sammanfattning Forsmarks - Strålsäkerhetsmyndigheten
sammanfattning Forsmarks - Strålsäkerhetsmyndigheten
sammanfattning Forsmarks - Strålsäkerhetsmyndigheten
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Fastställd av: PEW<br />
<strong>Forsmarks</strong> Kraftgrupp<br />
Dokumenttyp / Document type<br />
Rapport<br />
Klassificering / Classification<br />
Företagsintern<br />
Författare / Author Granskad av / Checked by Dok nr / Doc no Rev<br />
Sundin Ellen cFTT FT-2011-3868 0<br />
Fastställd av / Approved by Datum / Date Projektnr / Project no Systemnr / System no<br />
cFT 2011-11-01<br />
Forsmark 1, 2 och 3<br />
Offentlig <strong>sammanfattning</strong>srapport<br />
Förnyade säkerhetsvärderingar av tåligheten mot vissa<br />
händelser - stresstest<br />
Sammanfattning<br />
Den 25 maj 2011 beslutade Strålsäkerhetsmyndigheten (SSM) att alla svenska kärnkraftverk ska<br />
genomföra förnyade säkerhetsvärderingar av tåligheten mot vissa händelser, enligt gemensamma<br />
specifikationer för stresstesten som beslutats i en överenskommelse mellan de europeiska<br />
kärnkraftssäkerhetsmyndigheterna och Europeiska kommissionen, inom ramverket som utgivits<br />
av ENSREG.<br />
Denna rapport utgör en publik <strong>sammanfattning</strong> <strong>Forsmarks</strong> Kraftgrupp ABs arbete med stresstest.<br />
Delgivning: 1 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
Innehåll<br />
1 Inledning 3<br />
2 Fakta om förläggningsplatsen och anläggningarna 4<br />
2.1 Översiktlig beskrivning av förläggningsplatsen 4<br />
2.2 Översiktlig beskrivning av anläggningarna 5<br />
2.3 Grundläggande principer för konstruktion och säkerhet 6<br />
2.4 Genomförda säkerhetsförbättringar 11<br />
2.5 Probabilistiska säkerhetsanalyser 12<br />
3 Resultatet av stresstesten 13<br />
3.1 Antaganden och utgångspunkter 13<br />
3.2 Jordbävning 13<br />
3.3 Översvämning 15<br />
3.4 Förlust av elförsörjning och slutlig värmesänka 17<br />
3.5 Haverihantering 20<br />
4 Slutsatser 23<br />
5 Möjliga åtgärder för att förhindra tröskeleffekter 25<br />
2 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
1 Inledning<br />
I ljuset av olyckan som drabbade kärnkraftverket i Fukushima i Japan beslutade Europarådet den<br />
24 och 25 mars att en översyn av säkerheten ska genomföras för alla kärnkraftverk inom EU.<br />
Den 25 maj 2011 beslutade Strålsäkerhetsmyndigheten (SSM) att alla svenska kärnkraftverk ska<br />
genomföra förnyade säkerhetsvärderingar av tåligheten mot vissa händelser, enligt gemensamma<br />
specifikationer för stresstesten som beslutats i överenskommelse mellan de europeiska<br />
kärnkraftssäkerhetsmyndigheterna och Europeiska kommissionen, inom ramverket som utgivits<br />
av ENSREG.<br />
Denna rapport utgör en publik <strong>sammanfattning</strong> <strong>Forsmarks</strong> Kraftgrupp ABs arbete med stresstest.<br />
Analysarbetet har utförts i enlighet med ENSREG-dokumentet. Ytterligare information om<br />
grundläggande antaganden och metodik finns i avsnitt 3.1.<br />
Baserat på ENSREGs krav har SSM förelagt Forsmark att utföra analyser i enlighet med dessa<br />
krav.<br />
För att möta kraven i föreläggande har Forsmark tidigare skickat in följande dokument:<br />
- Redovisning av utgångspunkter och antaganden för analyser och säkerhetsvärderingar.<br />
- Kompletterande information om utgångspunkter och antaganden för analyser och<br />
säkerhetsvärderingar.<br />
- Lägesrapport 15 augusti.<br />
Stresstestets tekniska omfattning har bestämts med utgångspunkt i de problem som belysts av<br />
händelserna i Fukushima, inklusive kombinationer av inledande händelser och fel. Fokus kommer<br />
att ligga på följande händelser:<br />
a) Inledande händelser<br />
- Jordbävning<br />
- Översvämning<br />
b) Konsekvenserna av bortfall av säkerhetsfunktioner till följd av tänkbara inledande händelser<br />
vid förläggningsplatsen<br />
- Förlust av elkraft, inklusive station black out (SBO)<br />
- Förlust av slutlig värmesänka (UHS)<br />
- Kombination av dessa två<br />
c) Hantering av svåra haverier<br />
- Skydd mot och hantering av bortfall av härdnödkylningsfunktionen<br />
- Skydd mot och hantering av bortfall av bränslebassängkylning<br />
- Skydd mot och hantering av bortfall av reaktorinneslutningens integritet<br />
3 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
2 Fakta om förläggningsplatsen och anläggningarna<br />
2.1 Översiktlig beskrivning av förläggningsplatsen<br />
Statens Vattenfallsverk (SV) och Mellansvensk Kraftgrupp Aktiebolag (MKG) bildade den 15<br />
januari 1973 <strong>Forsmarks</strong> Kraftgrupp Aktiebolag (FKA) för att gemensamt bygga och driva<br />
kärnkraftverket i Forsmark, Östhammar. Tillståndshavaren är <strong>Forsmarks</strong> Kraftgrupp AB, som är<br />
ett dotterbolag till Vattenfall AB.<br />
<strong>Forsmarks</strong> kraftstation är belägen på östkusten ca 4 km norr om <strong>Forsmarks</strong> bruk i Östhammars<br />
kommun i Uppsala län.<br />
Avståndet till Stockholm är 138 km. Andra större städer i närheten är Uppsala (73 km) och Gävle<br />
(75 km). Närområdet anses vara sparsamt befolkat, men avståndet till stora elförbrukare är relativt<br />
litet. Detta tillsammans med bra berggrund, tillgång till kylvatten samt arbetsmarknaden utgjorde<br />
de största anledningarna till att platsen valdes.<br />
Inom <strong>Forsmarks</strong>verkets område finns tre kärnkraftsanläggningar. Enheterna är av typen BWR<br />
(kokarvattenreaktor) och konstruerades av det dåvarande svenska företaget ASEA-ATOM<br />
(nuvarande Westinghouse Electric). <strong>Forsmarks</strong>verket har också en gasturbinanläggning med en<br />
kapacitet på 40 MW.<br />
Forsmark är anslutet till det nationella 400 kV-nätet samt till det regionala 70 kV-nätet.<br />
Forsmark 1 och 2 delar på ett 400 kV-ställverk, medan Forsmark 3 har sitt eget ställverk. 70 kVställverket<br />
delas mellan de tre enheterna samt gasturbinen. Anslutningarna till 400 kV-nätet och<br />
70 kV-nätet är oberoende av varandra.<br />
Konstruktionsstyrande havsvattennivå baseras på mätningar av havsvattennivån mellan 1895 och<br />
1975 i Forsmark. Ovanpå dessa har en marginal lagts.<br />
Den seismiska aktiviteten i området är låg. Förläggningsplatsen hör till det Fennoskandiska<br />
området med avseende på seismicitet. Variationen i berggrundens hårdhet är väsentligt lägre än<br />
vad som ursprungligen antogs. Därför kan anläggningsspecifika markresponsspektra erhållas<br />
genom att multiplicera den generella svenska jordbävningen med 0,85.<br />
Signifikanta tsunamier har inte inträffat i Östersjön. Anläggningsplatsen är även i de flesta<br />
riktningar skyddad av en skärgård. Globalt sett har det endast registrerats en tsunami i ett<br />
innanhav som Östersjön. Detta var efter en stor jordbävning i Turkiet 1999, med en magnitud på<br />
7,4 på Richterskalan. Flodvågen i Svarta havet var 2,5 m hög. På grund av detta anses tsunami<br />
täckas in av höga vattenstånd. Det finns inga floder eller dammar i närheten som kan orsaka<br />
översvämning.<br />
Kylvattnet tas in från skärgården sydöst om kraftverket. Kylvattnet leds genom naturliga<br />
bassänger och utgrävda kanaler till respektive enhets intagsbyggnad.<br />
4 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
2.2 Översiktlig beskrivning av anläggningarna<br />
2.2.1 Forsmark 1 och 2<br />
Forsmark 1 och 2 är lättvattenreaktorer av kokartyp BWR69. De är av svensk konstruktion av<br />
dåvarande ASEA-ATOM (nuvarande Westinghouse Electric). Varje reaktor producerar mättad<br />
ånga med trycket 7 MPa för direkt användning i ångturbinen. Varje enhets maximala termiska<br />
