Modeling of Phenomenological Uncertainties in Level 2 Probabilistic Safety Assessment of a Nuclear Power Plant
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2008
Department
Major/Subject
Sovellettu matematiikka
Mcode
Mat-2
Degree programme
Language
en
Pages
77
Series
Abstract
This Thesis surveys how phenomenological uncertainties are modeled in level 2 probabilistic safety assessment (PSA). The methods are then applied to a study case of Loviisa nuclear power plant. The accident scenario is a small loss-of-coolant accident where in addition the emergency core cooling is lost. The most important phenomena in severe accidents in Loviisa are hydrogen burns, in-vessel retention, and depressurization of primary circuit. A dynamic PSA modeling tool, SPSA, is used to modify Loviisa containment event tree. The dynamic modeling approach is compared to conventional event tree - fault tree modeling. Severe accident management in Loviisa is based on in-vessel retention. It can be achieved by ice condenser door opening, depressurization of primary circuit, and neutron shield lowering. The impact of delay in these actions is studied. Also the influence of short depressurization valve capacity is examined. Modeling and parameter uncertainties are expressed as probabilities or probability distributions. The means of probability quantification in this Thesis are computer simulations, expert judgments, and other studies. The results show that delay in taking the safety actions has impact in several phenomena. Probabilistic models are constructed that take the delay into account. The delay is sampled, and the results are presented as distributions in order to quantify the uncertainty of the results. The dynamic approach enables more detailed modeling. Uncertainty analysis is simpler to perform than with the conventional point estimate approach.Tämän diplomityön tarkoitus on tehdä selvitys siitä, kuinka ilmiöepävarmuuksia mallinnetaan tason 2 todennäköisyyspohjaisessa turvallisuusselvityksessä (PSA, probabilistic safety assessment). Menetelmiä sovelletaan erääseen onnettomuustapaukseen Loviisan ydinvoimalaitoksella. Tutkittu onnettomuus on pieni vuoto primääripiiristä, minkä lisäksi reaktorisydämen hätäjäähdytys on menetetty. Tärkeimmät ilmiöt Loviisan ydinvoimalaitoksen vakavien onnettomuuksien hallinnan kannalta ovat vetypalot, primääripiirin paineenalennus ja sydänsulan pidättäminen paineastian sisällä. Tässä työssä käsitellään erityisesti näitä ilmiöitä. Loviisan laitoksen tapahtumapuuta muokataan dynaamisella mallinnusvälineellä, SPSA:lla. SPSA -mallinnustapaa vertaillaan perinteiseen tapahtumapuu-vikapuu -mallinnukseen. Vakavien onnettomuuksien hallinta Loviisassa perustuu sydänsulan pidättämiseen paineastian sisällä. Tätä varten tehtävät turvallisuustoimenpiteet ovat primääripiirin paineenalennus, jäälauhdutinovien avaaminen ja neutronikilpien alaslasku. Tässä työssä tutkitaan näiden toimenpiteiden viivästymisen vaikutusta. Lisäksi tutkitaan paineenalennusventtiilien vajaatoiminnan vaikutusta. Epävarmuudet malleissa ja niiden parametreissa esitetään todennäköisyyksinä ja todennäköisyysjakaumina. Todennäköisyyksien määrittämisen tukena käytetään tietokonesimulaatioita, asiantuntijalausuntoja ja muita aiheesta tehtyjä tutkimuksia. Työssä selvisi, että turvallisuustoimenpiteiden viivästymisellä on merkitystä useisiin ilmiöihin. Työssä kehitetään ilmiöille todennäköisyysmalleja, jotka huomioivat mahdollisen viiveen. Viiveestä generoidaan Monte Carlo - otos, jolloin tulokset (tapahtumapuun ketjujen frekvenssit) saadaan esitettyä jakaumina. Tällainen dynaaminen mallintaminen mahdollistaa tarkemman epävarmuuksien mallintamisen verrattuna piste-estimaatteihin.Description
Supervisor
Salo, AhtiThesis advisor
Holmberg, Jan-ErikKeywords
level 2 PSA, tason 2 PSA, Loviisa, Loviisa, phenomenological uncertainties, ilmiöepävarmuus, hydrogen burns, vetypalot, focusing effect, lämpövuon keskittyminen, depressurization, paineenalennus, in-vessel retention, sydänsulan pidättäminen paineastian sisällä, severe accident management, vakavien onnettomuuksien hallinta, SPSA, SPSA, modeling, mallintaminen