Vuosihuollon aikainen jäähdytteen boorihappopitoisuuden laimeneminen Loviisan ydinvoimalaitoksen riskianalyysissä
Leino, Kaisu (2012)
Tiivistelmä
This master's thesis examines scenarios, which can lead to a reactivity excursion due to boron dilution events in Loviisa nuclear power plant. This thesis also describes how the boron diluted slugs are modelled in the Probabilistic Risk Assessment (PRA) model. At the current model, the valuation of the reactivity risk due to boron dilution has been very conservative, and therefore the reactivity risk during an outage is as much as 9 % of Core Damage Frequency (CDF) and Large Release Frequency (LRF). The main objective of the thesis is to decrease the annual core damage and Large Release Frequency by reducing conservative assumptions in the probabilistic modelling of boron dilution events. The core behavior during boron dilution events was modelled and reported in 2011 by Fortum using three-dimensional core model of Apros. The results of these analyses were reported same year by Fortum. According to the reported results and the analyses made by StarNode visualization program, it seems that some changes could be made in the boron dilution fault trees of the PRA model. As a result, the reactivity risk was decreased to 0.7 % of the annual CDF. In the other words, the total annual CDF and LRF were decreased 8.5 % due to the changes made in the PRA model. However the analyses made by Apros include some uncertainty. The accuracy of the analyses should be validated before making these changes in the official PRA model. Tässä diplomityössä tarkastellaan boorittoman jäähdytysveden tulpan muodostumismekanismeja ja vaikutuksia Loviisan voimalaitoksella sekä niiden käsittelyä todennäköisyyspohjaisessa riskianalyysissä (PRA). Jäähdytteen booripitoisuuden laimenemisesta johtuvien reaktiivisuusmuutosten seurauksien tiedetään ennestään pohjautuvan konservatiivisille oletuksille, minkä vuoksi vuosihuollon aikainen reaktiivisuusriski muodostaa 9 % sydänvaurion ja suuren päästön taajuudesta. Diplomityön tavoitteena on pienentää vuosihuollon aikaista laimennustapahtumista johtuvaa reaktiivisuusriskiä poistamalla todennäköisyyspohjaisessa riskimallissa olevia laimennustapahtumia koskevia konservatiivisia oletuksia. Konservatiivisuuksien pienentäminen perustuu Fortumissa vuonna 2011 tehtyyn raporttiin, jossa Apros 3D-sydänmallilla analysoitiin sydämen käyttäytymistä erikokoisten boorittoman veden tulppien aikana. Raportissa esitettyjen tulosten ja diplomityössä StarNode-visualisointiohjelmalla tehtyjen analyysien perusteella näyttäisi siltä, että osa laimennustapahtumien vikapuista voitaisiin poistaa PRA-mallista. Apros-laskuihin liittyy kuitenkin tiettyjä epävarmuuksia ja tulosten oikeellisuus tulee varmentaa ennen kuin ehdotetut muutokset voidaan toteuttaa viralliseen PRA-malliin. Muutosten seurauksena laimennustapahtumien osuus olisi enää 0,7 % sydänvauriotaajuudesta. Sydänvauriotaajuus ja suuren päästön taajuus pienentyisivät muutosten seurauksena noin 8,5 %.