Plan wyk ł adu

64
Szkolenie przedsiębiorców wielkopolskich w dziedzinie dostaw dla energetyki jądrowej Poznań, 2 wrzesień 2011 System klas bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych a kwalifikowanie urządzeń dla energetyki jądrowej", Prof. dr inż. A. Strupczewski Narodowe Centrum Badań Jądrowych

description

System klas bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych a kwalifikowanie urządzeń dla energetyki jądrowej", Prof. d r in ż. A. Strupczewski Narodowe Centrum Badań Jądrowych. Szkolenie przedsiębiorców wielkopolskich w dziedzinie dostaw dla energetyki jądrowej Poznań, 2 wrzesień 2011. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Plan wyk ł adu

Page 1: Plan wyk ł adu

Szkolenie przedsiębiorców wielkopolskich w dziedzinie dostaw dla energetyki jądrowej

Poznań, 2 wrzesień 2011

Szkolenie przedsiębiorców wielkopolskich w dziedzinie dostaw dla energetyki jądrowej

Poznań, 2 wrzesień 2011

System klas bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych a kwalifikowanie

urządzeń dla energetyki jądrowej",

Prof. dr inż. A. StrupczewskiNarodowe Centrum Badań Jądrowych

Page 2: Plan wyk ł adu

Plan wykładuPlan wykładu

1. Wymagania bezpieczeństwa w fazie projektu reaktora

2. Układ barier w reaktorze PWR

3. Czarnobyl – skutki pogwałcenia zasad bezpieczeństwa

4. Wymagania projektowe dla reaktora PWR

5. Funkcje bezpieczeństwa

6. Wytyczne do podziału na klasy bezpieczeństwa

7. Podział systemów na klasy bezpieczeństwa wg przepisów fińskich

8. Klasyfikacja struktur, systemów i elementów

9. Kwalifikacja struktur, systemów i elementów

10. Kryteria przy kwalifikacji wyposażenia

11. Parametry testów odporności wyposażenia w EJ Temelin na LOCA

Page 3: Plan wyk ł adu

1. Wymagania bezpieczeństwa w fazie projektu reaktora

1. Wymagania bezpieczeństwa w fazie projektu reaktora

Zasadnicza odpowiedzialność za bezpieczeństwo spoczywa na organizacji prowadzącej eksploatację reaktora,. Jednakże wszystkie inne organizacje włączone w działania ważne dla bezpieczeństwa muszą zapewnić, że sprawy bezpieczeństwa mają najwyższy priorytet .

Kierownictwo projektem EJ musi zapewnić, że struktury, systemy i części (SSC) ważne dla bezpieczeństwa mają odpowiednie charakterystyki, specyfikacje i skład materiałowy, tak że mogą one wypełniać funkcje bezpieczeństwa a EJ może pracować bezpiecznie z wymaganą niezawodnością przez cały projektowany okres życia, chroniąc personel i społeczeństwo oraz środowisko przed skutkami możliwych awarii

Gdzie tylko jest to możliwe, struktury, systemy i części ważne dla bezpieczeństwa muszą być projektowane zgodnie z najnowszymi lub aktualnie stosowanymi normami, muszą opierać się na rozwiązaniach sprawdzonych w poprzedniej praktyce inżynieryjnej i muszą być dobrane tak by spełniały cele w zakresie bezpieczeństwa stawiane przed EJ

Page 4: Plan wyk ł adu

Wymagania bezpieczeństwa w fazie projektu reaktora c.d.

Wymagania bezpieczeństwa w fazie projektu reaktora c.d.

W projekcie trzeba uwzględniać odpowiednie doświadczenie eksploatacyjne uzyskane w innych instalacjach i wyniki odpowiednich programów badawczych bezpieczeństwa

Należy opracować wszechstronną analizę bezpieczeństwa dla potwierdzenia, że rozwiązania projektowe przedłożone dla produkcji, budowy i eksploatacji EJ zadawalają wymagania bezpieczeństwa ustalone na początku procesu projektowania

Organizacja eksploatująca reaktor winna zapewnić, że ocena bezpieczeństwa zostanie zweryfikowana przez niezależny zespół ekspertów, nie związanych z organizacją projektową, zanim projekt zostanie przedłożony do zatwierdzenia urzędowi dozoru jądrowego

Należy przygotować i wdrożyć program zapewnienia jakości opisujący ogólne aspekty projektowania i oceny projektu EJ. Program ten winien być uzupełniony bardziej szczegółowymi planami dla każdej SSC tak by zapewnić we wszystkich przypadkach wysoką jakość projektu.

Page 5: Plan wyk ł adu

Główne wymagania techniczne – obrona w głąb

Główne wymagania techniczne – obrona w głąb

Projekt winien zapewnić

Wielokrotne niezależne bariery fizyczne chroniące przed niekontrolowanym uwalnianiem produktów radioaktywnych do otoczenia EJ

Marginesy bezpieczeństwa i wysoką jakość konstrukcji

Kontrolę EJ po postulowanych wydarzeniach inicjujących przy użyciu wbudowanych cech bezpieczeństwa i środków technicznych,

Uzupełnienie kontroli EJ poprzez automatyczną aktywację układów bezpieczeństwa

Wyposażenie i procedury działania dla kontrolowania przebiegu i skutków awarii tak dalece jak to jest możliwe

Wielokrotne środki spełnienia podstawowych funkcji bezpieczeństwa to jest kontrolę reaktywności, odbiór ciepła i zatrzymywanie materiałów radioaktywnych, co zapewnia skuteczność barier i ograniczenie skutków wydarzeń postulowanych (PIE)

Page 6: Plan wyk ł adu

Podstawa projektowania - określa wymagane zdolności EJ do opanowania awarii projektowych tak by ich skutki

pozostały w granicach dopuszczalnych

Podstawa projektowania - określa wymagane zdolności EJ do opanowania awarii projektowych tak by ich skutki

pozostały w granicach dopuszczalnych

Podstawa projektowania musi obejmować specyfikację dla warunków normalnej eksploatacji, dla warunków po wydarzeniach inicjujących awarie, klasyfikację bezpieczeństwa, ważne założenia i w pewnych przypadkach szczegółowe metody analizy.

Należy także zapewnić środki opanowania awarii poza projektowych z ciężkimi awariami włącznie. Metody analiz mogą opierać się na założeniach realistycznych.

Warunki w EJ należy zidentyfikować i pogrupować w ograniczoną liczbę kategorii zgodnie z prawdopodobieństwem ich wystąpienia.

Zagrożenia mogą wystąpić na wszystkich poziomach obrony w głąb.

Środki projektowe zapewniają, że niezbędne funkcje bezpieczeństwa będą wykonane a cele bezpieczeństwa osiągnięte.

Zagrożenia dla tych celów wynikają z postulowanych wydarzeń inicjujących PIE, wybieranych na drodze deterministycznej lub probabilistycznej

Page 7: Plan wyk ł adu

Awarie projektoweAwarie projektowe

Na podstawie listy postulowanych wydarzeń początkowych PIE należy opracować listę awarii projektowych by określić warunki brzegowe, zgodnie z którymi winny być zaprojektowane SSC ważne dla bezpieczeństwa.