effekt är 2928 MW. Eftersom reaktorerna har interna huvudcirkulationspumpar och steglöst<br />
reglerbara styrstavar räknas de till typen avancerade kokarvattenreaktorer generation III.<br />
En generell beskrivning av Forsmark 1 och 2 framgår av tabellen nedanför.<br />
Enhet<br />
Datum för första<br />
kriticitet<br />
Ursprunglig reaktoreffekt<br />
Nuvarande reaktoreffekt<br />
DD-MM-YYYY Termisk Elektrisk Termisk Elektrisk<br />
F1 23-04-1980 2711 900 2928 984<br />
F2 06-11-1980 2711 900 2928 996<br />
Reaktortanken är tillverkad i låglegerat stål och är invändigt belagd med rostfritt stål.<br />
Konstruktionstrycket är 8,5 MPa och konstruktionstemperaturen är 300°C. Tryck och temperatur<br />
under drift är 70 MPa och 286°C. Reaktorhärden består av 676 vertikalt placerade bränsleelement.<br />
Grupper av fyra bränsleelement omger en korsformad styrstav. Härdens bränsleelement består av<br />
ett knippe av ca 100 bränslestavar (i en gruppering på 10x10 bränslestavar) med interna<br />
vattenkanaler, omgivna av en bränslebox. Ångan som produceras i reaktorn leds via<br />
huvudångledningarna till turbinen. När ångan passerat turbinerna leds den till<br />
huvudkondensorerna där den med hjälp av havsvatten kondenserar till vatten. Kondensatet renas,<br />
förvärms och pumpas tillbaka till reaktortanken via matarvattenledningarna. Forsmark 1 och 2 har<br />
två turbinanläggningar var. Turbinerna konstruerades och tillverkades av dåvarande ASEA-STAL<br />
(nuvarande Alstom). Turbinanläggningarna består vardera av en högtrycksturbin och tre<br />
lågtrycksturbiner, sammanbyggda i en axelsträng tillsammans med den tvåpoliga generatorn.<br />
Färskånga strömmar först genom högtrycksturbinen och därefter via fuktavskiljarna och<br />
mellanöverhettarna parallellt genom lågtrycksturbinerna. Alla turbinerna är av axiell<br />
dubbelströmningstyp, där ånga tas in vid centrum och går ut vid ändarna. Axelsträngen roterar<br />
med 3000 rpm.<br />
2.2.2 Forsmark 3<br />
Forsmark 3 är också en lättvattenreaktor av kokartyp BWR75 konstruerad av ASEA-ATOM<br />
(nuvarande Westinghouse Electric). Forsmark 3 liknar Forsmark 1 och 2 principiellt, och är något<br />
nyare och har en högre termisk effekt, 3300 MW. Reaktorn producerar mättad ånga vid trycket 7<br />
MPa för direkt användning i ångturbinen. Eftersom reaktorn har interna huvudcirkulationspumpar<br />
och steglöst reglerbara styrstavar räknas den till typen avancerade kokarvattenreaktorer generation<br />
III.<br />
5 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
En generell beskrivning av Forsmark 3 framgår av tabellen nedanför.<br />
Enhet<br />
Datum för första<br />
kriticitet<br />
Ursprunglig reaktoreffekt<br />
Nuvarande reaktoreffekt<br />
DD-MM-YYYY Termisk Elektrisk Termisk Elektrisk<br />
F 3 28-10-1984 3020 1100 3300 1170<br />
Reaktorhärden består av 700 vertikalt placerade bränsleelement. Konstruktionstryck och reaktorns<br />
viktigaste konstruktionsparametrar är i allt väsentligt samma som för Forsmark 1 och 2.<br />
Till skillnad från Forsmark 1 och 2 har Forsmark 3 bara en turbinanläggning. Turbinen<br />
konstruerades och tillverkades av dåvarande ASEA-STAL (nuvarande Alstom).<br />
Turbinanläggningen består av en högtrycksturbin och tre lågtrycksturbiner, sammanbyggda till en<br />
axelsträng tillsammans med den fyr-poliga generatorn. Axelsträngen roterar med 1500 rpm.<br />
2.2.3 Förvaring av använt kärnbränsle<br />
Allt radioaktivt avfall, inklusive utbränt kärnbränsle, hanteras i Sverige av Svensk<br />
Kärnbränslehantering AB (SKB), som ägs av de svenska kärnkraftverken.<br />
Det utbrända kärnbränslet förvaras i bränslebassängerna vid varje enhet i genomsnitt ett år, innan<br />
det transporteras till det nationella mellanlagret för använt kärnbränsle.<br />
Utbränt kärnbränsle hanteras enligt interna och externa procedurer och instruktioner. Interna<br />
instruktioner beskriver hantering och laddning av transportbehållare i anläggningen. Externa<br />
instruktioner, t.ex. transporthandboken (utgiven av SKB), reglerar transport från anläggningen till<br />
det centrala mellanlagret för använt kärnbränsle (CLAB). Bränslet från svenska kärnkraftverk<br />
förvaras i CLAB tills det kan flyttas till det planerade slutförvaret.<br />
Sverige har beslutat att inte upparbeta använt kärnbränsle, och i enlighet med kärntekniklagen får<br />
svenska kärnkraftverk inte exportera kärnavfall.<br />
2.3 Grundläggande principer för konstruktion och säkerhet<br />
2.3.1 Säkerhetsprinciper<br />
För att klara av enkelfelskriteriet utan att säkerheten eller driften äventyras så är de tre<br />
anläggningarna indelade i fyra subar var (4 x 50 %). Säkerhetsfunktioner kan upprätthållas om<br />
minst två subar finns tillgängliga. Principen med fyra subar innebär att kraftverket kan klara<br />
enkelfelskriteriet även om en sub inte är driftklar på grund av underhåll.<br />
Reaktorinneslutningen är konstruerad enligt PS-principen (pressure-supression). Vid ett<br />
ångledningsbrott leds ångan ned i kondensationsbassängen i inneslutningen, där den avkyls och<br />
kondenseras. Trycket mellan primärutrymmet och kondensationsbassängen utjämnas.<br />
Sprinklersystemet för reaktorinneslutningen sprinklar och därigenom kondenseras ångan i<br />
primärutrymmet. Dessutom kyls kondensationsbassängen via kylkedjan. Vid ett svårt haveri<br />
används samma system för vattenfyllning av de torra utrymmena i reaktorinneslutningen.<br />
Reaktorinneslutningen är gjord av förspänd betong.<br />
6 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
Enheterna skyddas också genom fysisk separation mellan vitala komponenter samt placering av<br />
säkerhetsrelaterade komponenter i olika brandceller, vilket begränsar konsekvenserna av ett fel<br />
eller en brand. Till exempel finns det fyra separata utrymmen för säkerhetsutrustning i<br />
reaktorbyggnaden. Varje sådant utrymme är en egen brandcell och rymmer vitala komponenter,<br />
som t.ex. ventiler, pumpar och värmeväxlare för härdnödkylsystemen och reaktorinneslutningens<br />
sprinklersystem. Den fysiska separationen är vidareutvecklad vid Forsmark 3, som är av senare<br />
konstruktion. Reservkraftsdieselaggregaten är separerade genom avstånd då de är placerade på<br />
olika sidor av reaktorbyggnaden.<br />
Säkerhetsfunktionerna reaktivitetskontroll, härdnödkylning, tryckavsäkring av primärsystemet,<br />
resteffektbortförsel samt isolering av reaktorinneslutningen inkluderar funktionell diversifiering<br />
för skydd mot effekterna av fel med gemensam orsak (CCF). Detta inkluderar också diversifierad<br />
instrumentering och kontroll (I&C) men inte elförsörjning.<br />
Säkerhetsfunktionen reaktivitetskontroll är av felsäkert utförande. Härdnödkylning och<br />
resteffektbortförsel är båda beroende av elförsörjning. Tryckavsäkring av primärsystemet är<br />
oberoende av kraft- och signalel. Isolering av reaktorinneslutningen är inte beroende av<br />
elförsörjning.<br />
2.3.2 Djupförsvar<br />
Anläggningen är konstruerad och drivs enligt de grundläggande principerna för djupförsvaret.<br />
Djupförsvar innebär att man skapar flera oberoende och redundanta nivåer av barriärer för att<br />
kompensera för möjliga fel och yttre händelser, så att ingen enskild barriär ensamt svarar för att<br />
skydda människor och miljö. Nivåerna i djupförsvaret beskrivs i tabellen nedan.<br />
Nivå Syfte Huvudsakliga medel<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
Förebyggande av<br />
driftstörningar och fel<br />
Kontroll över driftstörningar<br />
och detektering av fel<br />
Kontroll över förhållanden som<br />
kan uppkomma vid<br />
konstruktionsstyrande haverier<br />
