Primääri-sekundäärivuodon tunnistaminen aktiivisuusmittauksin Loviisan voimalaitoksella

Abstract

Diplomityössä tutkittiin Loviisan voimalaitoksen primääri- ja sekundääripiirin aktiivisuusmittausten kykyä tunnistaa pienet primääri-sekundäärivuodot. Tarkasteltavat primääri-sekundäärivuotojen suuruudet valittiin laitoksen hätätilanne- ja häiriönselvitysohjeiden mukaisesti. Vuodon vaikutuksia arvioitiin erilaisilla primäärijäähdytteen ominaisaktiivisuuksilla. Ominaisaktiivisuudet primääripiirissä määritettiin nuklidikohtaisesti erilaisille polttoainevuototapauksille. Työssä huomioitiin myös transienteissa mahdollisesti esiintyvä primääripiirin aktiivisuustasoa nostava spiking-ilmiö. Vuodon tarkempaa tunnistamista varten työssä laskettiin tarkasteltaville mittareille kalibrointikertoimet. Primääri-sekundäärivuoto mallinnettiin APROS-simulointiohjelmalla laitoksen eri käyttötiloissa ja kahdella eri vuotokoolla. Varsinainen aktiivisuuslaskenta suoritettiin SEKUN-ohjelmalla. Työssä tätä aktiivisuus- ja päästölaskentaohjelmaa muokattiin ohjelmoimalla siihen tarkasteltavat aktiivisuusmittaukset sekä primääripiirin puhdistus ja ulospuhallus.

Laskelmien tuloksena saatiin arviot kunkin tarkasteltavana olleen aktiivisuusmittauksen soveltuvuudesta primääri-sekundäärivuodon tunnistamiseen erilaisissa polttoainevuototapauksissa ja reaktorin eri tehotasoilla. Häiriönselvitysohje I3:n käyttöönottoa edellyttävät vuotokoot määritettiin aktiivisuusmittausten havaitseman perusteella. Erityisesti kuumavalmiustilassa tapauksissa, joissa reaktorisydämessä oletetaan olevan tiiveytensä menettäneitä polttoainesauvoja, spikingin vaikutus jäähdytteiden aktiivisuuspitoisuuksiin ja mittaustuloksiin oli merkittävä.

Niiltä osin, kuin tulokset käsittelevät ohjeissa vuodon tunnistamiseen käytettyjä aktiivisuusrajoja, tulokset osoittivat aktiivisuusrajat oikeiksi. Kuumavalmiudessa aktiivisuusmittausten mittausalueet saattavat joissakin tapauksissa rajoittaa primääri-sekundäärivuodon tunnistamista.

The object of the master's thesis was to research Loviisa power plant's activity measurements' abilityto detect small primary-to-secondary coolant leaks in steam generators. The thesis concentrates on leak sizes similar to those defined in the plant's incident and accident specifications. Leak sizes were determined in different activity concentrations of the primary coolant. The spiking-phenomenon that might affect to the activity concentrations in transients has also been taken in account in examination. Calibration factors for the activity meters were calculated for more specific examination. Primary-to-secondary leaks of different sizes in different operational conditions were modelled with APROS simulation software. Simulated thermohydraulic rates and mass flows were used as input for activity calculations. The activity calculations were done with SEKUN computer code. In the thesis activity measurements as well as the cleaning and the blowing systems for primary coolant were programmed to the SEKUN.

Evaluations for the activity meters' usability to detect primary-to-secondary coolant leaks were result of the calculations. Leak sizes which require the use of the incidentoperating procedure I3 were specified by the results of the activity measurements. Spiking-phenomenon's effect to the activity concentrations and measurements was significant in hot standby when there was presumed a little fuel leakage.

The results proved that activity concentrations which havebeen identification limits for primary-to-secondary leaks are substantially correct. In hot standby, identification might be more difficult because of measurement ranges of activity meters.