Suuren kuivasuojarakennuksen mallintaminen ja onnettomuusanalyysit Aproksella

Abstract

Tässä diplomityössä mallinnetaan Olkiluoto 3 -laitosyksikön suojarakennus Apros 6.07 -ohjelmalla. Suojarakennusmalli validoidaan laskemalla kolme suojarakennusanalyysiä. Primääripiirin kuuman haaran kaksipäisen giljotiinikatkon ja höyrylinjan katkon tuloksia vertaillaan laitostoimittajan luvitusanalyyseihin. Paineistimen yhdyslinjan katko lasketaan sokkoanalyysinä ilman vertailutuloksia. Validointianalyysit lasketaan laitosmallin ja suojarakennusmallin kytkennän avulla. Mallien alkutiloissa huomioidaan mahdollisimman kattavasti suojarakennuksen painetta ja lämpötilaa maksimoivat konservatiiviset oletukset.

Validointianalyysien ja luvitusanalyysien tulosten eroja voidaan perustella koodi- ja mallinnustapakohtaisilla eroavaisuuksilla. Nyt rakennettu Apros-suojarakennusmalli on lisäksi huomattavasti monimutkaisempi kuin luvitusanalyyseissä käytetty yksitilavuusmalli. Apros-mallissa ja luvitusanalyysimallissa suojarakennuksen kaasukehän ja lämpörakenteiden lämmönsiirto lasketaan eri korrelaatioilla, mikä aiheuttaa eroja suojarakennuksen paineiden ja lämpötilojen tuloksiin. Analyysitulosten pohjalta voidaan todeta, että Apros-suojarakennuskoodi soveltuu suuren kuivasuojarakennuksen mallintamiseen ja jäähdytteenmenetysonnettomuuksien analysointiin. Suojarakennusmalliin voidaan lisätä ruiskutusjärjestelmä oletettujen onnettomuuksien laajennusten analysointia varten. Suojarakennusmallin rakentaminen ja validointianalyysit ovat osa Olkiluoto 3 -laitosyksikön Apros-mallin pitkäjänteistä kehitystyötä.

In this master's thesis the containment of Olkiluoto 3 plant is modelled using lumped parameter containment code of Apros 6.07. The containment model is validated against two licensing analyses of the plant, the guillotine break in hot leg of the primary circuit and main steam line. In addition, the pressurizer surge line break is analyzed as a blind calculation. Validation cases were simulated using coupled calculation between the plant model and the containment model. Conservative assumptions were defined for initial conditions in order to maximize mass and energy releases and containment pressure and temperature during accidents.

Differences in the results of pressures and temperatures between validation analyses and licensing analyses can be explained by modelling approaches. Different correlations are used to calculate heat and mass transfer between containment atmosphere and heat structures in different codes. Besides the correlations the containment model of Apros are more complicated than the model used in licensing analyses. Based on the results of the validation analyses it can be concluded that Apros containment code is suitable for the analyses of the large dry containment in loss of coolant accidents. Internal spray system can be included in the containment model for design extension condition cases. Modelling and analysis work which has been done in this master's thesis is related to long-term development of the Olkiluoto 3 Apros model.