Gdy konieczna jest szybka i niezawodna reakcja w odpowiedzi na PIE, należy zapewnić automatyczne uruchomienie odpowiedniego systemu bezpieczeństwa EJ by zapobiec przekształceniu się awarii w groźniejsze wydarzenie, mogące zagrozić całości następnej bariery bezpieczeństwa.

Gdy szybka reakcja nie jest konieczna, można dopuścić do ręcznego uruchomienia systemów lub innych działań operatora, pod warunkiem, że konieczność takich działań jest wykryta w odpowiednim czasie i że określone są procedury administracyjne, eksploatacyjne i awaryjne dla zapewnienia niezawodnego przeprowadzenia takich działań.

Page 8: Plan wyk ł adu

Ciężkie awarie - warunki zdarzające się bardzo rzadko wskutek wielokrotnych jednoczesnych uszkodzeń układów bezp.

Ciężkie awarie - warunki zdarzające się bardzo rzadko wskutek wielokrotnych jednoczesnych uszkodzeń układów bezp.

Ciężkie awarie mogą prowadzić do znaczącego uszkodzenia rdzenia i narazić na szwank całość wielu lub wszystkich barier przeciwdziałających uwolnieniom materiałów promieniotwórczych.

Ważne sekwencje wydarzeń mogących prowadzić do ciężkich awarii należy określić stosując kombinację metod probabilistycznych, deterministycznych i oceny inżynieryjnej

Te sekwencje awaryjne należy ocenić w świetle zestawu kryteriów pozwalających zadecydować, czy dane wydarzenie powinno być uwzględniane w projekcie.

Należy uwzględniać pełne możliwości projektowe EJ łącznie z zastosowaniem pewnych systemów (klasyfikowanych jako systemy bezpieczeństwa lub nie) poza granicami ich przewidzianych w projekcie parametrów pracy i funkcji, a także zastosowanie dodatkowych systemów mających pomóc w przywróceniu stanu kontrolowanego w EJ i ograniczeniu skutków ciężkiej awarii pod warunkiem, że systemy te mogą pracować w oczekiwanych po awarii warunkach otoczenia.

Page 9: Plan wyk ł adu

Projektowane dla zapewnienia niezawodności struktur, systemów i części EJ

Projektowane dla zapewnienia niezawodności struktur, systemów i części EJ

Należy uwzględnić potencjalnie możliwe uszkodzenia ze wspólnej przyczyny by stwierdzić, czy należy stosować zasady różnorodności, rezerwowania i niezależności dla osiągnięcia wymaganej niezawodności.

Dla każdej grupy bezpieczeństwa w projekcie EJ należy stosować kryterium pojedynczego uszkodzenia.

W projekcie należy uwzględniać i stosować zasadę bezpiecznego uszkodzenia tak by w razie uszkodzenia SSC elektrownia przechodziła w stan bezpieczny bez potrzeby inicjowania żadnych działań

Układy pomocnicze wspierające działania systemu ważnego dla bezpieczeństwa należy uważać za część tego systemu i odpowiednio je klasyfikować

Zapewnienie możliwości testowania, konserwacji, napraw i inspekcji w czasie pracy.

Kwalifikacja wyposażenia, Starzenie , czynniki ludzkie

Page 10: Plan wyk ł adu

2. Układ barier w reaktorze PWR2. Układ barier w reaktorze PWR

Containment

pressure boundary ofReactor Coolant System

SteamGenerator

fue

l mat

rix

fuel

cla

ddin

g

W razie maksymalnej awarii projektowej LOCAUwolnienia Kr, Xe z paliwa- 0,05Nieszczelności koszulki – 1Przecieki z obiegu pierwotnego 1

Przecieki na zewnątrz przez obudowę 0,002

Razem: 0,0001 dla Kr, Xe, ale dużo mniej dla jodu i Cs.

Page 11: Plan wyk ł adu

Wymagania projektowe wobec układów EJ- rdzeń reaktora

Wymagania projektowe wobec układów EJ- rdzeń reaktora

Rdzeń reaktora i związane z nim układy chłodzenia, sterowania i zabezpieczeń muszą być projektowane z właściwymi zapasami bezpieczeństwa.

Maksymalna wielkość reaktywności dodatniej i maksymalne tempo wzrostu reaktywności w stanach eksploatacyjnych i awaryjnych muszą być ograniczone tak by nie spowodowały one uszkodzenia granicy ciśnieniowej obiegu pierwotnego, by utrzymać zdolność układu do chłodzenia rdzenia i by uniknąć znaczącego uszkodzenia samego rdzenia.

Projekt winien zapewnić, że możliwość powtórnego osiągnięcia stanu krytycznego lub gwałtownego wzrostu reaktywności po postulowanym wydarzeniu początkowym jest zminimalizowana

Rdzeń reaktora i związane z nim systemy muszą być zaprojektowane tak, by umożliwiały one odpowiednią inspekcję i próby w czasie pracy EJ.

Page 12: Plan wyk ł adu

Wymagania projektowe wobec układów EJ-Elementy i zestawy paliwowe

Wymagania projektowe wobec układów EJ-Elementy i zestawy paliwowe

Elementy i zestawy paliwowe muszą być zaprojektowane tak by wytrzymywały przewidywane napromieniowanie i warunki otoczenia w rdzeniu reaktora.

Zestawy paliwowe muszą być zaprojektowane tak, by umożliwiały odpowiednią inspekcję ich struktury i części składowych po napromieniowaniu.

W razie awarii projektowych elementy paliwowe muszą pozostać na miejscu i nie ulegać odkształceniom, które spowodowałyby utratę możliwości skutecznego odbioru ciepła z rdzenia po awarii.

Nie można też przekroczyć określonych wartości granicznych

Należy spełnić wymagania stawiane wobec paliwa na wszystkich poziomach strumienia neutronów, jakie mogą zaistnieć w dowolnym stanie rdzenia

Page 13: Plan wyk ł adu

Niezawodne i szybkie wyłączenie reaktora – dwa układy wyłączenia

Niezawodne i szybkie wyłączenie reaktora – dwa układy wyłączenia

Należy zapewnić środki umożliwiające niezawodne wyłączenie reaktora w stanach eksploatacyjnych i awaryjnych i utrzymanie go w stanie podkrytycznym nawet przy konfiguracji dającej najwyższą reaktywność.

Środki wyłączenia reaktora winny składać się przynajmniej z dwóch części dla zapewnienia różnorodności. Przynajmniej jeden z tych systemów powinien być w stanie samodzielnie szybko wyłączyć reaktor i zapewnić wystarczającą podkrytyczność w stosunku do stanu eksploatacyjnego w stanach eksploatacyjnych i awaryjnych z uwzględnieniem pojedynczego uszkodzenia

Środki wyłączenia reaktora muszą być dostatecznie skuteczne by zapobiec nieumyślnemu wprowadzeniu pozytywnej reaktywności do rdzenia podczas wyłączenia reaktora, włącznie z operacją wymiany paliwa

Należy zapewnić oprzyrządowanie pomiarowe i określić testy niezbędne do sprawdzenia, że środki wyłączenia reaktora są zawsze w stanie wymaganej gotowości do działania

Page 14: Plan wyk ł adu

3. Czarnobyl: Skutki pogwałcenia zasad bezpieczeństwa

3. Czarnobyl: Skutki pogwałcenia zasad bezpieczeństwa

Reaktor RBMK nie spełniał wymagań bezpieczeństwa w zakresie bezpiecznego wyłączania reaktora

Brak obudowy bezpieczeństwa – kontrast z USA i wymaganiami na Zachodzie

Radzieckie przepisy: obudowa bezpieczeństwa wymagana „chyba że konstruktor udowodni że nie jest ona potrzebna…”

W Czarnobylu częściowy układ lokalizacji awarii – nie obejmował rdzenia i górnej części obiegu pierwotnego

System wystarczał do lokalizacji przecieków - nie do opanowania skutków dużej awarii

Układ Awaryjnego Chłodzenia Rdzenia wystarczał do chłodzenia połowy rdzenia ale nie całego rdzenia po awarii.