Kontroll över och begränsning<br />
av förhållanden som kan<br />
uppkomma vid svåra haverier<br />
Lindrande av konsekvenser vid<br />
utsläpp av radioaktiva ämnen<br />
till omgivningen<br />
Robust konstruktion och höga krav på<br />
utförandet, driften och underhållet<br />
Regler- och skyddssystem samt<br />
övervakning och tillståndskontroll<br />
Tekniska säkerhetsfunktioner samt<br />
störnings- och haveriinstruktioner<br />
Förberedda tekniska åtgärder och en<br />
effektiv haverihantering vid<br />
anläggningen<br />
Effektiv samverkan med ansvariga<br />
myndigheter för skydd av omgivningen<br />
7 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
2.3.3 Radiologiska barriärer<br />
Anläggningarna är konstruerade med fem barriärer för att förhindra utsläpp av aktivt material vid ett<br />
eventuellt missöde.<br />
- Bränslekuts av urandioxid<br />
- Bränslekapsling<br />
- Reaktortank<br />
- Reaktorinneslutning<br />
- Reaktorbyggnad<br />
Den första barriären är den sintrade bränslekutsen av urandioxid. Den keramiska formen är svårlöslig<br />
i vatten samt binder klyvningsprodukterna väl. Den andra barriären är bränslekapslingen av<br />
zirkonium, som håller kutsarna på plats och förhindrar utsläpp av flyktiga fissionsprodukter. Den<br />
tredje barriären utgörs av reaktortanken och de delar som trycksätts via reaktortanken. Den fjärde<br />
barriären är reaktorinneslutningen. Den femte barriären är reaktorbyggnaden med<br />
nödventilationssystem.<br />
Reaktoranläggningen består ytterst av reaktorbyggnaden, med merparten av säkerhetsutrustningen. I<br />
centrum av reaktorbyggnaden ligger reaktorinneslutningen. Reaktorinneslutningen är byggd som är<br />
ett tryckkärl och konstruerad för att motstå de tryck som kan uppkomma vid ett stort inre rörbrott,<br />
t.ex. ångledningsbrott. Reaktorinneslutningen är gastät för att förhindra eventuella läckage till<br />
omgivningen.<br />
Reaktorinneslutningen har två slussar. Under drift är reaktorinneslutningen fylld med kvävgas som<br />
eliminerar risken för brand under drift. I reaktorhallen finns bassänger för hantering och tillfällig<br />
förvaring av bränsle och övriga komponenter i reaktortanken. Bassängerna är kopplade till ett kyloch<br />
reningssystem.<br />
Sverige var det första landet i världen som ställde krav på möjligheten att filtrerat tryckavlasta<br />
reaktorinneslutningen vid händelse av en härdsmälta. I februari 1986 beslutade regeringen att alla<br />
svenska kärnkraftverk skulle förhindra oacceptabla utsläpp till omgivningen vid ett svårt haveri.<br />
Beslutet inkluderar både tekniska och administrativa åtgärder. Detta resulterade i de<br />
konsekvenslindrande systemen.<br />
8 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
2.3.4 Allmän systembeskrivning<br />
Följande systembeskrivningar gäller för Forsmark 1 och 2. Forsmark 3 skiljer sig marginellt från<br />
denna beskrivning.<br />
Huvudcirkulationssystem<br />
Huvudcirkulationssystemet består av åtta interna huvudcirkulationspumpar. Systemet används,<br />
tillsammans med styrstavarna, för att reglera reaktiviteten och därmed den termiska effekten.<br />
Pumpmotorn är kopplad till pumphjulet via en axel som går genom reaktortankens vägg.<br />
Konstruktionen med interna pumpar eliminerar behovet av att grova rörledningar ansluts till<br />
reaktortankens undre del. Det gör att risken för stora rörbrott under härdnivån elimineras.<br />
Avblåsningssystem<br />
Avblåsningssystemet skyddar reaktortanken mot höga tryck som annars kan utgöra en fara för<br />
tankens integritet. På Forsmark 1 och 2 består systemet av tio el- och tryckstyrda<br />
säkerhetsventiler, två tryckstyrda säkerhetsventiler, två tryckreglerventiler i serie med två<br />
säkerhetsventiler, samt fyra motormanövrerade säkerhetsventiler som är kvalificerade för både<br />
ånga och vatten. Alla ventiler leder ångan till kondensationsbassängen. Forsmark 3 har sexton<br />
säkerhetsventiler som är både el- och tryckstyrda.<br />
Avblåsningskapaciteten är tillräcklig för att skydda primärsystemet från tryck som är högre än<br />
konstruktionstrycket vid konstruktionsstyrande händelser. Systemet är ursprungligen konstruerat<br />
för 10 % övertryck vid förväntade störningar med uteblivet snabbstopp och helt blockerat<br />
ångflöde till turbinen med fördröjt snabbstoppsvillkor.<br />
De fyra säkerhetsventilerna som är kvalificerade för både ånga och vatten har också till uppgift att<br />
möjliggöra cirkulation av vatten mellan kondensationsbassängen och reaktortanken (feed and<br />
bleed). Ventilerna utgör också en diversifiering till tryckavsäkringen och eliminerar risken för<br />
högtrycksgenomsmältning vid svåra haverier.<br />
Härdnödkylsystem<br />
Härdnödkylsystemet är uppdelat på fyra separerade subar och består av ett högtrycksystem och ett<br />
lågtrycksystem. Systemen cirkulerar vatten från kondensationsbassängen eller tillför vatten från<br />
en extern källa. Funktionen kan kyla reaktorn vid alla rörbrott. Inget av koncepten “break<br />
preclusion” eller “leak before break” tillämpas.<br />
Resteffektkylsystem<br />
Resteffektkylsystemet är uppdelat på fyra separerade subar som kyler reaktorinneslutningen. Vid<br />
rörbrott eller svåra haverier används sprinkling av reaktorinneslutningen.<br />
Kylsystemet för avställd reaktor, kopplat till reningssystemet för reaktorvatten, har två kretsar<br />
som är ett diversifierat alternativ till den primära funktionen. Under bränslebyte kyler systemet<br />
bränslebassängerna och bränslet i reaktortanken.<br />
9 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
Hydrauliskt snabbstoppsystem<br />
Det hydrauliska snabbstoppsystemet består av 18 snabbstoppsgrupper. Varje grupp består av 8, 9<br />
eller 10 styrstavar, en kvävgastank, en vattentank och en snabbstoppsventil. Vid ett snabbstopp<br />
öppnas snabbstoppsventilen och alla styrstavar skjuts automatiskt in i härden. Samtidigt som det<br />
hydrauliska snabbstoppet utlöses börjar styrstavarna även skruvas in genom motormanövrerade<br />
drivdon. Detta innebär att styrstavarna går in i härden även om det hydrauliska snabbstoppet<br />
uteblir.<br />
Borsystem<br />
Autoborsystemet är ett diversifierat alternativ inom reaktivitetskontrollfunktionen vid förväntade<br />
störningar med uteblivet snabbstopp, med styrstavar som fastnat. Systemet består av två<br />
redundanta kretsar med kolvpumpar som kan pumpa in anrikat bor i reaktortanken vid höga tryck.<br />
Mellankylkretssystem<br />
Mellankylkretssystemet är konstruerat för att eliminera behovet av havsvatten i reaktorbyggnaden.<br />
Det finns två skäl till detta: Att begränsa konsekvenserna (utläckage av aktiva ämnen) vid ett<br />
eventuellt tubbrott i en värmeväxlare, samt att förhindra korrosion orsakat av saltvattenläckage.<br />
Systemen har fyra oberoende kylkretsar och samma redundanskrav som de primära kylsystemen.<br />
Filtrerad tryckavlastning av reaktorinneslutningen<br />
Systemet för filtrerad tryckavlastning av reaktorinneslutningen skyddar inneslutningen mot<br />
övertryck vid svåra haverier och rörbrott som leder till bortfall av PS-funktionen. Systemet är<br />
passivt och aktiveras av sprängbleck. Filtret är ett MVSS-filter (multi venturi skrubbersystem). De<br />
gaser som strömmar ut från reaktorinneslutningen i samband med tryckavlastning passerar<br />
vattenskrubbern. Gasfasen hålls inert för att förhindra ackumulering av vätgas.<br />
10 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
Figur 1. Principskiss över systemet för filtrerad tryckavlastning av reaktorinneslutningen.<br />
Nedre drywell fylls automatiskt med vatten vid svåra haverier för att säkerställa att härden kan<br />
