DIESELGENERAATTORIN KOESTUSVÄLIN OPTIMOINTI

Mat-2.108 Sovelletun matematiikan erikoistyöt DIESELGENERAATTORIN KOESTUSVÄLIN OPTIMOINTI Auli Hämäläinen 48444R

1 JOHDANTO...4 1.1 Työn tavoitteet...4 1.2 Taustaa...4 1.3.1 Loviisan dieselgeneraattorijärjestelmän yleiskuvaus...4 1.3.2 Dieselgeneraattorijärjestelmän koestukset...5 2 JÄRJESTELMÄN LUOTETTAVUUDEN MITTAAMINEN...6 2.1 Luotettavuusanalyysi...6 2.2 Luotettavuussuureita...6 2.3 Vikatyypit ja epäkäytettävyysluokat...7 2.4 Komponenttimallit ja epäkäytettävyys...7 3 VIKAPUIDEN KÄYTTÖ JÄRJESTELMÄN ANALYSOINNISSA...8 3.1 Vikapuuesitys...8 3.2 Tärkeysmitat...10 3.3 Herkkyysanalyysi...11 4 KOESTUSVÄLIN PIDENTÄMISEN VAIKUTUKSET...12 4.1 Koestuksissa havainnoitavat viat...12 4.2 Koestusten aiheuttamat viat...12 4.3 Laskenta...13 4.3.1 Koestuksissa havaittavat viat ja epäkäytettävyydet...13 4.3.2 Riippuvat viat ja epäkäytettävyydet...13 4.3.3 Koestusvälin pituudet...13 4.3.4 Koestusvälin pituuden vaikutukset...13 5 TULOKSET...14 5.1 Koestusvälin kasvattaminen neljään viikkoon...14 5.1.1 Komponenttien epäkäytettävyydet...14 5.1.2 Dieselgeneraattorien epäkäytettävyydet...14 5.1.2 Ydinreaktorin vikaantumistaajuus...15 5.1.4 Herkkyystarkastelu...15 5.2 Koestusvälin kasvattaminen kahdeksaan viikkoon...16 5.2.1 Komponenttien epäkäytettävyydet...16 5.2.2 Dieselgeneraattorien epäkäytettävyydet...16

5.2.3 Ydinreaktorin vikaantumistaajuus...17 5.2.4 Herkkyystarkastelu...17 5.3 Riippuvat viat...18 5.3.1 Komponenttien epäkäytettävyydet...18 5.3.2 Dieselgeneraattorien epäkäytettävyydet...18 5.3.2 Ydinreaktorin vikaantumistaajuus...19 5.3.4 Herkkyystarkastelu...19 5.4 Yhteenveto...20 6 VIITTEET...23

1 Johdanto 1.1 Työn tavoitteet Loviisan voimalaitoksen riskitutkimus (PSALO1) käynnistyi vuonna 1985 silloisessa Imatran Voima Oy:ssä Loviisan voimalaitoksen ja suunnittelevien osastojen yhteistyönä. Riskitutkimuksen tavoitteena on selvittää kvantitatiivisesti laitoksen riskejä ja analyysien perusteella arvioida onnettomuuksien estämiseen tai lieventämiseen suunniteltuja ydinvoimalaitoksen turvallisuustoimintoja ja niiden toteuttamiseen tarvittavia järjestelmiä. Loviisan riskitutkimus perustuu PSA:han (Probabilistic Safety Assessment) eli todennäköisyyspohjaiseen turvallisuusanalyysiin. Todennäköisyyspohjaisessa turvallisuusanalyysissä on tavoitteena 1) tunnistaa erilaiset teknisen järjestelmän häiriöistä johtuvat onnettomuudet, 2) arvioida kvantitatiivisesti em. onnettomuuksien esiintymistodennäköisyys tai -taajuus, 3) tunnistaa onnettomuuksista johtuvat vahingolliset seuraukset ja 4) arvioida seurausten suuruutta (kvantitatiivisesti). Tässä työssä on tarkoituksena tutkia, voitaisiinko Loviisan voimalaitoksen turvajärjestelmiin kuuluvien hätädieselgeneraattorien määräaikaistestaukseen liittyviä kustannuksia pienentää turvallisesti pidentämällä testausten välistä aikaa vai aiheutuuko testausten harventamisesta liian suuri riski laitoksen ydinreaktorin turvallisuuden kannalta. Ydinreaktorin toimintavarmuuden mittana käytetään reaktorin sydänvauriotaajuutta. Dieselgeneraattorien testiväli vaikuttaa niiden vikaantumistodennäköisyyksiin. Tutkitaan, miten nämä todennäköisyydet muuttuvat, kun testiväliä kasvatetaan nykyisestä kahdesta viikosta neljään tai kahdeksaan viikkoon. Uudet vikatodennäköisyydet lisätään reaktorin toimintaa kuvaavaan riskianalyysimalliin ja lasketaan sen avulla, miten reaktorin sydänvauriotaajuus muuttuu kussakin tapauksessa. Mikäli muutokset ovat riittävän pieniä, on testivälin pidentäminen ainakin teoriassa perusteltua. Tarkoituksena on myös tarkastella eräitä mittasuureita ennen ja jälkeen testivälin muutoksen ja tulkita niitä. 1.2 Taustaa 1.3.1 Loviisan dieselgeneraattorijärjestelmän yleiskuvaus Loviisan ydinvoimalaitoksen sähköjärjestelmien tehtävänä on kehittää sähköenergiaa, syöttää se kantaverkkoon ja huolehtia tarvittavan omakäyttösähkön järjestämisestä laitokselle. Ydinreaktorin jäähdytyksen varmistamiseksi on laitoksen tärkeimpien laitteiden sähkönsaanti pystyttävä turvaamaan myös tilanteessa, jossa sähkönsyöttö laitoksen päägeneraattoreista ja kantaverkosta omakäyttöön on estynyt. Laitoksen turvallisuuden kannalta välttämättömien järjestelmien sähkönsaannin varmistamisesta normaalin sähkönsyötön häiriöiden aikana huolehtii dieselsähköjärjestelmä [1].