Page 15: Plan wyk ł adu

Zmiany gęstości rozszczepień po odparowaniu części wody

Zmiany gęstości rozszczepień po odparowaniu części wody

A

B

Uran woda

Uran para wodna

Reaktory PWR i WWER

Uran woda grafit

Uran para grafit

A

B

Reaktor RBMK (Czernobyl)

A- normalna praca, B – spadek przepływu wody, część wody odparowuje. W reaktorze PWR lub WWER moc maleje, w reaktorze RBMK moc rośnie.

Page 16: Plan wyk ł adu

Hala przeładowcza- rdzeń dostępny z góry

Hala przeładowcza- rdzeń dostępny z góry

Maszyna przeładowcza przesuwająca się w hali nad reaktorem może korek nad elementem paliwowym podnieść, paliwo wymienić i korek ponownie załadować na miejsce.

Hala, w której przesuwa się maszyna przeładowcza, jest normalnie dostępna podczas pracy reaktora.

Rdzeń nie jest otoczony systemem barier jak w reaktorach PWR .

Sytuacja w EJ Smolensk, RF.

Page 17: Plan wyk ł adu

Inne braki w zakresie bezpieczeństwaInne braki w zakresie bezpieczeństwa

Po awarii projektanci twierdzili że nie wolno było pracować z reaktorem z dużą liczbą prętów bezpieczeństwa poza rdzeniem

Operatorzy nie wiedzieli o zagrożeniu – bo nie opisano go w raporcie bezpieczeństwa

Dozór jądrowy pozwolił na to zaniedbanie – byłoby ono nie do przyjęcia na Zachodzie.

Sygnały zabezpieczeń w Czarnobylu można było odłączyć – i operatorzy to zrobili

Mało wody – a dużo rozżarzonego grafitu…

Skutek: po awarii jod nie jest zatrzymywany przez wodę

Grafit w reakcji z tlenem płonie…

Page 18: Plan wyk ł adu

Brak kultury bezpieczeństwaBrak kultury bezpieczeństwa

Sprawy bezpieczeństwa winny być ważniejsze od produkcji energii

Za bezpieczeństwo EJ winien odpowiadać jej dyrektor

Analizy bezpieczeństwa winny obejmować wszystkie możliwe awarie

Dozór jądrowy winien być silny i mieć uprawnienia.

W Czarnobylu żaden z tych warunków nie był spełniony.

Zaplanowanie doświadczenia – potencjalnie niebezpiecznego – bez udziału fachowców w zakresie bezpieczeństwa.

Pogwałcenie zasad w toku eksperymentu (odłączony UACR, długa praca na małej mocy spowodowała niestabilność, odłączenie układów bezpieczeństwa).

Page 19: Plan wyk ł adu

Przebieg awariiPrzebieg awarii

Cel eksperymentu: Pokazać, że w razie wyłączenia reaktora energia kinetyczna obracającego się wirnika turbiny wystarczy do zasilania pomp chłodzenia reaktora.

Doświadczenie uznano za problem elektryczny, nie reaktorowy.

25 kwietnia rano zmniejszono moc z 3000 do 1500 MW, odłączono UACR, ale dyspozytor nie pozwolił na eksperyment, bo moc była potrzebna w sieci.

Przy pracy na malej mocy reaktor ulega zatruciu – trzeba wyciągać z rdzenia pręty regulacyjne by utrzymać go w stanie krytycznym. W miarę upływu czasu sytuacja pogarszała się, reaktor stał się niestabilny.

Operatorzy wyłączyli układ zabezpieczeń, by umożliwić powtórzenie eksperymentu

Wreszcie o północy – rozpoczęto eksperyment

Page 20: Plan wyk ł adu

Przebieg zmian parametrów reaktora w Czarnobylu w chwili awarii

1. Moc względna, P/Po, %, zmiany najpierw wg skali po lewej stronie, 0-120%, potem wg skali po prawej stronie wykresu, od 0 do 48 000%, 2. reaktywność Δk/k od -1% do +5%,, 3 objętościowa zawartość pary wodnej, od 0 do 1,2

Page 21: Plan wyk ł adu

Porównanie cech reaktora RBMK w Czarnobylu i reaktorów PWR budowanych w krajach OECD

Page 22: Plan wyk ł adu

4. Wymagania projektowe dla reaktora PWR:pierwotny obieg chłodzenia

4. Wymagania projektowe dla reaktora PWR:pierwotny obieg chłodzenia

Pierwotny obieg chłodzenia reaktora, związane z nim układy pomocnicze muszą być zaprojektowane z wystarczającym marginesem bezpieczeństwa

Elementy zawierające chłodziwo reaktorowe powinny być zaprojektowane tak, by potrafiły znieść bez uszkodzenia wszystkie obciążenia statyczne i dynamiczne oczekiwane podczas eksploatacji i w stanach awaryjnych.

Materiały stosowane do produkcji elementów obiegu pierwotnego muszą być dobierane tak, by minimalizować aktywację materiału. I pozwalać nas realizację koncepcji wykluczenia rozerwania

Połączenia wewnętrzne i elementy odcinające oraz inne elementy układów, takie jak np. układ wykrywania przecieków, muszą być zaprojektowane z uwzględnieniem kryterium pojedynczego uszkodzenia i utraty zewnętrznego zasilania prądem zmiennym

Page 23: Plan wyk ł adu

Układ awaryjnego chłodzenia rdzenia reaktora PWR

Układ awaryjnego chłodzenia rdzenia reaktora PWR

Chłodzenie z UACR winno zapewnić, że nie będą przekroczone graniczne wartości parametrów dopuszczalnych dla koszulki i paliwa takich jak temperatura, że reakcje chemiczne pozostaną pod kontrolą i że możliwe będzie utrzymanie długotrwałego skutecznego chłodzenia rdzenia.

Problemy: przecieki w wymiennikach ciepła Przeciek na zewnątrz - skażenie środowiska wokoło EJ

Przeciek do UACR - rozcieńczenie roztworu kwasu borowego w rdzeniu i powtórna krytyczność.

Groźba zatkania filtrów ssawnych UACR i utraty dopływu wody chłodzącej do pomp UACR

Awaria w Barseback – modernizacja w reaktorach WWER – ocenie modernizacja w reaktorach PWR

Page 24: Plan wyk ł adu

Obudowa bezpieczeństwa reaktora PWRObudowa bezpieczeństwa reaktora PWR

1-rdzeń, 2- zbiornik ciśnieniowy reaktora, 3-wytwornica pary,

4-pompa obiegu pierwotnego, 5- studzienka ściekowa obudowy bezpieczeństwa,

6-zbiornik wody awaryjnego układu zasilającego wytwornic pary AUZWP, 7- pompa AUZWP,

8- wymiennik ciepła układu zraszania obudowy bezpieczeństwa, 9- dysze rozpryskowe układu zraszania obudowy bezpieczeństwa.

