Requirements management of fusion reactors and fusion-related facilities
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2019-06-17
Department
Major/Subject
Energy Systems for Industry and Communities
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Energy Technology (EEN)
Language
en
Pages
73
Series
Abstract
The design of nuclear power plants and installations is tightly regulated by national nuclear and radiation regulatory authorities to ensure the safety of these facilities to the workers, people, and the environment. The party engaged in the project of designing and constructing a nuclear installation needs to gain a license or a recommendation for the granting of a license from the national regulatory authority for the construction of the installation. For the authority to grant the license, the licensee must demonstrate that all requirements are met in the design of the installation. Demonstrating the fulfilment of the large number of safety requirements in the design is an extremely complex task and a failure in this process would create schedule and financial setbacks. Requirements management is a discipline that focuses on the management of the requirements for a systems design. Requirements management is extremely useful in the licensing of complex engineering projects. The thesis investigates the theoretical foundations of requirements engineering and requirements management and presents examples of applying them in practice in nuclear projects. The thesis goes through the safety issues of fusion focusing on radiation and nuclear safety. Fusion would be fundamentally more benign to people and the environment compared to fission because of the low amount of radioactive material and its intrinsic safety features. However, the presence of radiation and radioactive material will subject fusion facilities to the scrutiny of nuclear and radiation safety requirements. The thesis states that existing radiation and nuclear safety regulation could function as a basis for the requirements imposed on fusion facilities but proposes some exceptions to them regarding the intrinsic safety features and safety benefits of fusion. The thesis proposes ways of applying modern requirements management methods in the licensing of future fusion facilities. The thesis projects applying requirements management practices to have great benefits for not only the licensing process of individual fusion facilities, but the whole fusion field could benefit from the improved documentation and regulatory correspondence created in the licensing.Ydinvoimalaitosten käyttöä ja suunnittelua valvotaan tiukasti kansallisten säteily- ja ydinturvallisuusviranomaisten toimesta, jotta ydinvoimalaitosten turvallisuus työtekijöille, muille ihmisille ja ympäristölle voidaan taata. Ydinvoimalaitoksen luvanhakijan täytyy saada viranomaiselta myöntävä päätös laitoksen rakentamisluvalle. Jotta viranomainen voi antaa päätöksenä, sen täytyy ensin todeta vastaako laitoksen suunnittelu kansallisia turvallisuusvaatimuksia. Vaatimusten täyttymisen osoittaminen on yksi ydinvoimaprojektien haastavimmista vaiheista ja siinä epäonnistuminen luo usein suuria myöhästymisiä ja rahallisia menetyksiä. Vaatimustenhallinta on systeemitieteen ala, joka keskittyy systeemille esitettyjen vaatimusten toteutumisen varmistamiseen järjestelmien suunnittelussa ja toteutuksessa. Vaatimustenhallintamenetelmät ovat erityisen hyödyllisiä monimutkaisten järjestelmien, kuten ydinvoimalaitosten, lisensioinnissa eli luvituksessa. Työssä selvitetään vaatimussuunnittelun ja vaatimustenhallinnan teoreettisia perusteita ja esitetään esimerkkejä niiden soveltamisesta käytännössä ydinvoimaprojekteissa. Työssä käydään läpi fuusion turvallisuuskysymyksiä keskittyen erityisesti säteily- ja ydinturvallisuuteen. Fuusio olisi huomattavasti vähemmän haitallista ihmisten terveydelle ja ympäristölle kuin fissio sen sisältämän pienemmän radioaktiivisten aineiden määrän sekä luontaisten turvallisuusominaisuuksien vuoksi. Toisaalta, säteilyn ja radioaktiivisten aineiden olemassaolo fuusiolaitoksissa tekee niistä alisteisia tiukoille säteily- ja ydinturvallisuusvaatimuksille. Työssä todetaan, että olemassa olevia säteily- ja ydinturvallisuusvaatimuksia voidaan käyttää fuusiolaitoksen turvallisuuden varmistamisen perustana, mutta esitetään niihin joitakin poikkeuksia fuusion luontaisten turvallisuusominaisuuksien takia. Työssä esitetään tapoja hyvien vaatimustenhallintakäytäntöjen soveltamiseen tulevaisuuden fuusiovoimaloiden lisensioinnissa. Työssä todetaan, että vaatimustenhallintamenetelmien soveltaminen tulisi tuottamaan suuria etuja fuusiolaitosten lisensioinnin sujuvuudessa sekä auttamaan myös muiden fuusiolaitosten suunnitellussa ja lisensoinnissa, kun tulevat projektit voivat hyödyntää aikaisemmissa projekteissa syntynyttä selkeää suunnittelu- sekä lisensiointidokumentaatiota.Description
Supervisor
Syri, SannaThesis advisor
Rantakaulio, AnttiBrunner, Elina
Keywords
licensing, requirements management, fusion, nuclear power