Evaluation of Fire Risks for a Room in the Loviisa Nuclear Power Plant Using Two Methods

Abstract

Fire initiated events account for a significant part of the core damage frequency in the nuclear power plants. In the Loviisa nuclear power plant the fire risks account for 15 % of the total risk of core damage. Therefore, the analysis of fire risks plays an important role in minimizing the risks related to the operation of nuclear power plants.

In this thesis, two methods are introduced and used to analyze fire risks for a room in the Loviisa nuclear power plant: the Loviisa fire PRA method and the NUREG/CR-6850 method developed by the U.S. NRC. The main results are the fire frequency and the fire risk coming from the room under inspection. The compositions of the fire risk according to both methods are also presented.

Both methods are evaluated according to their results they give and to the required workload. Based on this evaluation recommendations, are given for the possible future use of these methods as a part of the fire risk analysis of the Loviisa nuclear power plant.

It was found out that both methods produce similar results for the fire frequency. This was probably due to fundamentally similar approximations for both methods.

Both methods also resulted in similar fire risks for the room under inspection. One of the main differences between these methods was that NUREG/CR-6850 included tools to evaluate the probabilities of an erroneous automation signal due to automation cable fires, unlike the Loviisa fire PRA method.

Tulipaloista johtuvat onnettomuudet muodostavat merkittävän osan ydinvoimaloiden reaktorisydämen vaurioriskistä. Loviisan ydinvoimalassa paloriskit aiheuttavat noin 15 % laitoksen sydänvaurioriskistä. Näin ollen paloriskien analysoinnilla on merkittävä rooli ydinvoimaloihin liittyvien riskien minimoimisessa ja turvallisuuden parantamisessa.

Tässä työssä esitellään kaksi menetelmää paloriskien analysoimiseksi ydinvoimaloissa: Loviisan ydinvoimalan riskitutkimuksen menetelmä sekä U.S. NRC:n kehittämä NUREG/CR-6850 menetelmä. Loviisan ydinvoimalan suolanpoistolaitoksen paloriskejä analysoidaan näitä menetelmiä käyttäen. Tärkeimmät tulokset ovat suolanpoistolaitokseen liittyvä palotaajuus sekä siitä aiheutuva paloriski. Paloriskin koostumus esitetään kummallekin menetelmälle.

Menetelmiä arvioidaan niiden antamien tulosten sekä niiden käyttämiseen tarvittavan työmäärän suhteen. Tämän arvioinnin perusteella annetaan suosituksia kummankin menetelmän käytöstä Loviisan ydinvoimalan paloriskien analysoinnista tulevaisuudessa.

Kummankin menetelmän huomattiin antavan samansuuntaisia tuloksia palotaajuuksille. Tämä johtuu luultavasti menetelmissä käytettävien approksimaatioiden perusteeltaan samankaltaisista luonteista.

Menetelmien antamat paloriskit olivat myös samansuuntaisia. Eräs menetelmien merkittävimmistä eroista oli, että NUREG/CR-6850:ssa esitetään menettely, jolla voidaan arvioida kaapelipalojen yhteydessä muodostuvien virheellisten automaatiosignaaleiden tapahtumistodennäköisyyksiä.