10.- ściana betonowa obudowy bezpieczeństwa, 11 -wykładzina stalowa obudowy bezpieczeństwa. 12. –odprowadzenie gazu z przestrzeni między powłokami, 13 – filtr, 14 – komin wentylacyjny,

Page 25: Plan wyk ł adu

Obudowa bezpieczeństwa: uwolnienia mniejsze od wartości granicznych

Obudowa bezpieczeństwa: uwolnienia mniejsze od wartości granicznych

Wytrzymałość obudowy bezpieczeństwa z uwzględnieniem przepustów, śluz i zaworów odcinających musi być obliczana z wystarczającym zapasem bezpieczeństwa

Możliwość wykonywania prób ciśnieniowych obudowy

Obudowę trzeba projektować tak, by można było określić przecieki z obudowy w toku prób wykonywanych przy pełnym ciśnieniu projektowym po zainstalowaniu wszystkich przepustów do obudowy

Każda linia przechodząca przez obudowę jako część granicy ciśnieniowej obiegu pierwotnego lub połączona bezpośrednio z atmosferą winna być zaprojektowana tak, aby można było ją automatycznie i niezawodnie uszczelnić w przypadku awarii projektowej . Dwa zawory – jeden zawór .

Konieczny niezawodny odbiór ciepła od obudowy, nawet po ciężkiej awarii

Kontrola i czyszczenie atmosfery w obudowie, szczególnie w razie ciężkich awarii

Page 26: Plan wyk ł adu

Obudowa reaktora PWR

Obudowa reaktora PWR

Przekrój pionowy przez obudowę bezpieczeństwa reaktora PWR 1300 MWe

Obudowa podwójna, wysoka szczelność.

Nie ma pomieszczeń POD szybem reaktora - to zmniejsza zagrożenie w razie wypływu stopionego rdzenia ze zbiornika.

Page 27: Plan wyk ł adu

Obudowa bezpieczeństwa PWR 1300Obudowa bezpieczeństwa PWR 1300

Wg zasad przyjętych przez przemysł jądrowy, ryzyko dużych uwolnień produktów radioaktywnych musi być poniżej

1 na milion lat.

Obudowy reaktorów PWR 1300 we Francji przed 11 września 2001 były budowane jako odporne na uderzenie samolotu

Cesna 210 ( 1,5 t, 360 km/h) – pocisk twardy, lub

Lear Jet 23 (5,7 t, 360 km/h)- pocisk miękki .

Obecnie EJ Flammanville 3 i Olkiluoto 3 są odporne na uderzenie Boeinga 767.

Ostatnia faza budowy obudowy bezpieczeństwa reaktora PWR 1300 (Francja)

Widać konstrukcję prętów stalowych. Obwodowo obudowa jest ściskana linami stalowymi by zapewnić naprężenia ściskające w betonie

Page 28: Plan wyk ł adu

5. Funkcje bezpieczeństwa5. Funkcje bezpieczeństwa

Dla zapewnienia bezpieczeństwa należy zapewnić wykonywanie następujących funkcji bezpieczeństwa w stanach eksploatacyjnych i awaryjnych a w miarą możności także w stanach uważanych za awarie pozaprojektowe lub hipotetyczne.

Kontrola reaktywności

Odbiór ciepła z rdzenia i

Ograniczanie rozprzestrzeniania materiałów radioaktywnych i kontrola uwolnień eksploatacyjnych a także ograniczanie uwolnień awaryjnych

Wydarzenie początkowe nie powoduje znaczących skutków dla bezpieczeństwa EJ lub powoduje zmianę stanu na bezpieczniejszy

Page 29: Plan wyk ł adu

Funkcje bezpieczeństwa wg NS-R-1 oraz wg projektu zarządzenia prezesa PAA

Funkcje bezpieczeństwa wg NS-R-1 oraz wg projektu zarządzenia prezesa PAA

Funkcje bezpieczeństwa niezbędne dla zapobiegania stanom awaryjnym i ograniczania konsekwencji awarii.

1. Zapobiegać niedopuszczalnym zmianom reaktywności.2. Utrzymywać reaktor w stanie bezpiecznego odstawienia po wyłączeniu3. Wyłączyć reaktor by przewidywane wydarzenia eksploatacyjne nie

przekształciły się w stany awaryjne i by ograniczyć konsekwencje stanów awaryjnych.

4. Utrzymać wystarczający zasób chłodziwa dla chłodzenia rdzenia podczas i po awariach, z wyjątkiem awarii z rozerwaniem granicy ciśnieniowej obiegu pierwotnego

5. Utrzymywać wystarczający zasób chłodziwa dla chłodzenia rdzenia podczas i po wszystkich postulowanych zdarzeniach eksploatacyjnych (postulated initiating events- PIE) uwzględnionych w bazie projektowej.

Page 30: Plan wyk ł adu

Funkcje bezpieczeństwa (2)Funkcje bezpieczeństwa (2)

6. Odbierać cieplo z rdzenia po rozerwaniu granicy ciśnieniowej obiegu pierwotnego tak by ograniczyć uszkodzenia paliwa

7. Odbierać ciepło powyłączeniowe w odpowiednich stanach eksploatacyjnych i awaryjnych przy których zachowana jest nienaruszona granica ciśnieniowa obiegu pierwotnego.

8. Przekazywać ciepło z systemów bezpieczeństwa do ostatecznego ujścia ciepła.

9. Zapewnić niezbędne funkcje pomocnicze (zasilanie elektryczne, pneumatyczne, ciśnienie hydrauliczne, smarowanie) jako wsparcie dla układu bezpieczeństwa.

10.Utrzymywać zadawalającą szczelność koszulki paliwowej w rdzeniu.

11. Utrzymywać szczelność granicy ciśnieniowej obiegu pierwotnego.

Page 31: Plan wyk ł adu

Funkcje bezpieczeństwa (3)Funkcje bezpieczeństwa (3)

12. Ograniczać uwolnienia substancji promieniotwórczych z obudowy bezpieczeństwa w warunkach awaryjnych i po awarii.

13. Ograniczyć narażenie radiacyjne społeczeństwa i personelu elektrowni podczas i po awariach projektowych oraz wybranych ciężkich awariach powodujących uwolnienia substancji radioaktywnych ze źródeł poza obudową bezpieczeństwa EJ.

14. Ograniczyć uwolnienia odpadów radioaktywnych i lotnych substancji radioaktywnych do wartości niższych od dozwolonych limitów we wszystkich stanach eksploatacyjnych.

15. Utrzymywać kontrolę warunków otoczenia wewnątrz elektrowni jądrowej by umożliwić pracę systemów bezpieczeństwa oraz przebywanie w elektrowni personelu koniecznego dla wykonywania działań potrzebnych dla bezpieczeństwa.

Page 32: Plan wyk ł adu

Funkcje bezpieczeństwa (4)Funkcje bezpieczeństwa (4)

16. Utrzymywać stałą kontrolę uwolneń radioaktywnych z wypalonego paliwa podczas transportu lub przechowywania poza obiegiem pierwotnym, ale w granicach terenu elektrowni jądrowej, we wszystkich stanach eksploatacyjnych.

