Overall safety of small modular reactors
Turunen, Mikko (2020)
Diplomityö
2020
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020120499439
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020120499439
Tiivistelmä
Overall safety and Small Modular Reactors are currently topical subjects in the Finnish nuclear safety community as overall safety is still little researched and SMR designs are currently being developed. In this master’s thesis, the safety systems of U.S. EPR and NuScale are studied and compared with each other by researching their Design Control Documents. The objective is to create a comprehensive framework for the overall safety of SMRs from a functional Defence-in-Depth point of view.
Instead of five diverse safety systems for each individual level of defence, the same safety systems often provide safety-related functions on multiple different levels either during Operational States or Accident Conditions. Some systems provide safety-related functions on multiple different levels regardless of plant state, and some systems have two different main safety functions.
In addition, SMRs require fewer components and they utilize more passive features in their design to protect the reactor core than traditional nuclear power plants. This leads to the safety systems in SMRs being functionally less dependent on other safety and support systems to achieve their safety functions than in Light Water Reactors. Kokonaisturvallisuus ja pienreaktorit ovat ajankohtaisia aiheita suomalaisessa ydinturvallisuusyhteisössä, sillä kokonaisturvallisuus on vielä toistaiseksi vähän tutkittu aihealue ja pienreaktorien kehitys etenee kovaa vauhtia. Tässä diplomityössä U.S. EPR:n ja NuScalen turvallisuusjärjestelmiä tutkitaan ja vertaillaan keskenään niiden turvallisuusselosteista löytyvien tietojen perusteella. Tavoitteena on luoda kokonaisvaltainen kuva pienreaktorien kokonaisturvallisuudesta toiminnallisen syvyyspuolustuksen näkökulmasta.
Sen sijaan, että jokaisella viidellä puolustustasolla olisi erillinen turvallisuusjärjestelmä, samoja järjestelmiä hyödynnetään usein monella eri puolustustasolla joko laitoksen käyttötilojen tai onnettomuuksien aikana. Joitakin järjestelmiä hyödynnetään kuitenkin useammalla eri puolustustasolla riippumatta laitoksen tilasta, ja joitakin järjestelmiä useamman eri pääturvallisuustoiminnon toteuttamiseen.
Pienreaktorit tarvitsevat vähemmän turvallisuusjärjestelmiä ja ne hyödyntävät enemmän passiivisia toimintoja takaamaan reaktorisydämen turvallisuuden kuin perinteiset isot ydinvoimalaitokset. Tämä tekee niiden turvallisuusjärjestelmistä myös toiminnallisesti riippumattomampia muista turvallisuus- ja tukijärjestelmistä kuin kevytvesireaktoreissa.
Instead of five diverse safety systems for each individual level of defence, the same safety systems often provide safety-related functions on multiple different levels either during Operational States or Accident Conditions. Some systems provide safety-related functions on multiple different levels regardless of plant state, and some systems have two different main safety functions.
In addition, SMRs require fewer components and they utilize more passive features in their design to protect the reactor core than traditional nuclear power plants. This leads to the safety systems in SMRs being functionally less dependent on other safety and support systems to achieve their safety functions than in Light Water Reactors.
Sen sijaan, että jokaisella viidellä puolustustasolla olisi erillinen turvallisuusjärjestelmä, samoja järjestelmiä hyödynnetään usein monella eri puolustustasolla joko laitoksen käyttötilojen tai onnettomuuksien aikana. Joitakin järjestelmiä hyödynnetään kuitenkin useammalla eri puolustustasolla riippumatta laitoksen tilasta, ja joitakin järjestelmiä useamman eri pääturvallisuustoiminnon toteuttamiseen.
Pienreaktorit tarvitsevat vähemmän turvallisuusjärjestelmiä ja ne hyödyntävät enemmän passiivisia toimintoja takaamaan reaktorisydämen turvallisuuden kuin perinteiset isot ydinvoimalaitokset. Tämä tekee niiden turvallisuusjärjestelmistä myös toiminnallisesti riippumattomampia muista turvallisuus- ja tukijärjestelmistä kuin kevytvesireaktoreissa.