Molemmilla Loviisan laitosyksiköillä (Loviisa 1 ja Loviisa 2) on neljästä dieselgeneraattorista koostuva varavoimalaitos. Laitoksen kumpaakin redundanssia kohti on kaksi dieselgeneraattoria, joista kumpikin yksinään kykenee syöttämään koko redundanssipuoliskon kuormia. Dieselgeneraattorit käynnistyvät ja käyvät sähkökatkoksen aikana automaattisesti toisistaan riippumatta. Dieselit apujärjestelmineen on sijoitettu fyysisesti erilleen toisistaan kukin omaan paloeristettyyn dieselhuoneeseen dieselrakennuksessa. Näin on pyritty estämään ulkoisista syistä johtuvat yhteisviat eli kahden tai useamman rinnakkaisen laitteen samanaikaiset vikaantumiset samasta syystä. Dieselgeneraattori koostuu alajärjestelmistä, joita ovat dieselmoottori ja generaattori, dieselautomatiikkajärjestelmä (käynnistys- ja käyntiautomatiikka), palamisilmajärjestelmä, pakokaasujärjestelmä, voiteluöljyjärjestelmä, polttoainejärjestelmä sekä jäähdytysvesijärjestelmät: merivesipiiri, moottorin vaipan jäähdytys, voiteluöljyn ja ahtoilman jäähdytys. Yhden dieselin nimellinen sähköteho on 2800 kw / 6.3 kv. Yhden dieselin syöttämien dieselvarmistettujen järjestelmien tarvitsema yhteenlaskettu sähköteho on enintään noin 85 % dieselin nimellistehosta [2]. Voimalaitoksen toimiessa normaalisti laitoksen tarvitsema sähkö syötetään omakäyttökeskuksiin omakäyttömuuntajien kautta. Dieselgeneraattorit seisovat käyttövalmiina mahdollisen sähkökatkoksen varalta. Niiden käyttö rajoittuu varatilassa ainoastaan säännöllisesti toistuviin koekäyttöihin sekä vuosihuollon jälkeen tehtävään vuosikoestukseen [2]. Sähkökatkoksen sattuessa jossakin dieselvarmennetuista sähkönsyöttökiskoista kyseiseen kiskoon liittyvä dieselgeneraattori saa jännitemittaukseen perustuvan käynnistyskäskyn järjestelmästä. Käynnistyttyään dieselgeneraattori kytkeytyy generaattorikatkaisijan avulla syöttämään omaa dieselvarmennettua kiskoaan. Kun normaali omakäyttösähkö häiriön poistuttua palaa käyttöön, dieselgeneraattori tahdistetaan ulkopuoliseen verkkoon verkkokatkaisijan avulla. Kahden minuutin rinnankäyntiajan kuluttua dieselautomatiikka avaa generaattorikatkaisijan ja dieselgeneraattori pysähtyy käynnistysvalmiiseen tilaan odottamaan uutta omakäyttösähköhäiriötä [2]. 1.3.2 Dieselgeneraattorijärjestelmän koestukset Varalla olevia laitteita testataan eli koestetaan määrävälein niihin syntyvien vikojen havaitsemiseksi ja korjaamiseksi. Dieselgeneraattoreille tehdään laitoksen normaalina toiminta-aikana toimintakoestus kahden viikon välein. Koestuksessa dieselgeneraattori käynnistetään pehmeällä käynnistyksellä kierroksille, tahdistetaan verkkoon ja ajetaan 85% teholla yhden tunnin ajan. Joka toisella koestuskerralla eli neljän viikon välein koestetaan lisäksi erilliskäyttö (hätäkäyttö) simuloimalla hätäsignaalia päävalvomosta. Erilliskäytössä välikatkaisija avautuu ja dieselgeneraattori syöttää yksin dieselvarmennettua kiskoa. Näin varmistetaan dieselgeneraattorin taajuuden- ja jännitteensäädön toiminta hätäkäytössä [2].

Lisäksi dieseleille tehdään kymmenen tunnin koeajo kerran vuodessa vuosihuollon yhteydessä. Tarkoituksena on todeta järjestelmän moitteeton toiminta huollon jälkeen. Kokeessa dieseliä ajetaan nimellisteholla yhdeksän tuntia ja 110% teholla tunnin ajan. Lisäksi tarkistetaan käynnistysautomatiikan toiminta erilaisilla toimintakokeilla. Muiden määräaikaiskoestusten lisäksi dieseleille tehdään 50 tunnin koeajo 12 vuoden välein tehtävän peruskorjauksen jälkeen. Koestus suoritetaan erillisen koeohjelman mukaisesti. Dieselit koestetaan käynnin aikana lisäksi vikakorjausten jälkeen tarpeen mukaan. Tarpeen koestuksen suorittamiseen määrittelevät käyttö ja työnsuunnittelu yhdessä. Koeajon laajuus ja pituus riippuvat korjattavasta kohteesta[2]. 2 Järjestelmän luotettavuuden mittaaminen 2.1 Luotettavuusanalyysi Käyttövarmuus- eli luotettavuusanalyysissa tutkitaan, kuinka todennäköisesti laite tai järjestelmä kykenee suorittamaan tehtävänsä tai kuinka usein se vikaantuu. Lisäksi yleensä ollaan kiinnostuneita luotettavuuteen vaikuttavista tekijöistä ja keinoista, joilla järjestelmää voidaan kehittää taloudellisesti tai turvallisuuden kannalta paremmaksi. Analyysi voi kohdistua tuotantolaitokseen tuotannon luotettavuuden (taloudelliset näkökohdat) tai turvallisuuden (onnettomuudet, päästöt) kannalta tai valmiiseen tuotteeseen, jolloin tarkastellaan tuotteen luotettavuutta sen käyttöiän aikana [4]. 2.2 Luotettavuussuureita Järjestelmän luotettavuuden kuvaamisessa voidaan käyttää erilaisia suureita riippuen järjestelmän tarkoituksesta ja käyttötavasta. Yksi yleisesti käytetty mitta on epäkäytettävyys u(t), joka määritellään siksi todennäköisyydeksi, jolla tarkasteltava komponentti tai järjestelmä ei ole käytettävissä hetkellä t: u(t) = P(komponentti ei toimintakunnossa hetkellä t) Tässä tutkimuksessa käytetään luotettavuuden mittana keskimääräistä epäkäytettävyyttä eli epäkäytettävyyden aikakeskiarvoa. Keskimääräinen epäkäytettävyys lasketaan varalla olevalle laitteelle seuraavasti, kun koestusvälin pituus on T ja oletetaan laitteen olevan testin jälkeen kuin uusi (jolloin epäkäytettävyys on jaksollinen jaksonpituudella T): 1 u = T T 0 u( t) dt (1) Muita usein käytettyjä luotettavuussuureita ovat luotettavuus R(t) = P(laite toimintakunnossa ajan t yhtämittaisesti), vikojen taajuus tai lukumäärä tiettynä aikana sekä epäkäytettävyyden vastakohtasuure käytettävyys A(t) = P(laite toimintakunnossa hetkellä t) ym. Jos laitetta ei voida korjata, on laitteen luotettavuus sama kuin sen käytettävyys [4].

Laitteen epäkäytettävyys voidaan estimoida sen vikahistorian perusteella. Jatkuvasti monitoroiduille laitteille tämä on helppo laskea, koska niillä vikaantuminen huomataan välittömästi, sen sijaan muissa tapauksissa laskut ovat hieman monimutkaisempia ja perustuvat laitteen koestusväliin. 2.3 Vikatyypit ja epäkäytettävyysluokat Laitteen epäkäytettävyyttä aiheuttavat tapahtumat ovat joko vikoja tai väärässä tilassa olemisia [4]. Vika on korjausta tai komponentin korvaamista vaativa tila, laitteen turvallisen toiminnan kannalta. Väärä tila on turvallisuustoiminnon estävä tila, ei välttämättä vika itse laitteessa. Yleensä väärä tila on inhimillisen virheen seuraus. Lisäksi epäkäytettävyyttä aiheuttavat sellaiset määräaikaiset huolto-, koestus- tms. toiminnot, joiden aikana laitetta ei voida käyttää. Epäkäytettävyyttä aiheuttaa myös laitteen toiminnalle välttämättömän tukitoiminnon puuttuminen (esim. häiriö sähkönsyötössä tai ilmastoinnissa). Loviisan voimalaitoksen riskitutkimuksessa vikatapahtumat on luokiteltu seuraaviin epäkäytettävyysluokkiin, joita merkitään kirjaimin: K = Toiminnan estävät viat, estävät laitteen toiminnan vian synnystä alkaen korjauksen päättymiseen. L = Toimintaa estämättömät viat ( alkavat viat): laitteessa on vikaa, mutta se pystyy tai pystyisi suorittamaan tehtävänsä ja on siksi epäkäytettävä vain korjauksen keston ajan. M = Kaikkien määräaikaisten suunniteltujen koestusten ja huoltojen säännöllisesti aiheuttama epäkäytettävyys. H = Kaikki inhimillisten virheiden (esim. kalibrointivirhe) aiheuttamat epäkäytettävyydet. Z = Tuntematon, ei määritelty. Vikatapahtumia (perustapahtumia) merkitään koodeilla, joiden alkuosa (8-9 merkkiä riippuen siitä, onko kyseessä yksittäisen komponentin vikaantuminen vai useamman komponentin yhteisvika) kertoo vioittuneen komponentin järjestelmän, osajärjestelmän ja lajin ja viimeiset kaksi merkkiä viittaavat vikatyyppiin ja epäkäytettävyysluokkaan [1]. Esimerkiksi EY01G001AK tarkoittaa tapahtumaa, jossa dieselgeneraattori EY01:n käynnistyminen ei ole onnistunut ja siksi koko generaattorin toiminta on estynyt, kunnes vika on korjattu (vikatyyppi A = epäonnistunut käynnistyminen tai avautuminen, epäkäytettävyysluokka K = toiminnan estävä vika). 2.4 Komponenttimallit ja epäkäytettävyys Normaalisti käytössä oleva komponentti on jatkuvasti toiminnassa järjestelmän osana. Sen toimintaa havainnoidaan jatkuvasti, joten viat huomataan välittömästi joko