17. Odbierać ciepło powyłączeniowe z paliwa wypalonego przechowywanego poza obiegiem pierwotnym, ale na terenie elektrowni,.

18. Utrzymywać wystarczającą podkrytyczność paliwa przechowywanego poza obiegiem pierwotnym, ale na terenie elektrowni.

19. Zapobiegać uszkodzeniom struktur, systemów i elementów, których uszkodzenie powodowałoby utrudnienie w wykonywaniu funkcji bezpieczeństwa.

Page 33: Plan wyk ł adu

6. Wytyczne dla podziału na klasy bezpieczeństwa

6. Wytyczne dla podziału na klasy bezpieczeństwa

Wszystkie struktury, systemy i elementy włącznie z oprogramowaniem układów sterowania i kontroli muszą być sklasyfikowane na podstawie ich funkcji i znaczenia dla bezpieczeństwa. Muszą być one zaprojektowane, zbudowane i konserwowane tak, by ich jakość i niezawodność odpowiadały tej klasyfikacji.

Klasyfikacja musi opierać się na metodach deterministycznych, uzupełnionych w miarą potrzeby metodami probabilistycznymi i oceną techniczną z uwzględnieniem takich czynników jak:

Funkcja bezpieczeństwa wypełniana przez SSCKonsekwencje niewypełnienia danej funkcjiPrawdopdobieństwo, że SSC będzie potrzebne do wykonania funkcji

bezpieczeństwa Czas po wydarzeniu inicjującym PIE kiedy SSC będzie potrzebna do

wykonania swoich funkcji.

Page 34: Plan wyk ł adu

Granice między systemami należącymi i nie należącymi do klas

bezpieczeństwa

Granice między systemami należącymi i nie należącymi do klas

bezpieczeństwawg ASME:

Granica między systemem zakwalifikowanym do systemów bezpieczeństwa a systemem poza klasą bezpieczeństwa.

a- zawór normalnie zamknięty

b.- zawór automatyczny

C-zawór zamykany zdalnie ręcznie

Page 35: Plan wyk ł adu

Hierarchia zaworów

Hierarchia zaworów

Hierarchia bezpieczeństwa poczynając od najniższej rangi jest następująca:

normalnie otwarty zawór zamykany lokalnie ręcznie,

normalnie otwarty zawór zamykany ręcznie zdalnie,

normalnie otwarty zawór sterowany automatycznie,

zawór zamknięty administracyjnie. Klasę integralności ciśnieniowej

systemu podaną po prawej stronie można zastąpić klasą wyższą, ale nie niższą.

Klasę podaną po lewej stronie można zastąpić klasą niższą.

Page 36: Plan wyk ł adu

Wg kodu ASME dla EJ: Pomiędzy SSC

należącymi do różnych klas bezpieczeństwa muszą być odpowiednio zaprojektowane granice styku by zapewnić, że żadne uszkodzenie systemu należącego do niższej klasy bezpieczeństwa nie przeniesie się na system należący do wyższej klasy.

Granice między klasami bezpieczeństwa

Granice między klasami bezpieczeństwa

Page 37: Plan wyk ł adu

Przejście przez obudowę bezpieczeństwaPrzejście przez obudowę bezpieczeństwa

Page 38: Plan wyk ł adu

7. Podział systemów na klasy bezpieczeństwa wg przepisów fińskich

7. Podział systemów na klasy bezpieczeństwa wg przepisów fińskich

SSC zaliczamy do klasy bezpieczeństwa (KB) 1 jeśli ich:

Uszkodzenie spowoduje wypadek bezpośrednio zagrażający bezpiecznemu wyłączeniu lub chłodzeniu reaktora i wymagający natychmiastowego uruchomienia układów bezpieczeństwa.

Page 39: Plan wyk ł adu

SSC zaliczamy do klasy bezpieczeństwa (KB) 2 jeśli ich:

SSC zaliczamy do klasy bezpieczeństwa (KB) 2 jeśli ich:

Ciągła lub dostosowana do potrzeb praca jest konieczna w razie awarii projektowych dla zapewnienia podkrytyczności reaktora i jego chłodzenia, lub do zatrzymania wewnątrz obudowy bezpieczeństwa substancji radioaktywnych uwolnionych z reaktora wskutek awarii.

Uszkodzenie uniemożliwiłoby dalszą eksploatację i jednocześnie pozbawiłoby reaktor chłodzenia i możliwości odbioru ciepła powyłączeniowego przy pomocy systemów, które zwykle służą do odbioru ciepła powyłączeniowego przy normalnej eksploatacji.

Uszkodzenie spowodowałoby znaczące ryzyko powstania niekontrolowanego stanu krytycznego, lub

Uszkodzenie podczas wyłączenia reaktora uniemożliwiłoby odbiór grzania powyłączeniowego przy pomocy systemów służących do odbioru tego grzania po wyłączeniu reaktora.

Page 40: Plan wyk ł adu

SSC zaliczamy do klasy bezpieczeństwa (KB) 3 jeśli ich praca jest niezbędna dla następujących FB

SSC zaliczamy do klasy bezpieczeństwa (KB) 3 jeśli ich praca jest niezbędna dla następujących FB

Systemy potrzebne do wypełnienia następujących FB

Wyłączenie reaktora i utrzymanie go w stanie podkrytycznym

Chłodzenie reaktora i odbiór ciepła powyłączeniowego z reaktora.

Odbiór ciepła powyłączeniowego z paliwa wypalonego przechowywanego poza reaktorem

Powstrzymywanie rozpraszania substancji radioaktywnych, oraz

Ograniczanie następstw ciężkich awarii.

Systemy, które zapewniają kontrolę wypełnienia powyższych FB

Systemy mające niezawodnie zapobiegać rozwojowi zdarzeń początkowych w sytuacje, w których niezbędne jest uruchomienie systemu utrzymującego albo inicjującego funkcję bezpieczeństwa

Page 41: Plan wyk ł adu

SSC zaliczamy do KB 4 jeśli nie należą one do wyższej klasy , a ich uszkodzenie:

SSC zaliczamy do KB 4 jeśli nie należą one do wyższej klasy , a ich uszkodzenie:

Może spowodować wydarzenie inicjujące, mogące znacząco obniżyć bezpieczeństwo jądrowe lub radiacyjne,

Wskutek wyższego poziomu energii kinetycznej, ciśnienia lub energii cieplnej w systemie może spowodować zagrożenie w środowisku EJ lub spowodować utratę zasadniczych funkcji bezpieczeństwa.

Przeszkodzić w bezpiecznej eksploatacji EJ lub w działaniach podejmowanych w sytuacjach awaryjnych i stanach przejściowych, (np. systemy komputerowe).

W KB 4 są też systemy, które podczas wydarzeń inicjujących wewnętrznych lub zewnętrznych zabezpieczają systemy wykonujące funkcje bezpieczeństwa, np. systemy ochrony przeciwpożarowej lub przeciwpowodziowej.