kylas vid en härdsmälta. Längre fram i ett sådant scenario fylls reaktorinneslutningen med vatten<br />
från en extern källa för att förhindra höga temperaturer.<br />
Funktionen övervakas av batterisäkrad I&C (E- och F-subbat) som är separerade från de primära<br />
säkerhetssystemen (A-, B, C- och D-sub).<br />
Alla avstängningsventiler i tilloppssystemet är pneumatiska. Dessa ventiler manövreras från<br />
kontrollrummet. Om manuell tryckavlastning behövs kan ventilerna manövreras lokalt.<br />
Filtrerad tryckavlastning av reaktorinneslutningen utvecklades i slutet av åttiotalet till följd av ett<br />
regeringsbeslut som fattades efter Three Mile Island 2-olyckan (Harrisburg) 1979. Kravet är att<br />
lindra svåra haverier så att utsläpp av 134 Cs och 137 Cs begränsas till maximalt 0,1 % av<br />
härdinnehållet i en reaktorhärd av 1 800 MW termisk effekt.<br />
2.4 Genomförda säkerhetsförbättringar<br />
De ursprungliga konstruktionsförutsättningarna på Forsmark 1 och 2 inkluderade inte svåra<br />
haverier. I efterhand genomfördes en granskning av förutsättningarna att hantera svåra haverier<br />
och flera modifieringar gjordes i syfte att förbättra anläggningarnas möjligheter att hantera svåra<br />
haverier. Bland annat infördes ett skydd mot övertryck i inneslutningen som skyddar<br />
inneslutningens struktur vid snabb tryckökning vid en LOCA och begränsad PS-funktion.<br />
Forsmark har på eget initiativ installerat möjlighet till diversifierad tryckavlastning. Syftet var att<br />
förhindra risken för högtrycksgenomsmältning genom att skapa en diversifiering till<br />
tryckavlastningsfunktionen samt att möjliggöra feed and bleed.<br />
11 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
Myndigheten gav 2004 ut nya föreskrifter för konstruktion av kärnkraftsreaktorer (SKIFS 2004:2,<br />
senare SSMFS 2008:17). Forsmark har utarbetat en övergångsplan som har godtagits av SSM.<br />
Övergångsplanen syftar till att säkerställa att Forsmark uppfyller den nya föreskriften, och<br />
innehåller en tidsplan för verkställandet.<br />
Några av de säkerhetsförbättringar som ingår i övergångsplanen:<br />
- Ett system för detektering och dämpning av härdinstabilitet<br />
- Ett diversifierat system för resteffektbortförsel<br />
- Ökad separation mellan säkerhetssystem och driftsystem i elförsörjning<br />
- Införande av automatiserad borinpumpning<br />
- Förstärkning av byggnader i syfte att förbättra skyddet mot brand och yttre händelser<br />
(vindlaster)<br />
- Ökad subseparation på Forsmark 1 och 2<br />
- Förbättrat brandskydd genom separation<br />
- Förbättrad tålighet mot rörbrott<br />
- Förbättringar för att säkra kylningen i långtidsförloppet vid en härdsmälta<br />
- Ny reservövervakningsplats för Forsmark 1 och 2<br />
2.5 Probabilistiska säkerhetsanalyser<br />
Enligt SSMFS 2008:1 ska PSA (eng. Probabilistic Safety Assessment, på svenska<br />
sannolikhetsbaserad säkerhetsvärdering) ingå i säkerhetsredovisningen för ett kärnkraftverk. PSA<br />
ska omfatta samtliga driftlägen (effektdrift, nedgång, uppgång och avställd reaktor) samt samtliga<br />
störningar, s.k. inledande händelser, som kan påverka reaktorsäkerheten.<br />
I PSA nivå 1 studeras och kvantifieras sekvenser från inledande händelse till en möjlig härdskada<br />
(härdskadefrekvens per år). Sluttillståndet i PSA nivå 1 utgör utgångspunkten för PSA nivå 2. I<br />
PSA nivå 2 grupperas sekvenser som leder till härdskada i olika stationstillstånd, som i sin tur via<br />
haveriutvecklingsträd leder till ett antal utsläppskategorier, uppdelade i olika utsläppsgrupper:<br />
Acceptabla utsläpp, ej acceptabla utsläpp, stora utsläpp och tidiga stora utsläpp (LERF).<br />
Frekvensen (per år) för varje utsläppsgrupp kvantifieras. I nivå 2 studeras reaktorinneslutningens<br />
integritet och anläggningens förmåga att begränsa eller avbryta utsläpp av radioaktivt material. I<br />
dagsläget används endast nivå 2-beräkningar för effektdrift vid <strong>Forsmarks</strong> kärnkraftverk.<br />
Det bör noteras att PSA-resultaten inte är möjliga att använda för jämförelser mellan olika<br />
anläggningar. Detta beror på skillnader i upprättandet av olika PSA-modeller. PSA-resultat bör i<br />
första hand användas för att identifiera styrkor och svagheter inom den analyserade anläggningen,<br />
som en grund för säkerhetsförbättringar.<br />
12 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
3 Resultatet av stresstesten<br />
3.1 Antaganden och utgångspunkter<br />
Allt analysarbete för att utvärdera händelserna är utfört med metoderna som föreskrivs i<br />
ENSREG-dokumentet. Detta innebär att anläggningens tålighet mot konstruktionsstyrande<br />
händelser beskrivs i första delen av analysen. Beskrivningen är baserad på den tillståndsgrundade<br />
konstruktionen enligt säkerhetsredovisningen (SAR).<br />
Därefter följer den förnyade säkerhetsvärderingen av anläggningarnas tålighet mot de föreskrivna<br />
händelserna. Händelsernas inverkan på anläggningarna begränsas inte av anläggningarnas<br />
konstruktionsförutsättningar i denna nya analys. Händelsernas genomslagskraft ökas, alternativt<br />
tas skyddsbarriärer bort i en sådan grad att säkerhetsfunktioner faller bort eller bränsleskador<br />
uppkommer. Denna analys resulterar i värderingar av den nuvarande konstruktionen, en ökad<br />
kunskap om hur anläggningarna uppträder utanför konstruktionsförutsättningarna samt<br />
identifiering av områden där fördjupade analyser eller förstärkningar krävs.<br />
I analysen av anläggningens beteende utanför konstruktionsförutsättningarna tillämpas realistiska<br />
antaganden. I enlighet med beskrivning av ENSREG görs ingenjörsmässiga bedömningar där<br />
analyser utanför konstruktionsförutsättningarna saknas. Resultatet av stresstestet rapporteras<br />
enligt ENSREGs dokumentstruktur.<br />
Stresstestet utförs för varje enhet och för hela anläggningen.<br />
Lätt utrustning krediteras inte för de första 24 timmarna och tung utrustning inte för det första 72<br />
timmarna.<br />
För mer information om utgångspunkter och metod se lägesrapporten 15 augusti.<br />
3.2 Jordbävning<br />
Detta avsnitt är en <strong>sammanfattning</strong> av <strong>Forsmarks</strong> säkerhetsvärdering för jordbävning.<br />
I. Konstruktionsgrund<br />
Forsmark 1 och 2<br />
Vid tiden för konstruktion av Forsmark 1 och 2 ställdes inga jordbävningskrav. I början av 1990-<br />
talet beslöt Forsmark att Forsmark 1 och 2 skulle tillämpa den ”svenska jordbävningen” med<br />
uppskattad sannolikhet om 10 -5 per år för verifiering av nedgång till säkert läge efter en<br />
jordbävning. Detta motsvarar en markacceleration (Peak Ground Acceleration, PGA) om 0,09-<br />
0,11 g.<br />
En stegvis ansats har tillämpats för Forsmark 1 och 2 för att uppfylla möjligheten att motstå<br />
dimensionerande jordbävning (DBE). Alla anläggningsändringar efter 1992 har konstruerats för<br />
att uppfylla kraven på jordbävningstålighet. Dessutom har en Seismic Margin Assessment (SMA)<br />
genomförts. SMA är en metodik som kombinerar erfarenhetsbaserade metoder och beräkningar<br />
för att bedöma en anläggnings jordbävningstålighet. Nyckelsystem, strukturer och utrustning som<br />
krävs för att ta anläggningen till säkert läge identifieras och utvärderas. Med den här metoden kan<br />
anläggningens totala jordbävningstålighet bestämmas, och begränsande komponenter kan<br />
identifieras.<br />
13 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
Generellt kan man konstatera att byggnader, tryckbärande delar samt kabelvägar uppfyller kraven.<br />
Ett antal andra nyckelsystem, strukturer och utrustning kräver ytterligare utredning och eventuellt<br />