hälytyksestä tai muista vikatapahtumaan liittyvistä oireista. Komponentti ei vaadi tilan muutosta turvallisuustehtävää varten. Normaalisti varalla oleva komponentti ei ole normaalisti käytössä vaan valmiustilassa, ja otetaan käyttöön vain erityisen tarpeen ilmetessä. Tällaisia ovat tyypillisesti turvallisuusja suojausjärjestelmät, esim. reaktorin hätäjäähdytysjärjestelmä sekä tässä tarkasteltavat hätädieselgeneraattorit. Tällaisiin komponentteihin viat syntyvät satunnaisiin aikoihin, mutta erona normaalisti käytössä oleviin komponentteihin on se, että vikoja ei välttämättä heti havaita. Vikojen havaitsemiseksi ja korjaamiseksi varalla olevia laitteita testataan eli koestetaan määrävälein. Komponenttien käytettävyys riippuu eniten vikataajuudesta ja koestusvälistä, mutta myös korjausajasta ym. seikoista. Vikoja ei kuitenkaan aina havaita koestuksissa, esimerkiksi manuaalinen käynnistys ei testaa automatiikkaa. Toisaalta varalla olevien komponenttien tietyt vikatyypit paljastuvat heti valvotut viat (esim. pinnankorkeus, sähkönsyöttö tms.). Vuorottelevat komponentit ovat vuoroin varalla, vuoroin normaalisti käytössä. Tällöin järjestelmässä on n rinnakkaista komponenttia, joista yksi tai useampia kerrallaan on varalla ja loput käynnissä. Yksittäisen komponentin epäkäytettävyyden aikakeskiarvo on painotettu keskiarvo käyvän ja varalla olevan laitteen keskiarvoista. Mallinnettaessa on yleensä oikeampi olettaa komponentti koko ajan varalla olevaksi määräajoin koestetuksi tai käyväksi laitteeksi [4]. 3 Vikapuiden käyttö järjestelmän analysoinnissa 3.1 Vikapuuesitys Vikapuu on yksi käytetyimmistä työkaluista järjestelmien luotettavuusanalyysissä. Se on looginen kaavio, joka esittää järjestelmävikaan johtavat tapahtumat ja niiden syyt. Vikapuita käytetään yleisesti ydinvoimalaitosten toimintaan liittyviä riskejä mallinnettaessa. Niitä voidaan käyttää sekä riskien kvalitatiiviseen että kvantitatiiviseen analyysiin. Loviisan laitoksen luotettavuusanalyysissä käytetään vikapuiden lisäksi tapahtumapuita, jotka ovat kuitenkin tämän tutkimuksen ulkopuolella. Vikapuilla esitetään, kuinka erilaiset järjestelmän ulkoiset ja sisäiset tapahtumat voivat johtaa järjestelmän vikaantumiseen tai muuhun epätoivottuun tilaan. Tällaisia tapahtumia ovat esimerkiksi laitteiston tai ohjelmistojen vikaantumiset, käyttöhenkilökunnan tekemät virheet sekä olosuhteiden muuttuminen käyttöympäristössä. Vikapuu koostuu huipputapahtumasta (top event), joka kuvaa (koko) tutkittavan järjestelmän vikaantumista sekä siihen yhdistetyistä loogisista tapahtumaketjuista, jotka johtavat huipputapahtuman toteutumiseen. Tapahtumaketjut koostuvat ns. perustapahtumista (basic events) ja loogisista porteista (logical gates), jotka määräävät, millaiset

perustapahtumien yhdistelmät johtavat vikapuun huipputapahtuman toteutumiseen. Perustapahtumat edustavat yksinkertaisia järjestelmän osien vikatapahtumia kuten laitteen rikkoutumista, inhimillistä virhettä tai muuta epäsuotuisaa tilaa. Loviisan vikapuissa käytettyjen perustapahtumien luokittelusta ja merkinnöistä kerrottiin kohdassa 2.3. Loogisia operaattoreita on kahta perustyyppiä: OR- ja AND-portit. Lisäksi vikapuissa esiintyy muun muassa k/n-portteja (vaaditaan, että täsmälleen k ehtoa n:stä toteutuu) ja NOT-portteja (ehto on totta, kun tapahtuma ei toteudu). Alla on esimerkkinä osa Loviisan voimalaitoksen reaktorin sydänvauriota kuvaavasta vikapuusta. Yläkulmassa on vikapuun huipputapahtuma, reaktorin sydänvaurio, ja muut palikat kuvaavat siihen johtavia tapahtumia. Kuva 1. Loviisan voimalaitoksen reaktorin sydänvaurio vikapuuna (osa). Järjestelmän vikaantumistodennäköisyys ratkaistaan Boolen algebran laskusääntöjä käyttäen [4]. Huipputapahtumaan johtaville tapahtumaketjuille muodostetaan Boolen lausekkeet, joista summaamalla saadaan huipputapahtuman Boolen lauseke. Tässä vaiheessa laskujen helpottamiseksi usein karsitaan summasta pois sellaiset tapahtumaketjut, joiden esiintymistodennäköisyys voidaan arvioida kokonaisuuden kannalta mitättömän pieneksi (ns. minimikatkosjoukkojen muodostaminen).

Huipputapahtuman esiintymistodennäköisyyden numeerinen ratkaisu saadaan sen Boolen lausekkeesta kun lausekkeessa esiintyvien perustapahtumien todennäköisyydet tunnetaan. Käytännössä tämä tarkoittaa perustapahtumien tulojen todennäköisyyksien määrittämistä. Boolen laskusääntöihin ei tässä tarkemmin mennä, mutta niitä esittelee esimerkiksi [4]. Suuria järjestelmiä koskevat vikapuut voivat helposti sisältää satoja loogisia portteja. Riskitutkimuksessa käytetäänkin nykyisin tarkoitusta varten kehitettyjä tietokoneohjelmia, joilla vikapuun laadinta voidaan suorittaa automaattisesti ja jotka suorittavat vikapuulaskennan halutulla tarkkuudella. Loviisan riskitutkimuksessa vikapuulaskennassa on käytössä RiskSpectrum-ohjelmisto, jota tässäkin työssä käytettiin. 3.2 Tärkeysmitat Laitteiden tai komponenttien merkitystä turvallisuuden kannalta voidaan analysoida tärkeysmittojen avulla. Tärkeysmitat mittaavat tutkittavan kohteen osuutta koko järjestelmälle tai laitokselle lasketusta suureesta, joka tässä työssä on ydinreaktorin sydänvauriotaajuus. Tässä esitellään muutamia tärkeysmittoja, joita tutkimuksissa käytettävässä RiskSpectrum-ohjelmassa voidaan laskea ja joita myöhemmin käytetään tulosten analysoinnissa. Fussell-Vesely (FV) tärkeys kuvaa perustapahtuman i osuutta vikapuun huipputapahtuman epäkäytettävyydestä [5]. Se lasketaan seuraavasti: 1. Lasketaan vikapuun huipputapahtuman epäkäytettävyys perustuen pelkästään niihin minimikatkosjoukkoihin, joihin tarkasteltava perustapahtuma kuuluu eli siis asetetaan muiden minimikatkosjoukkojen epäkäytettävyys nollaksi. 2. FV-mitta saadaan edellä lasketun epäkäytettävyyden ja huipputapahtuman normaalin epäkäytettävyyden suhteena: uhuippu ( MKJ i ) FVi = (2) u HUIPPU Riskinkasvukerroin RIF kuvaa sitä, kuinka moninkertaiseksi huipputapahtuman todennäköisyys kasvaa, jos perustapahtuma i toteutuu varmasti [5]. Se lasketaan seuraavasti: 1. Asetetaan tapahtumaa i vastaavan epäkäytettävyyden u i arvoksi 1 eli tapahtuma toteutuu varmasti. Lasketaan huipputapahtuman epäkäytettävyys. 2. RIF saadaan edellä lasketun epäkäytettävyyden ja huipputapahtuman normaalin epäkäytettävyyden suhteena: uhuippu ( ui = 1) RIFi = (3) u HUIPPU