Page 42: Plan wyk ł adu

Granice systemów zawierających ciecz lub gaz - granice obiegu pierwotnego

Granice systemów zawierających ciecz lub gaz - granice obiegu pierwotnego

Granica obiegu pierwotnego to wszystkie elementy znajdujące się pod ciśnieniem tworzące obieg chłodzenia pierwotnego EJ, takie jak zbiorniki, rurociągi, pompy, i zawory lub elementy połączone z głównymi rurociągami obiegu pierwotnego. W szczególności granica ciśnieniowa obiegu pierwotnego obejmuje:

Zewnętrzny zawór izolacyjny znajdujący się poza obudową bezpieczeństwa na rurociągu przechodzącym przez ścianę obudowy bezpieczeństwa.

Zewnętrzny z dwóch zaworów ustawionych szeregowo, które są utrzymywane jako zamknięte podczas normalnej pracy reaktora, w rurociągu, który nie przechodzi przez ścianę obudowy bezpieczeństwa.

Zawór bezpieczeństwa lub zawór odciążający (nadmiarowy, relief-valve) w obiegu pierwotnym.

Page 43: Plan wyk ł adu

Zewnętrzne granice innych klas bezpieczeństwa.

Zewnętrzne granice innych klas bezpieczeństwa.

Urządzenie pasywne, które redukuje przepływ tak bardzo, że system pozostanie w stanie roboczym nawet, jeśli w systemie należącym do niższej KB zdarzy się awaria. Przykładem mogą być ograniczniki przepływu w postaci rurki o małej średnicy, zaworu dławiącego lub uszczelki na wale.

Zawór normalnie utrzymywany w stanie zamkniętym

Zewnętrzny z dwóch zaworów odcinających normalnie utrzymywanych w stanie otwartym, przy czym każdy z nich może być zamknięty tak szybko, że system pozostanie w stanie roboczym nawet jeśli zdarzy sią awaria w systemie należącym do niższej KB.

Zawór odcinający normalnie utrzymywany w stanie otwartym w systemie, którego funkcję bezpieczeństwa może wykonać rezerwowa część systemu nawet jeśli nie uda się zamknąć zaworu stanowiącego granicę systemu.

Zawór zwrotny o kierunku przepływu skierowanym do systemu o wyższej klasie bezpieczeństwa.

Zawór bezpieczeństwa lub zawór nadmiarowy,

Page 44: Plan wyk ł adu

Elementy na granicy klasElementy na granicy klas

Wszystkie elementy stanowiące granicę KB zaliczane są do wyższej KB.

Wymienniki ciepła, których jedna strona jest połączona z rurami zaliczanymi do wyższej KB a druga strona z rurami zaliczanymi do niższej KB są jako całość klasyfikowane w wyższej KB. Wytwornice pary reaktorów PWR stanowią wyjątek z tej ogólnej reguły .- Ich strona pierwotne zaliczana jest do KB1, a wtórna do KB2.

Rury o małej średnicy należące do systemu klasyfikowanego jako KB2 lub KB3 i nie stanowiące elementu obiegu pierwotnego mogą być klasyfikowane do niższej klasy bezpieczeństwa lub poza klasą bezpieczeństwa. Struktury i elementy systemu, które są niepotrzebne z punktu widzenia głównej funkcji systemu, mogą być zaliczane do niższej KB lub poza KB podobnie jak rurki małej średnicy.

Page 45: Plan wyk ł adu

8. Klasyfikacja systemów - Klasa Bezp. KB 18. Klasyfikacja systemów - Klasa Bezp. KB 1

a. Paliwo reaktorowe

b. Elementy obiegu pierwotnego, których rozerwanie spowodowałoby wyciek chłodziwa tak duży, że nie mógłby go skompensować układ wody uzupełniającej.

Zgodnie z tą definicją, następujące elementy obiegu pierwotnego pozostają poza granicami KB1.

Rurki małej średnicy (średnica wewnętrzna nie przekraczająca 20 mm)

Elementy połączone z obiegiem pierwotnym poprzez urządzenie ograniczające natężenie przepływu, które w razie rozerwania nie powodują przecieku większego niż przez rurkę o średnicy 20 mm, a także

Elementy które w razie ich awarii mogą być odizolowane od obiegu pierwotnego przez dwa ustawione szeregowo automatycznie zamykane zawory o czasie zamykania wystarczająco krótkim, by pozwolić na normalne wyłączenie schłodzenie reaktora.

Page 46: Plan wyk ł adu

Klasa Bezpieczeństwa KB 2 Klasa Bezpieczeństwa KB 2

Elementy obiegu pierwotnego nie należące do KB1 Systemy i elementy niezbędne dla awaryjnego wyłączenia reaktora Układy awaryjnego chłodzenia rdzenia Układ wtrysku roztworu kwasu borowego Układ odbioru ciepła powyłączeniowego Część układu wody uzupełniającej między pompami i obiegiem

pierwotnym Część układu parowego znajdująca się wewnątrz obudowy

bezpieczeństwa ograniczona przez najbardziej wysunięte na zewnątrz zawory odcinające

Część awaryjnego układu wody zasilającej (AUWZ) ograniczona przez pompy AUWZ i wytwornice pary

Obudowa bezpieczeństwa reaktora i związane z nią systemy wymagane dla zapewnienia całości obudowy w razie postulowanej awarii.

Page 47: Plan wyk ł adu

Klasa Bezpieczeństwa KB 2 cdKlasa Bezpieczeństwa KB 2 cd

Podpory obiegu pierwotnego Struktury takie jak ograniczniki ruchu w razie awarii i bariery

przeciw pociskom, chroniące elementy klasy bezpieczeństwa KB1. Wewnętrzne elementy w zbiorniku ciśnieniowym reaktora, które

niosą rdzeń reaktora i są ważne dla jego chłodzenia Stojaki dla przechowywania świeżego i wypalonego paliwa. System oprzyrządowania pomiarowego i regulacyjnego

zabezpieczającego wyłączenie awaryjne reaktora, awaryjne chłodzenie reaktora, odizolowanie obudowy bezpieczeństwa i inne funkcje bezpieczeństwa potrzebne w razie postulowanej awarii.

Elementy elektryczne i układy rozprowadzania mocy niezbędne dla wykonania funkcji bezpieczeństwa systemów należących do KB1 i KB2.

Urządzenia zasilania elektrycznego zapewniające zasilanie elementów KB2 w razie utraty zasilania z sieci zewnętrznej oraz energii dostarczanej przez główne generatory EJ.

Page 48: Plan wyk ł adu

Klasa Bezpieczeństwa KB 3 (część) jeśli dany element nie należy do KB2

Klasa Bezpieczeństwa KB 3 (część) jeśli dany element nie należy do KB2

Układ dostarczania roztworu kwasu borowego ograniczony przez zbiornik kwasu borowego

Części układu regulacji objętości chłodziwa w obiegu pierwotnym,

Części awaryjnego układu wody zasilającej, które nie należą do KB2

Systemy potrzebne dla chłodzenia i odciążenia ciśnieniowego I obiegu

Układy chłodzenia, włącznie z kanałami i tunelami wody chłodzącej dla odbioru

Grzania powyłączeniowego w rdzeniu reaktora

Grzania powyłączeniowego z paliwa przechowywanego poza reaktorem

Ciepła wytwarzanego w urządzeniach należących do klasy bezpieczeństwa KB2

Ciepła wytwarzanego w elementach tych samych układów

Page 49: Plan wyk ł adu

9. Kwalifikacja struktur, systemów i elementów ważnych dla bezpieczeństwa

9. Kwalifikacja struktur, systemów i elementów ważnych dla bezpieczeństwa

Struktury, systemy i elementy muszą być odporne na warunki awaryjne w ich otoczeniu, a więc np. po awarii rozerwania rurociągu na podwyższone temperatury, ciśnienia, wilgotność, radiację itd.