ändringar i anläggningen. Utrustning som inte uppfyllde kraven återfinns i två huvudkategorier:<br />
- Förankring av mekaniska komponenter.<br />
- Oavsiktlig manöver av reläer<br />
Nya säkerhetskrav infördes av myndigheten 2004 i föreskriften SKIFS 2004:2 (numera SSMFS<br />
2008:17). För Forsmark 1 och 2 skall åtgärder för att uppfylla föreskriften, enligt den<br />
överenskomna övergångsplanen, införas senast 2013. Inga åtgärder för jordbävningstålighet ingår<br />
i övergångsplanen. En slutsats från denna säkerhetsvärdering är att de återstående restpunkterna i<br />
den genomförda SMA-undersökningen, som har lyfts fram inom stresstesterna, behöver läggas till<br />
i övergångsplanen.<br />
Konsekvenserna av att inte ha genomfört de återstående åtgärderna bedöms acceptabla eftersom<br />
tiden tills de åtgärdas är kort och sannolikheten för händelsen är låg. Därför är det ackumulerade<br />
riskbidraget från jordbävning acceptabelt.<br />
Forsmark 3<br />
För Forsmark 3 har byggnader och system viktiga för reaktorsäkerheten ursprungligen<br />
konstruerats i enlighet med de responsspektra som föreskrivs av Regulatory Guide 1.60, skalat till<br />
0,15 g för horisontell markacceleration och 0,10 g för vertikal markacceleration (PGA 0,15 g).<br />
Eftersom Forsmark 3 ursprungligen konstruerats för jordbävningstålighet har inget behov av<br />
ytterligare verifikat eller anläggningsändringar identifierats.<br />
De konsekvenslindrande system som installerades på alla block i Forsmark efter olyckan vid TMI<br />
är konstruerade i enlighet med R.G. 1.60 (horisontell PGA 0,15 g).<br />
Jämfört med markrespons utgående från R.G. 1.60 så uppvisar den svenska jordbävningen lägre<br />
accelerationer vid låga frekvenser men högre accelerationer vid höga frekvenser. Detta beror dels<br />
på att markaccelerationerna domineras av små jordbävningar i närheten, medan R.G. 1.60<br />
domineras av kraftiga jordbävningar på större avstånd, dels på att marken i Sverige är hårdare än i<br />
USA.<br />
Erfarenheter från inträffade jordbävningar visar att effekterna av högfrekventa jordbävningar<br />
kraftigt överskattas med traditionella analysmetoder. Med beaktande av begreppet skadepotential<br />
kan man visa att den svenska E-5-jordbävningen inte överskrider intensitet VI på den modifierade<br />
Mercalliskalan (MMI), vilket av de flesta experter anses vara ofarligt.<br />
Vid verifiering av jordbävningskrav i Forsmark används traditionella metoder. Begreppet<br />
skadepotential är inte allmänt vedertaget för verifikation av jordbävningskrav, men kan utnyttjas<br />
för att förvissa sig om att konstruktionsförutsättningarna för Forsmark 1 och 2, och i ännu högre<br />
grad Forsmark 3, är kraftigt konservativa med avseende på risken för skada som en jordbävning i<br />
området kan orsaka.<br />
II. Utvärdering av marginaler<br />
Efter åtgärdande av SMA-restpunkterna för Forsmark 1 och 2 kan marginalen på samma sätt som<br />
ovan uppskattas till 2,3 gånger den svenska jordbävningen (PGA 0,21 g).<br />
14 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
För att bedöma marginalen till förlust av reaktorinneslutningens integritet har beräkningar<br />
genomförts för en jordbävning fyra gånger starkare än den svenska jordbävningen. Resultatet är<br />
att reaktorinneslutningens integritet upprätthålls. Reaktivitetskontroll samt filtreringsfunktionen<br />
bedöms inte äventyras. Möjligheten att manuellt isolera inneslutningen är bara delvis verifierad.<br />
Som konstateras ovan är det, med beaktande av skadepotential, rimligt att anta att system<br />
konstruerade för en R.G. 1.60-jordbävning kan motstå en jordbävning som är 3-5 gånger<br />
kraftigare än den svenska jordbävningen. Det är därmed rimligt att de konsekvenslindrande<br />
systemen för Forsmark 1, 2 och 3 kan motstå denna belastning.<br />
En kombination av jordbävning och extrema vattennivåer anses vara extremt osannolikt i<br />
Forsmark. Översvämning på grund av mänskliga aktiviteter bedöms inte som en risk eftersom det<br />
inte finns några närliggande dammar av den storleksordning som krävs för att åstadkomma någon<br />
skada på kraftverket.<br />
3.3 Översvämning<br />
Detta avsnitt är en <strong>sammanfattning</strong> av <strong>Forsmarks</strong> säkerhetsvärdering för översvämning.<br />
I. Konstruktionsgrund<br />
a) Konstruktionsstyrande översvämning<br />
Konstruktionsstyrande översvämning (DBF) för samtliga reaktorerna i Forsmark är marknivån. År<br />
2011 motsvarar marknivån 3 m över medelvattenståndet (+103,0).<br />
Ursprunglig dimensioneringsnivå baserades det maximala vattenstånden vid Forsmark med hjälp<br />
av uppmätta vattenstånd vid Björns fyr under åren 1895-1975, med tillagda marginaler.<br />
Återkomsttider för maximalt vattenstånd har uppskattats med hjälp av undersökningar gjorda av<br />
Sveriges Meteorologiska och Hydrologiska Institut (SMHI). Gjorda kurvanpassningar för dessa<br />
sällan återkommande vattenstånd innehåller många osäkerheter. Om en förmodat konservativ<br />
kurvanpassning används, ger denna att ett vattenstånd motsvarande marknivån (+103,0) har en<br />
frekvens i intervallet 10 -6 till 10 -5 per år.<br />
Alla kända fenomen (stormflod, sjösprång, kraftigt regn, tsunami, m.m.) vilka kan förekomma i<br />
Forsmark med en frekvens högre än 10 -5 per år anses täckas in av DBF. Tidsförloppet för dessa<br />
händelser bedöms vara i timskalan.<br />
Konstruktionsstyrande översvämning (DBF) bedöms därmed vara adekvat.<br />
b) Konstruktionskrav för att skydda anläggningen mot DBF<br />
De system för Forsmark 1 och 2 som erfordras för att nå säkert läge vid en översvämning är<br />
antingen placerade i utrymmen som är vattentäta upp till markplan (H-utrymmen) eller ovanför<br />
markplan.<br />
För Forsmark 3 är alla kritiska byggnader konstruerade för yttre översvämning till marknivån.<br />
Alla byggnader, säkerhetssystem och kraftmatning är konstruerade för att kunna kyla härden och<br />
bränslet i bränslebassängerna vid en extern översvämning upp till konstruktionsstyrande nivå.<br />
Befintliga instruktioner stödjer kraven för att säkerställa kylvattenintaget.<br />
15 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
Driftinstruktioner för höga havsnivåer föreskriver ett minskat intagsflöde vid nivålarm 101,6 (F3:<br />
101,8). För händelser som är relevanta för <strong>Forsmarks</strong>området bör det finnas betydande tid innan<br />
marknivån kan komma att översvämmas. Det skulle vara en fråga om timmar från inledande larm<br />
tills havsnivån kan överstiga konstruktionsstyrande översvämning. Denna tid anses vara tillräcklig<br />
för att ta reaktorerna till säkert läge.<br />
c) Anläggningens uppfyllande av tillståndsgrundande konstruktion<br />
Forsmark 1, 2 och 3 uppfyller den tillståndsgrundande konstruktionen. Översvämningstålighet<br />
uppnås genom konstruktionskrav och att säkerhetssystemen ska ha hög tillgänglighet.<br />
II. Utvärdering av marginaler<br />
d) Marginal till härdskada<br />
Om en extern översvämning via hög havsvattennivå inträffar över marknivån (några decimeter<br />
över +103,0) så medför det även att vattennivån inne i respektive byggnad stiger till samma nivå.<br />
För Forsmark 1, 2 och 3 bedöms en extern översvämning över marknivån påverka<br />
reaktorbyggnaderna på ett sådant sätt att en stor mängd säkerhetsutrustning påverkas samtidigt,<br />
när säkerhetsklassad kraftmatning fallerar. Det finns många dörrar som kommer att avsevärt<br />
fördröja vattentillförseln in i byggnaderna.<br />
Det bör noteras att även om en extern översvämning överstiger DBF och leder till härdskada, så<br />