Riskinvähennyskerroin RDF kuvaa mihin osaan huipputapahtuman todennäköisyys pienenee, jos perustapahtuma i ei varmasti toteudu [5]: 1. Asetetaan tapahtuman i epäkäytettävyyden u i arvoksi 0 eli tapahtuma ei varmasti toteudu. Lasketaan huipputapahtuman epäkäytettävyys. 2. RDF saadaan edellä lasketun epäkäytettävyyden ja huipputapahtuman normaalin epäkäytettävyyden suhteena: u HUIPPU RDFi = (4) u ( u = 0) HUIPPU i FC (fractional contribution) lasketaan riskinvähennyskertoimen avulla seuraavasti: 1 uhuippu u HUIPPU ( ui = 0) u HUIPPU ( MKJ i ) FCi = 1 = (5) RDF u u i HUIPPU HUIPPU Kun tiedetään FC, saadaan sen perusteella siis estimaatti Fussell-Vesely-tärkeydelle. Tärkeysmittoja voidaan laskea joukolle komponentteja samaan tapaan kuin yksittäiselle komponentille siten, että kaikkien ryhmään kuuluvien komponenttien epäkäytettävyydet asetetaan yhtäaikaa ykköseksi tai nollaksi, riippuen laskettavasta tärkeysmitasta. 3.3 Herkkyysanalyysi Herkkyystarkasteluissa tutkitaan, kuinka herkkä koko järjestelmä on muutoksille komponentissa tai komponenttiryhmässä tutkittavan suureen suhteen. RiskSpectrumissa herkkyys lasketaan perustapahtumalle tai joukolle tapahtumia seuraavasti, kun tarkasteltavana suureena on epäkäytettävyys [5]: 1. Valitaan ns. herkkyyskerroin, joka voi olla mikä tahansa ykköstä suurempi luku. Oletusarvoisesti herkkyyskerroin on 10. Tarkasteltavaan perustapahtumaan/tapahtumiin liittyvän epäkäytettävyyden arvoksi asetetaan normaali epäkäytettävyys jaettuna herkkyyskertoimella. 2. Lasketaan uusi huipputapahtuman epäkäytettävyys Q TOP,L edellä asetetuilla arvoilla. Tämä epäkäytettävyys on siis pienempi kuin huipputapahtuman normaali epäkäytettävyys. 3. Asetetaan tarkasteltavaan perustapahtumaan/tapahtumiin liittyvän epäkäytettävyyden arvoksi vuorostaan normaali epäkäytettävyys kerrottuna herkkyyskertoimella. Mikäli epäkäytettävyys saa suuremman arvon kuin 1, se pyöristetään alas arvoon 1. 4. Lasketaan uusi huipputapahtuman epäkäytettävyys Q TOP,U edellä asetetuilla arvoilla. Nyt epäkäytettävyys on suurempi kuin normaalisti. 5. Herkkyys S saadaan edellä laskettujen epäkäytettävyyksien suhteena, Q S = Q TOP, U TOP, L (6)

4 Koestusvälin pidentämisen vaikutukset 4.1 Koestuksissa havainnoitavat viat Dieselgeneraattori on laaja järjestelmä, joka rakentuu suuresta joukosta erityyppisiä komponentteja. Loviisan neljän dieselin vikapuut on esitetty liitteissä 1-4. Kyseisissä kaavioissa näkyy tosin vain vikapuun ylin taso, jonka elementit itsessään ovat alipuita. Koska dieseleissä on kymmeniä komponentteja ja saman verran tai enemmän vikatapahtumia, ei koko vikapuun näyttämiseen riitä tila. Vikapuissa on joitakin eroja yksittäisissä komponenteissa vaikka niiden rakenne onkin sama. Siksi luotettavuustarkastelu on suoritettava erikseen jokaiselle dieselille. Dieselit ovat suurimman osan käyttöiästään varatilassa. Tänä aikana voi yksi tai useampi järjestelmän komponenteista vikaantua. Vikaantumisia tapahtuu tietyllä komponenttikohtaisella taajuudella. Varallaolon aikana syntyneet viat pyritään havaitsemaan riittävän ajoissa suorittamalla dieseleille säännöllisin väliajoin toimintakoestuksia. Jos määräaikaiskoestuksia harvennetaan, pysyvät normaalisti koestuksissa havaittavat komponenttien viat piilossa pidempään ja pienentävät todennäköisyyttä, että dieseljärjestelmä on toimintakunnossa kun sitä tarvitaan. Reaktorin sydänvaurion riski siis kasvaa, koska dieselien tehtävänä on huolehtia reaktorin tärkeimpien turvajärjestelmien toiminnan varmistamisesta sähkökatkosten aikana. 4.2 Koestusten aiheuttamat viat Edellisessä käsittelyssä komponentin vikataajuuden on oletettu pysyvän vakiona koestusvälin pituuden suhteen. Siis vikojen määrä olisi suoraan verrannollinen koestusvälin pituuteen. Näin ei kuitenkaan välttämättä ole. Vuonna 2001 tehdyssä Loviisan hätädieseleiden elinikäselvityksessä [3] on todettu, että tietty osuus dieselin komponenttien vikaantumisista on koestusriippuvia eli itse koestustoimenpiteiden aiheuttamia. Määräaikaiskoestukset aiheuttavat dieseleiden vanhenemista ja vikaantumista. Koneiden valmistajan mukaan yksi kova käynnistys vastaa n. 25 normaalia käyttötuntia koneen kulumisen kannalta. Koneissa havaittujen vikojen, kuten säröjen ja repeämisten yhteys koestuksiin ja niissä syntyviin lämpötransientteihin on ilmeinen [3]. Koestusten harventaminen johtaisi siihen, että edellä mainitun kaltaiset koestusriippuvat viat järjestelmässä vähenisivät, mikä parantaisi dieseljärjestelmän käyttövarmuutta ja siten pienentäisi reaktoriin liittyvää riskiä. Koestusriippuvien vikojen määrän voidaan ajatella olevan kääntäen verrannollinen koestusvälin pituuteen. Näiden vikojen määrä siis vähenee kun koestusväliä kasvatetaan. Toisaalta, kuten edellä todettiin, koestuksista johtumattomat viat jäävät huomaamatta