Obciążenia powodowane przez parametry awaryjne dodaje się do zmian powodowanych przez starzenie struktur, systemów i elementów.

Dla przyspieszenia procesów starzenia można stosować podwyższone temperatury , ciśnienia , silniejsze drgania itp., lub kilkakrotne maksymalne obciążenia parametrami awaryjnemi.

Page 50: Plan wyk ł adu

Wymagania wobec kwalifikacji wyposażenia EJ.

Wymagania wobec kwalifikacji wyposażenia EJ.

Program kwalifikacji wyposażenia przewidzianego dla wypełniania funkcji bezpieczeństwa w elektrowni jądrowej musi obejmować następujące elementy:

1. Kryteria kwalifikacji

2. Program prób kwalifikacyjnych mający wykazać, że kryteria kwalifikacyjne są wypełnione poprzez analizę, próby, doświadczenie eksploatacyjne albo kombinację tych trzech metod.

3. Dowód, że proces kwalifikacji został pomyślnie zakończony.

4. Dokumentacja potwierdzająca wypełnienie punktu 1, 2), 3).

Page 51: Plan wyk ł adu

Wg IEEE-627-1980 program kwalifikacji wyposażenia winien zawierać jako minimum

Wg IEEE-627-1980 program kwalifikacji wyposażenia winien zawierać jako minimum

Wymagania odnośnie działania wyposażenia z opisem jego funkcji bezpieczeństwa

Granice wyposażenia z wyliczeniem elementów wchodzących w jego skład i fizycznym położeniem elementów.

Opis styków, obciążeń, źródeł zasilania i sygnałów sterujących

Kodeksy projektowe i normy stosowane w projekcie

Specyficzne normy odnośnie kwalifikacji wyposażenia danego typu

Określenie warunków pracy danego wyposażenia

Margines bezpieczeństwa w programie kwalifikacji

Określenie istotnych procesów starzenia wyposażenia

Kryteria akceptacji procesu kwalifikacji

Wymagania odnośnie dokumentacji z kwalifikacji wyposażenia

Page 52: Plan wyk ł adu

Wpływ starzenia na materiały i urządzenia EJWpływ starzenia na materiały i urządzenia EJ

Przy ustalaniu programu kwalifikacji urządzeń należy brać pod uwagę starzenie się, okres kwalifikowanego życia (installed life) i margines bezpieczeństwa.

Trzeba 1) określić, jakie procesy związane ze starzeniem mogą wywierać wpływ na dane urządzenie lub materiał, 2) przeprowadzić program badań, który zagwarantuje, że nie spowodują one uszkodzeń o wspólnej przyczynie w badanym materiale lub urządzeniu.

Przykłady:. Utrata odporności przeciwpożarowej pokrycia kabli w elektrowniach jądrowych na Ukrainie. Zatykanie filtrów UACR.

Okres kwalifikowanego życia – (installed life) to okres czasu od zainstalowania urządzenia do jego demontażu, podczas którego urządzenie lub element EJ pracuje w warunkach otoczenia i znosi warunki awaryjne zgodnie z projektem.

Margines bezpieczeństwa (margin) –różnica między warunkami eksploatacji lub awaryjnymi a warunkami stosowanym podczas kwalifikowania urządzenia.

 

Page 53: Plan wyk ł adu

Określenie kwalifikowanego okresu życia zależy od metody do oceny efektów starzenia

Określenie kwalifikowanego okresu życia zależy od metody do oceny efektów starzenia

Gdy kwalifikacji podlega wyposażenie, w którym procesy starzenia zachodziły w sposób naturalny, to określenie kwalifikowanego okres życia jest proste. Gdy nie stosuje się starzenia naturalnego:

ocena przebiegu starzenia musi uwzględnić analizę techniczną prowadzoną przy założeniach bezpiecznych (pesymistycznych). W analizie tej bierze się pod uwagę:

Wyniki starzenia stosowane w procesie kwalifikacji

Dane eksploatacyjne

Wyniki poprzednich badań

Wiedzę o istotnych procesach starzenia, które zachodzą w danym wyposażeniu.

Page 54: Plan wyk ł adu

10. Kryteria do uwzględnienia przy kwalifikacji wyposażenia (1)

10. Kryteria do uwzględnienia przy kwalifikacji wyposażenia (1)

1. Funkcje bezpieczeństwa, jakie wypełnia dane wyposażenie i wymagania stawiane mu w projekcie. Elementy i podzespoły nie potrzebne do wypełnienia FB mogą być wyłączone z procesu kwalifikacji, ale trzeba udowodnić, że bez nich wyposażenie spełni swe FB.

2. Opis wyposażenia, jego rola w systemie, fizyczne położenie i granice, wszystkie połączenia, źródła energii, uszczelnienia, obwody kontrolne, które przechodzą przez granice danego urządzenia, położenie i sposób montażu wyposażenia, jeżeli są one istotne dla kwalifikacji wyposażenia, np. montaż zaworu w położeniu innym niż pionowe.

3. Styki i związane z nimi obciążenia powodowane fizycznymi więzami z innymi urządzeniami.

Page 55: Plan wyk ł adu

Kryteria do uwzględnienia przy kwalifikacji wyposażenia (2)

Kryteria do uwzględnienia przy kwalifikacji wyposażenia (2)

4. Standardy i przepisy stosowane w projekcie, z podaniem nazwy i dokładnego numeru akapitu wewnątrz normy.

5. Normy, według których prowadzony jest proces kwalifikowania danego urządzenia, np. w warunkach USA norma IEEE Std 382-1980 –kwalifikowania napędów zaworów ważnych dla bezpieczeństwa.

6. Warunki eksploatacji z wyspecyfikowaniem całego zakresu oczekiwanych parametrów, na jakie będzie narażone dane wyposażenie w ciągu swojej pracy. Przykładami takich parametrów są:

Ciśnienie zewnętrzne, Temperatury, Wilgotność względna, Promieniowanie, gamma, beta i neutronowe. Drgania , Obciążenia cykliczne przy normalnej eksploatacji, Przenoszone obciążenia, Efekty korozyjne w wodzie, powietrzu itd. ,Zasilanie energetyczne

Page 56: Plan wyk ł adu

Wymagane określenie warunków pracy i wynikających z awarii projektowych

Wymagane określenie warunków pracy i wynikających z awarii projektowych

Warunki awaryjne obejmują:

wstrząsy sejsmiczne, awaria utraty chłodziwa, rozerwanie przewodu wysokoenergetycznego, wzrost reaktywności w reaktorze, utrata pomp w obiegu pierwotnym, zalanie wodą itd.

Należy podać:

istotę funkcji bezpieczeństwa, jakie ma spełniać wyposażenie reaktora.

przez jaki przeciąg czasu musi być zdolne do pracy dane urządzenie.

Warunki pracy należy wyrazić jako przewidywaną historię pracy dla każdego parametru, który może wpływać na pracę urządzenia podczas potencjalnej awarii.

