuorokauden aikaista onnettomuutta lähes kaikilla laitteilla. Suositeltavaa olisi suorittaa pitkäaikaisempaa testausta apusyöttövesijärjestelmän pumpulle. Optimitestausvälin mukaisesti testausvälit ovat tällä hetkellä riittävän tiheät, ja muutamia testauksia pitäisi jopa harventaa. Hajautuksilla on saavutettu huomattava riskin väheneminen, ja nykyisin hajautusta sovelletaan hätäjäähdytysjärjestelmissä laajasti. Joistakin mittalaitteiden testauksista hajautus vielä puuttuu, joten näihin se olisi suositeltavaa lisätä. Järjestelmien testausten diversifiointi on nykyisellään riittävää.