pidemmäksi aikaa kun koestusväli on pidempi. Komponentin vikataajuus on siis jaettava koestuksista riippuvaan ja riippumattomaan osaan. Koestuksista aiheutuvat viat, kuten säröt ja kulumiset, johtavat koestuksessa havaittavaan epäkäytettävyyteen vasta sitten, kun viat ovat kehittyneet riittävän pitkälle. Useimmiten viat eivät ehdi aiheuttaa epäkäytettävyyttä noin 12 vuoden perustuskunnostusvälin aikana. 4.3 Laskenta 4.3.1 Koestuksissa havaittavat viat ja epäkäytettävyydet Aluksi on selvitettävä, mitkä dieselgeneraattorin komponenttien vioista voidaan havaita määräaikaiskoestuksissa. Tällaisten vikojen vaikutus dieselin käyttövarmuuteen muuttuu, kun koestusvälin pituus muuttuu. Koestusvälin pituuden muuttuminen ei sensijaan vaikuta sellaisten vikojen aiheuttamaan epävarmuuteen, jotka havainnoidaan välittömästi ajon aikana tai varatilassa. Koestuksissa havainnoitavat viat on taulukoitu dieseleittäin liitteessä 5. Lisäksi taulukoissa on esitetty dieselin komponenttien epäkäytettävyydet alkuperäisellä koestusvälillä ja epäkäytettävyyden laskemisessa käytetyt kaavat. Kaavoja ei esitetä yksityiskohtaisesti tässä, koska osa niistä, erityisesti yhteisvikoihin liittyvät laskumenetelmät, ei perustu mihinkään teoriaan vaan on kehitetty Fortumilla käytännössä. Periaatteessa kaikki epäkäytettävyyslaskut kuitenkin noudattavat määritelmää (1). 4.3.2 Riippuvat viat ja epäkäytettävyydet Lisäksi on selvitettävä, mikä osa vikaantumisista on koestusriippuvia. Tässä suureksi avuksi oli aiempi tutkimus [3], jossa oli selvitetty, mitkä dieselin komponentit kuluvat koestuksissa. Riippuvat vikatapahtumat ja niiden aiheuttamat epäkäytettävyydet on esitetty liitteessä 6. Lisäksi on esitetty epäkäytettävyyksien laskukaavat, jotka poikkeavat jonkin verran muiden vikojen laskutavoista. 4.3.3 Koestusvälin pituudet Koestusvälin kasvattamisen vaikutuksia dieseleiden käyttövarmuuteen sekä reaktorin vauriotaajuuteen tarkastellaan kahdessa eri tapauksessa, määräaikaiskoestusten välin kasvaessa nykyisestä kahdesta viikosta neljään viikkoon ja kahdeksaan viikkoon. Aluksi tarkasteluissa oletetaan, että kaikki vikaantumiset ovat koestuksista riippumattomia. Jatkotarkastelussa otetaan huomioon myös riippuvuudet approksimoimalla koestusriippuvien vikojen osuutta tutkimuksessa [3] saatujen vikatietojen pohjalta. 4.3.4 Koestusvälin pituuden vaikutukset

Koestusvälin pituuden vaikutuksia tarkastellaan laskemalla yksittäisten dieselgeneraattorien epäkäytettävyydet sekä reaktorin sulamistaajuus ja vertaamalla niitä alkuperäisiin arvoihin. Lisäksi lasketaan edellä esitellyt tärkeysmitat ja herkkyys sekä yksittäisille dieseleille että koko dieseljärjestelmälle reaktorin sulamistaajuuden suhteen. Vikapuulaskennassa käytetään Relcon AB:n kehittämää RiskSpectrum PSA Professionalohjelmaa. Puita voidaan editoida graafisessa käyttöliittymässä ja malleihin liitetään dataa (esimerkiksi perustapahtumien todennäköisyyksiä) tietokannan kautta. Ohjelmassa voi myös tehdä epäkäytettävyys- ja tärkeystarkastelut koko- ja osajärjestelmille [5]. Komponenttien epäkäytettävyydet on laskettu Excelillä ja päivitetty dieselien vikapuihin RiskSpectrumiin, minkä jälkeen ohjelmalla on voitu laskea halutut luotettavuusparametrit. 5 Tulokset 5.1 Koestusvälin kasvattaminen neljään viikkoon 5.1.1 Komponenttien epäkäytettävyydet Komponenttien epäkäytettävyydet uudella neljän viikon koestusvälillä on esitetty liitteessä 7. Laskut koskivat siis niitä komponenttien vikatapahtumia, jotka oli lueteltu liitteessä 5 koestusvälistä riippuviksi. Kahden viikon välein tehtävän toimintakoestuksen poistaminen vaikuttaa kussakin dieselgeneraattorissa vain yhteisvikojen ja UPsuodattimien epäkäytettävyyteen. 5.1.2 Dieselgeneraattorien epäkäytettävyydet Seuraavassa taulukossa on esitetty dieselgeneraattorin epäkäytettävyys ennen ja jälkeen koestusvälin kasvattamisen neljään viikkoon. Perustapahtumat, joiden epäkäytettävyys muuttuu, sijaitsevat vikapuussa siten, että perustapahtuma EYCCG000AK sijoittuu portin EY0X alle ja muut tapahtumat kuuluvat yhteen moduuliin joka generaattorista riippuen on MEY/BU, MEY/BV, MEY/BW tai MEY/BX. Tutkitaan erikseen kuinka moduulin MEY/BU ja koko dieselgeneraattorin epäkäytettävyys muuttuvat. Moduulin epäkäytettävyyteen ei siis vaikuta perustapahtuma EYCCG000AK, kun taas koko dieselin epäkäytettävyyttä tarkasteltaessa se on otettu huomioon. Moduulin tarkastelu on kiintoisaa siksi, että suurin osa muutoksista tapahtuu moduulin sisällä. Myöhemmin koestusväliä kasvatettaessa edelleen tämä on erityisen selvää, sillä tarkasteltavien perustapahtumien joukko kasvaa, mutta ne sisältyvät kaikki em. moduuleihin. Taulukko 5.1. Epäkäytettävyyden muutos moduuleissa. u 2vk u 4vk u u %

MEY/BU 5.168E-02 5.501E-02 3.33E-03 6.4 MEY/BV 5.216E-02 5.549E-02 3.33E-03 6,4 MEY/BW 5.546E-02 5.878E-02 3.32E-03 6,0 MEY/BX 5.018E-02 5.352E-02 3.34E-03 6,7 Taulukko 5.2. Dieselgeneraattorien epäkäytettävyyden muutos. u 2vk u 4vk u u % EY01 5.911E-02 6.245E-02 3.34E-03 5.7 EY02 5.705E-02 6.038E-02 3.33E-03 5.8 EY03 5.965E-02 6.299E-02 3.34E-03 5.6 EY04 5.726E-02 6.060E-02 3.34E-03 5.8 Muutokset dieselgeneraattorien epäkäytettävyyksissä vastaavat suhteissa toisiinsa muutoksia moduuleissa, kuten tietysti pitääkin. 5.1.2 Ydinreaktorin vikaantumistaajuus Reaktorin sydämen sulamistaajuus ennen koestusvälin muutosta on 8.232E-05. Muutoksen jälkeen se on 8.238E-05 eli kasvua on 0.07%. 5.1.4 Herkkyystarkastelu Tutkitaan kuinka moduulien tärkeysmitat sydämen sulamistaajuuden suhteen muuttuvat koestusväliä muutettaessa. Lisäksi tutkitaan kuinka moduulien sekä moduulien ulkopuolisen perustapahtuman EYCCG000AK yhteiset tärkeysmitat muuttuvat. Mitat on laskettu siis tapahtumajoukolle, johon kuuluvat kokonaisuudessaan moduulit MEY/BU, MEY/BV, MEY/BW ja MEY/BX sekä tapahtuma EYCCG000AK. Päivitetyn vikapuun tärkeysmitat (FC, herkkyys, riskinvähennys- ja riskinkasvukerroin) on esitetty alla olevissa taulukoissa. Vertailun vuoksi taulukoitu on myös vastaavat mittojen arvot alkuperäisellä kahden viikon koestusvälillä. Taulukko 5.3. Tärkeysmittojen muutos: FC ja herkkyys. FC 2vk FC 4vk FC Sens 2vk Sens 4vk Sens MEY/BU 3.467E-03 3.828E-03 3.610E-04 1.034 1.038 4.000E-03 MEY/BV 6.442E-03 6.991E-03 5.490E-04 1.064 1.070 6.000E-03 MEY/BW 2.883E-04 3.267E-04 3.840E-05 1.003 1.003 0 MEY/BX 5.595E-04 6.173E-04 5.780E-05 1.006 1.006 0