kommer systemet för filtrerad tryckavlastning av reaktorinneslutningen inte att påverkas.<br />
Vattenfyllning av nedre drywell och tryckavlastning av inneslutningen påverkas inte av extern<br />
översvämning. För att vattenfylla inneslutningarna kan brandbil användas. Ett av två möjliga<br />
inkopplingsställen för av vatten från brandbil finns över marknivån.<br />
Extern översvämning orsakas troligen av väderfenomen som kan förutses i väderleksrapporter<br />
flera dagar i förväg. Detta medför att motåtgärder är möjliga att vidta för att förhindra eller lindra<br />
konsekvenserna. Dränagepumpar och sandsäckar kan till exempel transporteras till Forsmark om<br />
det behövs.<br />
När kraftmatningen går förlorad vid översvämning över DBF förloras kylning av<br />
bränslebassängerna. Tiden innan bränsleskada uppkommer är flera timmar, vilket innebär att det<br />
finns tid för att t.ex. spädmata bränslebassängerna med slangar.<br />
Översvämning över konstruktionsstyrande översvämning (DBF) drabbar sannolikt alla tre enheter.<br />
16 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
3.4 Förlust av elförsörjning och slutlig värmesänka<br />
3.4.1 Förlust av elektrisk kraft<br />
Detta avsnitt är en <strong>sammanfattning</strong> av <strong>Forsmarks</strong> säkerhetsvärdering för förlust av elektrisk kraft.<br />
Elektriska kraftkällor är:<br />
- Två oberoende yttre kraftkällor: det nationella nätet på 400 kV och det regionala nätet<br />
på 70 kV<br />
- Anläggningens huvudgeneratorer. Forsmark 1 och 2 har två generatorer var, medan<br />
Forsmark 3 har en huvudgenerator. Huvudgeneratorerna kan försörja kraftverket med<br />
el (husturbindrift).<br />
- Varje enhet har fyra redundanta och funktionsseparerade reservkraftaggregat.<br />
- En gasturbin, som är gemensam för alla tre enheterna, finns vid 70 kV-ställverket.<br />
a) Förlust av yttre kraft (LOOP)<br />
Följande sekvensordning följs vid förlust av yttre elkraft:<br />
1. Bortfall av 400 kV-nätet<br />
Inga konsekvenser.<br />
2. Husturbindriften fungerar inte.<br />
Inga konsekvenser.<br />
3. Bortfall av 70 kV-nätet<br />
Inga konsekvenser.<br />
När det nationella 400 kV-nätet, det regionala 70 kV-nätet och husturbindrift inte fungerar startar<br />
dieslarna och matar säkerhetsutrustning. Reservkraftdieselaggregaten kan hållas i drift minst en<br />
vecka innan bränsle måste införas utifrån.<br />
b1) Förlust av yttre och inre reservkraft (SBO)<br />
När yttre nät och dieslarna förloras adderas följande postulat:<br />
4. Reservkraftdieslarna fungerar inte.<br />
Inga konsekvenser.<br />
Det postuleras att alla steg ovan (1-3) felfungerar och att reservkraftdieslarna inte fungerar.<br />
Säkerhetsfunktionerna kommer att kunna utföras, med elkraft från gasturbinen.<br />
Vid förlust av yttre nät och inre reservkraft (SBO) kommer gasturbinen att mata<br />
säkerhetssystemen för alla enheter. Gasturbinen kan hållas i drift i veckoskala eller mera med det<br />
bränsle som finns på anläggningen.<br />
17 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
b2) Förlust yttre och inre reservkraft<br />
När yttre och inre reservkraft förloras tillsammans med förlust av alla andra diversifierade<br />
reservsystem postuleras följande:<br />
5. Förlust av alternative AC-källa (AAC, gasturbin)<br />
Ett svårt haveri inträffar.<br />
Det postuleras att alla steg ovan (1-4) felfungerar inklusive gasturbinen (AAC). Om gasturbinen<br />
felfungerar och inte kan spänningssätta säkerhetssystemen, fungerar endast batterimatade system.<br />
Ett svårt haveriscenario blir följden. De konsekvenslindrande systemen kommer att tryckavlasta<br />
reaktorinneslutningen och filtrera utsläpp.<br />
Batterierna för primära behov är designade för ett antal timmars drift. Batterier för de<br />
konsekvenslindrande systemen är designade för ungefär ett dygn. En realistisk bedömning är att<br />
batterierna kommer att fungera avsevärt längre. Dieselgeneratorn för de konsekvenslindrande<br />
systemen förväntas vara i drift inom några timmar.<br />
3.4.2 Förlust av primär värmesänka<br />
Detta avsnitt är en <strong>sammanfattning</strong> av <strong>Forsmarks</strong> säkerhetsvärdering för förlust av den primära<br />
värmesänkan.<br />
Kylvattnet till Forsmark 1, 2 och 3 tas från skärgården sydöst om kraftverket. Kylvattnet leds<br />
genom naturliga bassänger och utgrävda kanaler till intagsbyggnaderna. Detta medför ett<br />
signifikant skydd mot många externa händelser. Den gemensamma sektionen av kylvattenkanalen<br />
har en skumbalk, som hindrar flytande föremål att nå intagsbyggnaden.<br />
Det finns en intagsbyggnad som är gemensam för Forsmark 1 och 2, och en för Forsmark 3.<br />
Intagsbyggnaderna innehåller grovgaller och korgbandsilar för avskiljning av föroreningar.<br />
Vid eventuell blockering av intagskanalen på Forsmark 3 kan kylvatten recirkuleras från<br />
utloppstunneln. Detta sker automatiskt.<br />
Beaktade scenarion för blockering av kylvattenintaget:<br />
- Blockering på grund av packad is.<br />
- Blockering på grund av organiska material från havsbotten.<br />
- Blockering till följd av olja.<br />
- Blockering på grund av att främmande material ansamlats som en konsekvens av<br />
extrema väderförhållanden.<br />
Alla dessa scenarier är att betrakta som långsamma varför motåtgärder kan vidtas. Motåtgärderna<br />
kan antingen vara i form av aktiviteter för att förhindra igensättningen eller i form av driftåtgärder<br />
för att avhjälpa förlusten av värmesänka. Plötslig fullständig igensättning av intagskanalen är<br />
därför mycket osannolik. Ett kylflöde på mindre än 1 % av det nominella flödet är tillräckligt för<br />
att kyla och föra bort resteffekt.<br />
Vid förlust av primär värmesänka blir händelseförloppet för Forsmark 1, 2 och 3 relativt lika om<br />
möjligheten att ta kylvatten från utloppet antas vara otillgänglig för Forsmark 3.<br />
18 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
Händelseförloppet vid förlust av primär värmesänka ser i huvuddrag ut som följer:<br />
1. Blockering av intagskanalen<br />
Inga konsekvenser.<br />
>1% av det nominella flödet antas fortfarandet vara möjligt att utnyttja för kylningen.<br />
Huvudkylvattenpumparna stoppas automatiskt enligt driftinstruktioner.<br />
2. Fullständig blockering av inloppskanalen.<br />
Inga konsekvenser.<br />
Alla huvudkylvattenpumpar kommer att stoppas. Enheten kommer att snabbstoppa inom en<br />
minut. Om mer än enhet drabbas inom 15 minuter kan det externa nätet falla.<br />
3. Fullständig blockering av inlopps och utloppskanalerna.<br />
Inga konsekvenser.<br />
En stor volym vatten är fortfarande tillgänglig.<br />
4. Som ovan men med förlust av hävert över kondensorn.<br />
Säkerhetsfunktioner kommer att förloras men det leder inte till härdskada.<br />
Vattenvolymen för kylning är nu begränsad till intagskanalen. Vattenkonsumtionen för<br />
kylsystemen kommer snart att tömma intagskanalen. Därmed kommer dieslarna stanna på<br />
grund av utebliven kylning. Vad samma tidpunkt förloras också möjligheten att kyla bort<br />
resteffekten. Härdkylning sker med hjälp av spädmatning från tank för totalavsaltat vatten.<br />
Resteffekt bortförs via filtrerad tryckavlastning. Efter ungefär en dag kommer tankarna för<br />
totaltavsaltat vatten att behöva fyllas på.<br />
För Forsmark 3 är det möjligt att cirkulera vatten från utloppet till inloppskanalen.<br />
5. Som ovan men med förlust av gasturbinen.<br />
Härdskador kommer att ske. Externa utsläpp av radioaktivitet kommer att begränsas av de<br />
konsekvenslindrande systemen. Händelsen fortsätter på samma sätt som kombinationen av<br />
förlust av elektrisk kraft och förlust av slutlig värmesänka.<br />