Page 57: Plan wyk ł adu

Marginesy bezpieczeństwa powinny być ustalone tak, by uwzględnić

Marginesy bezpieczeństwa powinny być ustalone tak, by uwzględnić

przedział między najbardziej surowymi warunkami określonymi w analizach bezpieczeństwa a warunkami stosowanymi w toku prób

odchylania mogące zdarzyć się przy normalnej produkcji urządzeń i błędy w określeniu wymaganych parametrów pracy.

niepewność związaną z zastosowaniem techniki analitycznej przy określeniu parametrów środowiska,

niepewność związaną z testwaniem tylko niewielkiej liczby próbekniepewność co do wyposażenia, którym wykonujemy badania.Np wg normy ANSI 323 Maks. temperatura - 8 oC. Gdy próby kwalifikacyjne prowadzi się w otoczeniu pary nasyconej, to

margines T powinien być tak dobrany, by P próbne nie przekraczało P pary nas. odpowiadającego szczytowej T pracy więcej niż o 0,3 bar

Promieniowanie: + 10 % w stosunku do dawki awaryjnej...itd

Page 58: Plan wyk ł adu

Stany przejściowe

Stany przejściowe

Dla stanów przejściowych w otoczeniu urządzenia można stosować dwie metody:

Dodać margines do przewidywanej T i P, lub

Założyć, że wartości szczytowe bez dodawania marginesu temperatury i ciśnienia wystąpią dwukrotnie.

Można też stosować kombinacje tych metod.

Page 59: Plan wyk ł adu

Określenie warunków surowego otoczenia Określenie warunków surowego otoczenia

Temperatura i ciśnienie w obudowie bezpieczeństwa po LOCA i po rozerwaniu rurociągu parowego MSLB..

Wpływ układu zraszania (wilgoć, para) i chemikaliów

Warunki radiacyjne w obudowie i poza obudową bezpieczeństwa. Trzeba uwzględnić dawki otrzymane przez wyposażenie w ciągu całego przewidywanego okresu życia i dodać do nich dawki przy maksymalnej awarii projektowej.

Warunki otoczenia dla wyposażenia poza obudową bezpieczeństwa. Wyposażenie elektryczne które może być narażone na skutki rozerwania rurociągów i wymagane jest do ograniczenia skutków takiej awarii musi być kwalifikowane na oczekiwane warunki środowiskowe.

Page 60: Plan wyk ł adu

Uwzględnienia warunków lokalnych, a nie tylko średnich

Uwzględnienia warunków lokalnych, a nie tylko średnich

Przy ustalaniu T max w otoczeniu danego urządzenia szczególnie umieszczonego wewnątrz obudowy bezpieczeństwa, należy zwrócić uwagę by uwzględniać miejscowe T max., a nie tylko średnią T max w pomieszczeniu. I tak np. T średnia w pomieszczeniu WP osiąga wartość max po awarii rozerwania obiegu pierwotnego, ale wartość miejscowa dla elementu położonego w sąsiedztwie rurociągu parowego może być wyższa po rozerwaniu rurociągu parowego.

Tak więc każdą ocenę temperaturową należy sprawdzać z punktu widzenia uwzględnienia możliwych efektów lokalnych.

Marginesy mogą być dodatnie lub ujemne, w zależności od tego, co spowoduje bardziej ostre warunki dla kwalifikacji urządzenia. Na przykład zwykle będziemy podnosić T max, natomiast w przypadku napięcia zasilania może być konieczne uwzględnienie zarówno wzrostu jak i obniżenia napięcia.

Page 61: Plan wyk ł adu

11. Parametry testów odporności wyposażenia w EJ Temelin na LOCA

11. Parametry testów odporności wyposażenia w EJ Temelin na LOCA

Temperatury i ciśnienia stosowane w czasie testów stanowią obwiednię różnych krzywych T i P oczekiwanych przy

różnych przebiegach awarii utraty chłodziwa.

Page 62: Plan wyk ł adu

Klasyfikacja sejsmiczna struktur, systemów i elementów EJ

Klasyfikacja sejsmiczna struktur, systemów i elementów EJ

W EJ Temelin zgodnie z IAEA Safety Guide 50-SG-D15, struktury , systemy i elementy kategorii 1 obejmują

Elementy, których uszkodzenie może spowodować awarię – wymagana odporność na trzęsienie ziemi SL2

Elementy potrzebne do bezpiecznego wyłączenia reaktora, śledzenia jego parametrów i odbioru ciepła przez minimum 3 dni (wymagana odporność na SL2)

Elementy potrzebne do powstrzymania uwolnień substancji radioaktywnych lub utrzymania ich uwolnień poniżej wartości dopuszczalnych w razie awarii (minimum SL2).

Kategoria sejsmiczna 1 obejmuje także elementy zaprojektowane dla ograniczenia następstw awarii LOCA i HELB chociaż granica ciśnieniowa obiegu pierwotnego i wszystkie rurociągi wysoko energetyczne są zaprojektowane tak, by wytrzymywały obciążenia trzęsienia ziemi SL2.

Page 63: Plan wyk ł adu

Podział wyposażenia o klasie odporności sejsmicznej 1 na podkategorie

Podział wyposażenia o klasie odporności sejsmicznej 1 na podkategorie

1a) – gdy wymagana jest pełna funkcjonalność 1b) - gdy wymagana jest tylko integralność mechaniczna 1c) - gdy wymagana jest tylko stabilność by uniknąć interakcji przy

wstrząsach sejsmicznych Wyposażenie elektryczne, pomiarowo-kontrolne i aktywne elementy

mechaniczne (pompy, zawory, wentylatory itd.) potrzebne do wypełniania funkcji bezpieczeństwa podczas i po trzęsieniu ziemi są typowo zaliczane do podkategorii 1a.

Układy rurowe i wentylacyjne oraz pasywne elementy mechaniczne (zbiorniki, wymienniki ciepła, filrry tid) są typowo zaliczane do podkategorii 1b.

Struktury, systemy i elementy nie włączone do podkategorii 1a i 1b, a mogące wpływać na sąsiednie wyposażenie ważne dla bezpieczeństwa wskutek swych przesunięć lub upadku, lub które mogą załamać się (upaść) i spowodować powódź są typowo zaliczane do podkategorii 1c.

Page 64: Plan wyk ł adu

Kontrola i dokumentowanie jakości kwalifikacji wyposażenia w energetyce jądrowej.

Kontrola i dokumentowanie jakości kwalifikacji wyposażenia w energetyce jądrowej.

Praktyka we Francji. Z uwagi na znaczenie zapewnienia jakości w kwalifikacji wyposażenia, EDF podjął działania obejmujące

1. Opracowanie i rozdzielenie zaktualizowanej dokumentacji dla wszystkich EJ

2. Zaktualizowanie dokumentacji lub wykonanie analiz i testów dla wyposażenia, które nie spełnia wymagań aktualnych norm,

3. Szkolenie personelu EDF i dostawców),

4. Wymagane utrzymywanie kwalifikacji wyposażenia w EJ

5. Składowanie i części zapasowe,

6. Warunki pakowania i przechowywania,

7. Raporty o błędach popełnionych w przeszłości,

8. Utrzymywanie jakości produkcji wyposażenia u dostawców,

9. Ujednorodnienie wymagań zapewnienia jakości w skali krajowej

10. Koordynacja i przedkładanie raportów najwyższemu kierownictwu EDF.