Modulit + EYCCG000AK 8.507E-03 9.249E-03 7.420E-04 1.363 1.417 5.400E-02 Taulukko 5.4. Tärkeysmittojen muutos: riskinvähennys- ja kasvukerroin. RDF 2vk RDF 4vk RDF RIF 2vk RIF 4vk RIF MEY/BU 1.003 1.004 1.000E-03 1.064 1.066 2.000E-03 MEY/BV 1.006 1.007 1.000E-03 1.117 1.119 2.000E-03 MEY/BW 1.000 1.000 0 1.005 1.005 0 MEY/BX 1.001 1.001 0 1.011 1.011 0 Modulit + EYCCG000AK 1.009 1.009 0 4.298 4.463 1.650E-01 Tärkeysmittojen ja herkkyyksien muutokset eivät ole merkittäviä koestusvälin kasvaessa kahdesta neljään viikkoon. 5.2 Koestusvälin kasvattaminen kahdeksaan viikkoon 5.2.1 Komponenttien epäkäytettävyydet Liitteen 8 taulukkoon on laskettu koestusvälistä riippuville vikaantumisille uudet epäkäytettävyysarvot kahdeksan viikon koestusvälillä. Mukana olevien perustapahtumien määrä on nyt huomattavasti suurempi kuin edellisessä kohdassa, koska myös neljän viikon välein koestettavat komponentit on otettava huomioon päivitettäessä epäkäytettävyyksiä. 5.2.2 Dieselgeneraattorien epäkäytettävyydet Tutkitaan kahdeksan viikon koestusvälin vaikutusta vertaamalla moduulien sekä dieseleiden epäkäytettävyyttä epäkäytettävyyteen alkuperäisellä koestusvälillä. Taulukko 5.5. Epäkäytettävyyden muutos moduuleissa. u 2vk u 8vk u u % MEY/BU 5.168E-02 7.866E-02 2.698E-02 52.2 MEY/BV 5.216E-02 7.731E-02 2.515E-02 48.2 MEY/BW 5.546E-02 8.345E-02 2.799E-02 50.5 MEY/BX 5.018E-02 7.412E-02 2.394E-02 47.7

Taulukko 5.6. Dieselgeneraattorien epäkäytettävyyden muutos. u 2vk u 8vk u u % EY01 5.911E-02 8.596E-02 2.685E-02 45.4 EY02 5.705E-02 8.213E-02 2.508E-02 44.0 EY03 5.965E-02 8.759E-02 2.794E-02 46.8 EY04 5.726E-02 8.109E-02 2.383E-02 41.6 Dieselien epäkäytettävyys muuttuu siis lähes puolitoistakertaiseksi koestusvälin kasvaessa kahdeksaan viikkoon. 5.2.3 Ydinreaktorin vikaantumistaajuus Sydämen sulamistaajuus ennen koestusvälin muutosta on 8.232E-05. Koestusvälin kasvattaminen kahdeksaan viikkoon nostaa sulamistaajuuden arvoon 8.283E-05 eli taajuus kasvaa 0.62% alkuperäisestä. 5.2.4 Herkkyystarkastelu Tärkeysmittojen muutokset moduuleittain sekä kaikkien neljän moduulin ja moduulien ulkopuolisen perustapahtuman EYCCG000AK muodostaman ryhmän yhteinen muutos on kerätty alla oleviin taulukkoihin. Taulukko 5.7. Tärkeysmittojen muutos: FC ja herkkyys. FC 2vk FC 8vk FC Sens 2vk Sens 8vk Sens MEY/BU 3.467E-03 6.837E-03 3.370E-03 1.034 1.068 3.400E-02 MEY/BV 6.442E-03 1.121E-02 4.768E-03 1.064 1.112 4.800E-02 MEY/BW 2.883E-04 6.531E-04 3.648E-04 1.003 1.006 3.000E-03 MEY/BX 5.595E-04 1.070E-03 5.105E-04 1.006 1.011 5.000E-03 Modulit + EYCCG000AK 8.507E-03 1.464E-02 6.133E-03 1.363 1.966 6.030E-01 Taulukko 5.8. Tärkeysmittojen muutos: riskinvähennys- ja kasvukerroin. RDF 2vk RDF 8vk RDF RIF 2vk RIF 8vk RIF MEY/BU 1.003 1.007 4.000E-03 1.064 1.080 1.600E-02 MEY/BV 1.006 1.011 5.000E-03 1.117 1.134 1.700E-02 MEY/BW 1.000 1.001 1.000E-03 1.005 1.007 2.000E-03 MEY/BX 1.001 1.001 0 1.011 1.013 2.000E-03

Modulit + EYCCG000AK 1.009 1.015 6.000E-03 4.298 4.509 2.110E-01 5.3 Riippuvat viat 5.3.1 Komponenttien epäkäytettävyydet Koska myös koestukset itsessään aiheuttavat dieselin komponenteissa vikoja, päätettiin tarkastella koestusvälin kasvattamisen vaikutusta näihin koestusriippuviin vikoihin erikseen. Komponenttien koestusriippuvat vikatapahtumat ja niiden epäkäytettävyydet on esitetty liitteessä 6. Samassa taulukossa on myös laskettu uudet epäkäytettävyydet neljän ja kahdeksan viikon koestusvälillä. 5.3.2 Dieselgeneraattorien epäkäytettävyydet Alla on verrattu moduulien ja dieselien epäkäytettävyyttä neljän viikon koestusvälillä sekä kahdeksan viikon koestusvälillä alkuperäiseen epäkäytettävyyteen. Taulukko 5.9. Epäkäytettävyyden muutos moduuleissa kun T=4 vk. u 2vk u 4vk u u % MEY/BU 5.168E-02 5.501E-02 3.33E-03 6.4 MEY/BV 5.216E-02 5.549E-02 3.33E-03 6.4 MEY/BW 5.546E-02 5.878E-02 3.32E-03 6.0 MEY/BX 5.018E-02 5.352E-02 3.34E-03 6.7 Taulukko 5.10. Dieselgeneraattoreiden epäkäytettävyyden muutos kun T=4 vk. u 2vk u 4vk u u % EY01 5.911E-02 6.209E-02 2,980E-03 5.0 EY02 5.705E-02 6.028E-02 3,230E-03 5.7 EY03 5.965E-02 6.287E-02 3,220E-03 5.4 EY04 5.726E-02 6.051E-02 3,250E-03 5.7 Taulukko 5.11. Epäkäytettävyyden muutos moduuleissa kun T=8 vk. u 2vk u 8vk u u % MEY/BU 5.168E-02 7.703E-02 2.535E-02 49.1 MEY/BV 5.216E-02 7.720E-02 2.504E-02 48.0 MEY/BW 5.546E-02 7.909E-02 2.363E-02 42.6