3.4.3 Förlust av primär värmesänka och förlust av elektrisk kraft<br />
Händelseförloppet vid förlust av primär värmesänka och förlust av elektrisk kraft ser i princip lika<br />
ut som förlust av endast primär värmesänka. Det som skiljer är att reservkraftdieselaggregaten är<br />
otillgängliga direkt.<br />
Om gasturbinen antas felfungera kommer sekvensen bli liknande som förlust av slutlig<br />
värmesänka utan gasturbinen. Händelsen leder till ett svårt haveri.<br />
19 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
3.4.4 Bränslebassänger<br />
Det finns flera system för att kyla bränslebassängerna. Alla dessa möjligheter kräver antingen<br />
elektrisk kraft eller branddieslar. Vid förlorad kylning är de acceptabla insatstiderna långa,<br />
generellt i storleksordningen ett dygn innan vattnet kokar och flera dygn innan bränsleskador sker.<br />
Vid speciella tillfällen kan allt bränsle vara placerat i bränslebassängerna. Insatstiderna kommer<br />
då att vara kortare. Under ett kokningsscenario är den mängd vatten som krävs för att hålla nivån i<br />
bränslebassängerna ett fåtal kg/s.<br />
Jordbävning<br />
Bränslebassängerna tål konstruktionsstyrande jordbävning med god marginal. Kylning av<br />
bränslebassängerna upprätthålls med de normala kylsystemen.<br />
Extern översvämning<br />
Kylning av bränslebassängerna kommer att upprätthållas med de normala kylsystemen upp till ett<br />
par decimeter över konstruktionsstyrande översvämning.<br />
Förlust av elektrisk kraft (SBO)<br />
Om alla elektriskt matade system felfungerar kan kylning fortfarande upprätthållas genom att<br />
ersätta det vatten som kokar bort med vatten från det dieseldrivna brandvattensystemet.<br />
Förlust av värmesänka (UHS)<br />
Kylning kan fortfarande upprätthållas genom att ersätta det vatten som kokar bort med vatten från<br />
det dieseldrivna brandvattensystemet.<br />
För långtidsdrift matas brandvattensystemet genom gravitation från färskvattenkällan.<br />
Förlust av elektrisk kraft (SBO) och förlust av värmesänka (UHS)<br />
Samma sekvens som för endast bortfall av värmesänka (UHS) erhålls.<br />
3.5 Haverihantering<br />
Detta avsnitt är en <strong>sammanfattning</strong> av <strong>Forsmarks</strong> säkerhetsvärdering hanteringen av svåra<br />
haverier.<br />
I februari 1986 beslutade regeringen att alla svenska kärnkraftverk skulle förhindra oacceptabla<br />
utsläpp till omgivningen vid ett svårt haveri. Beslutet inkluderar både tekniska och administrativa<br />
åtgärder. Detta resulterade i de konsekvenslindrande systemen.<br />
När det gäller administrativa krav gjordes följande tolkningar:<br />
- Instruktionerna ska beakta alla möjligheter till att kyla härden med kraftigt<br />
degraderade drift- och säkerhetsfunktioner.<br />
- Instruktionerna ska ge vägledning för att ta anläggningen till ett stabilt sluttillstånd,<br />
även efter allvarliga härdskador.<br />
20 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
För att uppfylla kraven utvecklades omfattande instruktioner för haverihantering vid ett svårt<br />
haveri. Dessa täcker hela processen från snabbstopp till ett svårt haveri med ett stabilt sluttillstånd.<br />
Tyngdpunkten i instruktionerna ligger på insatser och åtgärder som görs i korttidsförloppet (inom<br />
en timme), men täcker upp till 24 timmar, och operatörerna tränas i enlighet med detta.<br />
För svåra haverier i längre tidsskala när en beredskapsorganisation har etablerats är strategierna<br />
mer generaliserade och inriktade på symtombaserade åtgärder. Haveriberedskapsorganisationen i<br />
ledningscentralen (KC) hjälper till för att hantera situationen.<br />
Beredskapsorganisation<br />
Personal, resurser och hantering av skiftgång<br />
Tillgängliga resurser på anläggningen (24 timmar per dag) för omedelbara åtgärder utgörs av:<br />
- Skiftlagen inklusive skyddsvakter<br />
- Vakthavande ingenjör (VHI)<br />
- Brandstyrkan<br />
Beredskapsorganisationen i Forsmark består av en gemensam organisation för hela anläggningen<br />
och en specifik för varje enhet. Organisationen bemannas om ett svårt haveri sker.<br />
Beredskapsorganisationen kan vara på anläggningen inom en till två timmar under förutsättning<br />
att vägarna är farbara.<br />
Utnyttjande av extern teknisk support för haverihantering<br />
Vattenfall har en grupp som tillhandahåller externt tekniskt stöd på begäran.<br />
Instruktioner, träning och övningar<br />
Giltigheten hos organisatoriska rutiner, utbildning och grundläggande träning bekräftas<br />
regelbundet genom stora övningar. För operatörer och annan personal i beredskapsorganisationen<br />
sker utbildning regelbundet på det sätt som beskrivs i utbildningsprogrammet.<br />
Möjlighet att använda existerande utrustning<br />
Ledningscentralen är utrustad med IT-applikationer för stöd, beräkningar och kommunikation<br />
vilket inkluderar flera olika typer av kommunikationsteknologier.<br />
Möjlighet att använda mobil utrustning<br />
I Forsmark finns det en brandstyrka bestående av fyra brandmän. Det finns en brandbil på<br />
brandstationen vid anläggningen. En speciellt utpekad person på varje skiftlag har rollen att stödja<br />
åtgärder när det behövs. Vid en allvarlig händelse kan hjälp utifrån behövas. Detta kan fås från<br />
den kommunala räddningstjänsten.<br />
Forsmark har en brandbil och mobila pumpar för att sprinkla reaktorinneslutningen.<br />
21 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
Hantering av radioaktiva utsläpp<br />
<strong>Forsmarks</strong> beredskapsorganisation har verktyg för att beräkna källtermer för aktuell händelse,<br />
graden av härdskada och utsläpp beroende på väder och vindriktning. Dessa verktyg kan även<br />
användas utan datorer.<br />
Dos till personal hanteras av strålskyddsledaren för att försäkra att arbetarna inte utsätts för högre<br />
doser än vad som kan accepteras. Instruktioner anger acceptabla stråldoser för olika scenarier.<br />
Dessa nivåer är förberäknade. Ordinering av jodtabletter och användning av skyddsutrustning är<br />
också styrt av instruktioner.<br />
Kommunikation och informationssystem<br />
Det befintliga högtalarsystemet används för att alarmera. Alarm och kommunikation kan göras<br />
från kontrollrummet, bevakningscentralen eller ledningscentralen. Alarm till externa<br />
organisationer och myndigheter görs via SOS Alarm.<br />
Extern kommunikation kan vid sidan av normala kommunikationssystem också göras med hjälp<br />
av andra mer driftsäkra system.<br />
Haverihantering i långtidsförloppet<br />
Personalen i beredskapsorganisationen är alla <strong>Forsmarks</strong>anställda och ISS Facility personal. Dom<br />
tillhör 25 olika funktioner i organisationen med 2-9 personer per funktion. Det totala antalet<br />
personer är ungefär 190. Utöver detta finns det tekniska stödorganisationer för att stödja dom<br />
enskilda enheterna.<br />
Anläggningars tillgänglighet<br />
Om det centrala kontrollrummet inte är tillgängligt finns det en reservövervakningsplats med<br />
övervakningspaneler som är belägen på en fysisk annan plats. För kontroll, övervakning,<br />
kommunikation och nödbelysning behövs batterier.<br />
Ledningscentralen finns på anläggningen. Den är skyddad.<br />
Stressning av haveriberedskapsorganisationen<br />
Mer än en enhet drabbad<br />
Den nuvarande haveriberedskapsorganisationen är i grunden utformad för att hantera ett svårt<br />
haveri på en av de tre enheterna i Forsmark. Om två eller tre enheter drabbas samtidigt är personal<br />
och resurser kanske inte tillräckliga för att hantera situationen och utföra alla de nödvändiga<br />
åtgärderna. För närvarande sker all träning och alla övningar under antagandet att en enhet<br />
drabbas.<br />
Stressning av beredskapsorganisationen<br />
Degradering av infrastruktur<br />
Degradering av infrastrukturen runt anläggningen kan förhindra beredskapsorganisationen att<br />
komma till anläggningen. Filterfunktionen gör det möjligt att säkra alla händelser mot stora<br />
utsläpp av radioaktivitet med väldigt lite personal på anläggningen. Det bedöms att personalen<br />
som är tillgänglig dygnet runt är tillräcklig för att utföra detta.<br />
22 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
Extern kommunikation kan påverkas. Dessutom kan, vid sidan av det normala<br />
kommunikationssystemet, andra mer driftsäkra system användas, vilket ses som robust.<br />
Haverihantering i långtidsförloppet<br />
För att fylla vatten i inneslutningen används vanliga branddieslar. Om dom felfungerar behövs det<br />
mobila pumpar (lätt utrustning) inom åtta timmar.<br />
Ingen tung utrustning har identifierats som behöver vara på plats inom 72 timmar.<br />
I långtidsförloppet behöver den lokala organisationen omfattande externt stöd. Planeringen för<br />
detta är begränsad.<br />
4 Slutsatser<br />
Överensstämmelse med nuvarande konstruktionsgrund<br />
Jordbävning<br />
När Forsmark 1 och 2 konstruerades fanns det inga krav på tålighet mot jordbävningar.<br />
Nya krav introducerades av myndigheten 2004, i föreskriften SKIFS 2004:2 (nu SSMFS<br />
2008:17). För Forsmark 1 och 2 ska åtgärder för att uppfylla dessa föreskrifter vara klara senast<br />
2013, enligt överenskommen övergångsplan. När det gäller jordbävning har det inte inkluderats<br />
några åtgärder i övergångsplanen. Som en slutsats från detta arbete planeras återstående åtgärder<br />
från SMA:n, som nu har identifierats, läggas till övergångsplanen. Syftet med detta är att<br />
formalisera strategin för att uppfylla föreskriften (SSMFS 2008:17).<br />
Konsekvenserna av att inte ha genomfört de återstående åtgärderna bedöms acceptabla eftersom<br />
tiden tills de åtgärdas är kort och sannolikheten för händelsen är låg. Därför är det ackumulerade<br />
riskbidraget från jordbävning acceptabelt.<br />
Forsmark 3 uppfyller nuvarande konstruktionsgrund.<br />
Extern översvämning<br />
Värderingen visar att för extern översvämning uppfyller anläggningarna konstruktionsgrunden.<br />
Konstruktionsgrunden är korrekt.<br />
Förlust av elektrisk kraft och förlust av värmesänka<br />
Anläggningen har en robust konstruktion avseende bortfall av yttre och inre nät.<br />
Bortfall av yttre nät hanteras av ordinarie reservkraftdieselkraftaggregat.<br />
Vid bortfall av yttre och inre kraftmatning (SBO) kommer gasturbinen spänningssätta<br />
dieselskenorna för samtliga enheter. Kylningen av härden via hjälpmatarvattensystemet kan då<br />
fortskrida i flera dagar.<br />
Bortfall av yttre och inre kraftmatning och dessutom utebliven gasturbin resulterar i härdskada.<br />
De konsekvenslindrande systemen kommer att hantera situationen genom filtrerad<br />
tryckavlastningen av reaktorinneslutningen.<br />
23 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
Anläggningen har en robust konstruktion med avseende på förlust av värmesänka. Det finns ett<br />
flertal funktioner för att skydda anläggningen från fullständig blockering av kylvattenintaget. Ett<br />
kylflöde på mindre än 1 % av nominellt flöde är tillräckligt för att kyla härden och bortföra<br />
resteffekt.<br />
I fallet med fullständigt bortfall av värmesänka kan härdkylning utföras med kraftmatning från<br />
gasturbinen och vatten från tankarna för totalavsaltat vatten.<br />
I de fall kraftmatning från gasturbinen är otillgänglig och slutlig värmesänka förloras leder<br />
händelsen till ett svårt haveri.<br />
Kylning av bränslebassänger<br />
Vid fullständigt bortfall av växelström finns inga system för kylning av bränslebassängerna. Det<br />
vatten som förloras vid kokning i bassängerna kan kompenseras med brandvattensystemet eller<br />
med brandbil. Vid Forsmark 1 och 2 kan det ske med hjälp av externa anslutningar. För Forsmark<br />
3 måste slangar manuellt ledas till bränslebassängerna, vilket kan försvåras av höga<br />
strålningsnivåer.<br />
Haverihantering<br />
Slutsatserna från stresstesterna är att befintlig haverihantering är tillräcklig när en enhet är<br />
drabbad. Den är inte anpassad för en händelse där flera enheter drabbas samtidigt. Det bör<br />
poängteras att svåra haverier ingår i konstruktionsförutsättningarna för anläggningen. I dessa<br />
scenarier spelar tryckavlastning av reaktorinneslutningen en avgörande roll.<br />
En konstruktionsförutsättning för den filtrerade tryckavlastningen är att yttre nät återkommer i<br />
dygnsskalan. Stresstesterna förutsätter att funktionen kan nyttjas under flera dagar. Slutsatsen är<br />
att filtreringsfunktionen kan upprätthållas under förutsättning att extern utrustning, i första hand<br />
strålskyddsmaterial, kan levereras inom 72 timmar.<br />
Dygnet runtbemanningen bedöms kunna stödja filtreringsfunktionen.<br />
Extern kommunikation kan påverkas. Förutom de konventionella kommunikationssystemen har<br />
Forsmark andra mer driftsäkra system användas vilket anses robust.<br />
För vattenfyllningen av reaktorinneslutningen används ordinarie branddieselpumpar. Om dessa är<br />
otillgängliga behöver mobila pumpar vara tillgängliga inom några timmar.<br />
I långtidsförloppet behöver den lokala organisationen omfattande yttre stöd. Planeringen för detta<br />
är begränsad.<br />
24 (25)
Fastställd av: PEW<br />
Dokumenttyp / Document type Klassificering / Classification Dok nr / Doc no Rev<br />
Rapport Företagsintern FT-2011-3868 0<br />
5 Möjliga åtgärder för att förhindra tröskeleffekter<br />
Identifierade åtgärder för att förhindra tröskeleffekter listas nedan i allmänna termer. Det bör<br />
noteras att specificering av åtgärderna kräver ytterligare utredning. De viktigaste<br />
förbättringsområdena listas nedan.<br />
Jordbävning<br />
Stresstestet har inte resulterat i några förbättringsområden gällande jordbävning.<br />
Översvämning<br />
Stresstestet har identifierat instruktionsförändringar för att förbättra förmågan att klara höga<br />
vattennivåer.<br />
Förlust av elektrisk kraft och förlust av värmesänka<br />
Stresstestet har identifierat gasturbinen som viktig för att undvika härdskada. För att göra<br />
anläggningen mer robust vid SBO har följande förbättringsområden identifierats:<br />
Bränslebassänger<br />
- Diversifierad härdkylningsfunktion oberoende av befintlig kraftmatning och<br />
värmesänka.<br />
- Förbättringar av instruktioner för att öka förmågan att stå emot en långvarig SBO.<br />
Stresstestet har identifierat följande förbättringar för bränslebassängerna:<br />
Svåra haverier<br />
- För Forsmark 3 måste slangar manuellt ledas till bränslebassängerna, vilket kan<br />
försvåras av höga strålningsnivåer. Det finns behov av att utveckla en strategi för<br />
detta.<br />
Stresstestet har identifierat följande områden för förbättringsområden:<br />
- Den nuvarande beredskapsorganisationen är dimensionerad för att klara av ett svårt<br />
haveri vid en av de tre enheterna. Det finns behov av att ändra instruktioner och<br />
rutiner för att kunna hantera krissituationer vid tre enheter samtidigt.<br />
- I ett scenario med förlorad kylning av reaktorinneslutningen kan filtrerad<br />
tryckavlastning behövas i långtidsförloppet. För sådana fall behöver vattennivån i<br />
skrubbern sänkas för att säkerhetsställa att filtreringsfunktionen inte ska försämras.<br />
I nuläget finns det inga instruktioner eller strategier som visar hur detta kan göras.<br />
25 (25)