MEY/BX 5.018E-02 7.385E-02 2.367E-02 47.2 Taulukko 5.12. Dieselgeneraattoreiden epäkäytettävyyden muutos kun T=8 vk. u 2vk u 8vk u u % EY01 5.911E-02 8.382E-02 2.471E-02 41.8 EY02 5.705E-02 8.187E-02 2.482E-02 43.5 EY03 5.965E-02 8.309E-02 2.344E-02 39.3 EY04 5.726E-02 8.068E-02 2.342E-02 40.9 5.3.2 Ydinreaktorin vikaantumistaajuus Reaktorin sydämen sulamistaajuus alkuperäisellä kahden viikon koestusvälillä on 8.232E-05. Koestusvälin kasvattaminen neljään viikkoon nostaa sulamistaajuuden arvoon 8.238E-05 eli kasvu on 0.07% alkuperäiseen verrattuna. Koestusvälin kasvattaminen kahdeksaan viikkoon nostaa taajuuden arvoon 8.281E-05 eli taajuus kasvaa 0.60%. 5.3.4 Herkkyystarkastelu Tärkeysmittojen muutokset moduuleittain sekä kaikkien neljän moduulin ja moduulien ulkopuolisen perustapahtuman EYCCG000AK yhteinen muutos on kerätty alla oleviin taulukoihin. Arvot on laskettu sekä neljän että kahdeksan viikon koestusvälillä. Taulukko 5.13. Tärkeysmittojen muutos, kun T=4 vk: FC ja herkkyys. FC 2vk FC 4vk FC Sens 2vk Sens 4vk Sens MEY/BU 3.467E-03 3.824E-03 3.570E-04 1.034 1.038 4.000E-03 MEY/BV 6.442E-03 6.975E-03 5.330E-04 1.064 1.069 5.000E-03 MEY/BW 2.883E-04 3.264E-04 3.810E-05 1.003 1.003 0 MEY/BX 5.595E-04 6.169E-04 5.740E-05 1.006 1.006 0 Modulit + EYCCG000AK 8.507E-03 9.228E-03 7.210E-04 1.363 1.417 5.400E-02 Taulukko 5.14. Tärkeysmittojen muutos, kun T=4 vk: riskinvähennys- ja kasvukerroin. RDF 2vk RDF 4vk RDF RIF 2vk RIF 4vk RIF MEY/BU 1.003 1.004 1.000E-03 1.064 1.066 2.000E-03 MEY/BV 1.006 1.007 1.000E-03 1.117 1.119 2.000E-03 MEY/BW 1.000 1.000 0 1.005 1.005 0 MEY/BX 1.001 1.001 0 1.011 1.011 0

Modulit + EYCCG000AK 1.009 1.009 0 4.298 4.463 1.650E-01 Taulukko 5.15. Tärkeysmittojen muutos, kun T=8 vk: FC ja herkkyys. FC 2vk FC 8vk FC Sens 2vk Sens 8vk Sens MEY/BU 3.467E-03 6.673E-03 3.206E-03 1.034 1.066 3.200E-02 MEY/BV 6.442E-03 1.105E-02 4.608E-03 1.064 1.111 4.700E-02 MEY/BW 2.883E-04 6.056E-04 3.173E-04 1.003 1.006 3.000E-03 MEY/BX 5.595E-04 1.029E-03 4.695E-04 1.006 1.010 4.000E-03 Modulit + EYCCG000AK 8.507E-03 1.438E-02 5.873E-03 1.363 1.925 5.620E-01 Taulukko 5.16. Tärkeysmittojen muutos, kun T=8 vk: riskinvähennys- ja kasvukerroin. RDF 2vk RDF 8vk RDF RIF 2vk RIF 8vk RIF MEY/BU 1.003 1.007 4.000E-03 1.064 1.080 1.600E-02 MEY/BV 1.006 1.011 5.000E-03 1.117 1.132 1.500E-02 MEY/BW 1.000 1.001 1.000E-03 1.005 1.007 2.000E-03 MEY/BX 1.001 1.001 0 1.011 1.013 2.000E-03 Modulit + EYCCG000AK 1.009 1.015 6.000E-03 4.298 4.508 2.100E-01 5.4 Yhteenveto Tähän lukuun on koottu laskennan tulokset suppeammassa muodossa ja vertailtu tuloksia. Alkuperäisellä kahden viikon koestusvälillä reaktorin vauriotaajuus on 8.232E-05. Alla olevaan taulukkoon on koottu vauriotaajuudet pidemmillä koestusväleillä eri vikaantumismalleilla laskettuna. Taulukko 5.1. Reaktorin vauriotaajuudet ja muutokset verrattuna alkuperäiseen. u 4vk /a u 4vk /a u 4vk /a % u 8vk /a u 8vk /a u 8vk /a % Ei koestusriippuvuutta 8.238E-05 6.000E-08 0.07 8.283E-05 5.100E-07 0.62 Koestusriippuvuus otettu huomioon 8.238E-05 6.000E-08 0.07 8.281E-05 4.900E-07 0.60 Koestusriippuvuuksien huomioon ottaminen laskennassa johtaa edullisempiin tuloksiin, kuten pitääkin. Suurta eroa se ei tuloksiin kuitenkaan tuo. Jos koestusriippuvien vikojen osuus olisi suurempi, paranisivat tulokset edelleen.

Fussell-Vesely-tärkeysmitta kuvaa määrättyjen minimikatkosjoukkojen osuutta reaktorin kokonaisepäkäytettävyydestä. Alkuperäisellä kahden viikon koestusvälillä dieselit sisältävien minimikatkosjoukkojen osuus on 8,507E-003. Osuus muuttuu koestusväliä kasvatettaessa seuraavasti, kun verrataan alkuperäiseen kahden viikon koestusväliin: Taulukko 5.2. Minimikatkosjoukkojen osuuden muutos. FC 4vk FC 4vk FC 8vk FC 8vk Ei koestusriippuvuutta 9.249E-03 7,42E-04 1.464E-02 6.13E-03 Koestusriippuvuus otettu huomioon 9.228E-03 7.21E-04 1.438E-02 5.87E-03 Herkkyys ja sen muuttuminen koestusten harvennusten vuoksi eri vikamalleissa on esitetty alla. Alkuperäisellä koestusvälillä diesel-minimikatkosjoukkojen herkkyydeksi saadaan 1.363. Taulukko 5.3. Herkkyyden muutos. Sens 4vk Sens 4vk Sens 8vk Sens 8vk Ei koestusriippuvuutta 1.417 5.40E-02 1.966 6.03E-01 Koestusriippuvuus otettu huomioon 1.417 5.40E-02 1.925 5.62E-01 Riskinkasvukertoimen saamat arvot ja muutos verrattuna alkuperäiseen arvoon on taulukoitu alla. Kahden viikon koestusvälillä riskinkasvukerroin saa arvon 4.298. Taulukko 5.4. Riskinkasvukertoimen muutos. RIF 4vk RIF 4vk RIF 8vk RIF 8vk Ei koestusriippuvuutta 4.463 1.65E-01 4.509 2.11E-01 Koestusriippuvuus otettu huomioon 4.463 1.65E-01 4.508 2.10E-01 Riskinvähennyskertoimen saamat arvot ja muutos verrattuna alkuperäiseen koestusväliin on esitetty seuraavassa. Riskinvähennyskerroin kahden viikon koestusvälillä on 1.009. Taulukko 5.5. Riskinvähennyskertoimen muutos. RDF 4vk RDF 4vk RDF 8vk RDF 8vk Ei koestusriippuvuutta 1.009 0 1.015 6.00E-03 Koestusriippuvuus otettu huomioon 1.009 0 1.015 6.00E-03

Voidaan päätellä, että koestusvälin kasvattaminen neljään viikkoon lisää riskiä erittäin vähän. Kahdeksaan viikkoon kasvattaminen vaikuttaa selvästi enemmän sydänvauriotaajuuteen, mutta vaikutus on edelleen pieni. Dieselgeneraattoreiden tärkeys kasvaa, kun koestusväliä lisätään kahdeksaan viikkoon.

6 Viitteet [1] IVO: Loviisan voimalaitoksen yleiskuvaus: Sähköjärjestelmät (1994) [2] Loviisan voimalaitoksen riskitutkimus, pääraportti, Imatran Voima Oy (1990) [3] Ari Villanen: Loviisan voimalaitoksen hätädieseleiden elinikäselvitys (2001) [4] Juhani Ervamaa, Tuomas Mankamo, Jouko Suokas: Luotettavuustekniikka, Insinööritieto oy (1979) [5] Relcon Oy: RiskSpectrum Theory Manual (1998)

LIITE 5. Dieselgeneraattorien EY01-EY04 komponenttien vikatapahtumat ja koestusväliriippuvuudet. Taulukossa on esitetty - Vikataajuus λ (yksikkönä 1/h) Lähteenä on ollut joko luotettavuusparametrien laskemiseen käytetyn UPREPA-ohjelman tulostiedosto (aina kun on ollut riittävästi Loviisan vikahistoriaa) tai taulukkoarvo, mikäli sellainen on annettu. - Koestusvälin pituus T (yksikkönä h) ennen koestusvälin kaksinkertaistamista. Koestusväli on saatu UPREPAsta (kun laskeminen ollut mahdolllista) tai taulukosta. - Epäkäytettävyyden laskennassa käytettävät suureet T k, T 0 (h), λ 0 (1/h) Kunkin tapahtuman kohdalle on merkitty ne suureet, joita siihen liittyvän epäkäytettävyyden laskemiseen käytetään. T k ja T 0 ovat komponentin korjausaika ja vaadittu toiminta-aika, jotka saadaan taulukosta. Lisäksi ilmoitetaan vaaditun toiminta-ajan vikataajuus λ 0, mikäli se on eri kuin komponentin normaali vikataajuus. Laitoshistoriaan perustuvien tietojen yhteydessä on lisäksi maininta plant data. - Kohdassa kaava on viittaus epäkäytettävyyden laskemisessa käytettyyn kaavaan tai lähdetietoihin joiden perusteella tulos on saatu (yleisdata). Käytetyt kaavat ja yleistiedot ovat λt 1 1 e TK u = 1 (periodeittain testattu varalla oleva komponentti) 1 λt + T λ K T u = λ ( + TK ) + λ0t0 (mukana vaaditun toiminta-ajan vikaantuminen) 2 Inhimillinen virhe, voimassaoleva optimiehto 3, tapauksen numero III, epäkäytettävyysaika 4/48 4 u = 0.1 0.05 0.00042 48 Inhimillinen virhe, koestusvälin pituus ei vaikuta epäkäytettävyyteen Yhteisvika, m=1 (vaadittu kunnossa olevien rinnakkaisten laitteiden lukumäärä), n=4 (rinnakkaisten laitteiden lukumäärä), d=2 T u = λ d m 0.5 n Taulukko 1. Komponenttien riippuvuus koestusvälistä, EY01. Vikataajuus T(h) T k /T 0 (h)/λ 0 (1/h) Kaava Koestusväli U(taulukko/UPREPA) (1/h) vaikuttaa BA08Q001BK 8.31E-06 672, T k =72 2 4 3.59E-03 BU05Q001AK 8.31E-06 672, T k =72 2 4 3.59E-03 DD03Q001DK - -, T k =72 2 Ei 7.97E-06 DD03Z001KK - -, T k =72 2 Ei 3.07E-05 EU00F001LK - -, T k =72 2 Ei 2.88E-04 EU00Z001LK - -, T k =72 2 Ei 2.88E-04

EY01AUTOAK 6.74E-06 672 Plant data 2 4 1.91E-03 EY01D001AK 9.03E-07 672, T k =72 2 4 3.90E-04 EY01D002AK 9.03E-07 672, T k =72 2 4 3.90E-04 EY01D005AK 2.50E-06 672 T k =72, plant data 2 4 1.02E-03 EY01G001AK 4.28E-07 672 Plant data 2 4 3.47E-03 EY01N025XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY01N101XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY01N201XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY01N301XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY01S000YH - - - 4 Ei 2.00E-02 EY01S001AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY01S002UH - - - 3 4 5.00E-04 EY01S004AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY01S005UH - - - 3 4 5.00E-04 EY01S063AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY01S064UH - - - 3 4 5.00E-04 EY01S206UH - - - 3 4 5.00E-04 EY01S208BK 2.62E-06 672, T k =72 2 4 1.13E-03 EY01S310UH - - - 3 4 5.00E-04 EY01S311DK 1.00E-07 672, T k =72 2 Ei 4.32E-05 EY01S318AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY01S319AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY01S322BK 2.62E-06 672, T k =72 2 4 1.13E-03 EY01S407DK 1.00E-07 672, T k =72 2 Ei 4.32E-05 EY01S433AK 6.58E-07 672 Plant data 2 4 4.46E-04 EY01Z010FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EY01Z034FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EY01Z038FK 6.58E-07 672 Plant data 2 Ei 2.71E-04 EY01Z045FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EY01Z046FK 1.18E-06 672 Plant data 2 Ei 4.54E-04 EY01Z048FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EYCCG000AK 1.15E-06 336-5 2, 4 2.43E-05 UP02B001FK - -, IAEA 2 Ei 6.50E-07 UP02N001XK 2.98E-05 336 T k =72 2 2, 4 5.00E-03 UW51D071AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW51D072AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW51D081AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW51D082AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW51D091AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW51D092AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW51S012YH - - - 4 Ei 5.00E-02 UW51S034YH - - - 4 Ei 5.00E-02 UW51T003SH - - - 4 Ei 2.00E-04

UWCC51TOSH - - - 4 Ei 2.00E-04 UWCCT000SH - - - 4 Ei 1.20E-06 Taulukko 2. Komponenttien riippuvuus koestusvälistä, EY02. Vikataajuus T(h) EA/T k /T 0 (h)/λ 0 Kaava Koestusväli U(taulukko/UPREPA) (1/h) (1/h) vaikuttaa BB08Q001BK 8.31E-06 672, T k =72 2 4 3.59E-03 BV05Q001AK 8.31E-06 672, T k =72 2 4 3.59E-03 DD03Q002DK 8.30E-08 -, T k =72 2 Ei 7.97E-06 DD03Z002KK 3.20E-07 -, T k =72 2 Ei 3.07E-05 EV00F001LK 3.00E-06 -, T k =72 2 Ei 2.88E-04 EV00Z001LK 3.00E-06 -, T k =72 2 Ei 2.88E-04 EY02AUTOAK 2.19E-05 672 plant data 2 4 2.32E-03 EY02D001AK 9.03E-07 672, T k =72 2 4 3.90E-04 EY02D002AK 9.03E-07 672, T k =72 2 4 3.90E-04 EY02D005AK 3.45E-03 672 plant data 2 4 2.17E-04 EY02G001AK 4.28E-07 672 plant data 2 4 1.73E-03 EY02N025XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY02N101XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY02N201XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY02N301XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY02S000YH - - - 4 Ei 2.00E-02 EY02S001AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY02S002UH - - 3 4 5.00E-04 EY02S004AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY02S005UH - - - 3 4 5.00E-04 EY02S063AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY02S064UH - - - 3 4 5.00E-04 EY02S206UH - - - 3 4 5.00E-04 EY02S208BK 2.62E-06 672, T k =72 2 4 1.13E-03 EY02S310UH - - - 3 4 5.00E-04 EY02S311DK 1.00E-07 672, T k =72 2 Ei 4.32E-05 EY02S318AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY02S319AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY02S322BK 2.62E-06 672, T k =72 2 4 1.13E-03 EY02S407DK 1.00E-07 672, T k =72 2 Ei 4.32E-05 EY02S433AK 3.66E-06 672 plant data 2 4 2.09E-03 EY02Z010FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EY02Z034FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EY02Z038FK 3.66E-6 672 plant data 2 Ei 1.28E-03 EY02Z045FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EY02Z046FK 1.18E-06 672 plant data 2 Ei 4.54E-04 EY02Z048FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EYCCG000AK 1.15E-06 336-5 2, 4 2.43E-05 UP02B001FK 2.71E-08 -, IAEA 2 Ei 6.50E-07

UP02N002XK 2.08E-05 336 T k =72-2, 4 5.00E-03 UW52D071AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW52D072AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW52D081AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW52D082AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW52D091AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW52D092AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW52S012YH - - - 4 Ei 5.00E-02 UW52S034YH - - - 4 Ei 5.00E-02 UW52T003SH - - - 4 Ei 2.00E-04 UWCC52TOSH - - 4 Ei 2.00E-04 UWCCT000SH - - - 4 Ei 1.20E-06 Taulukko 3. Komponenttien riippuvuus koestusvälistä, EY03. Vikataajuus T(h) T k /T 0 (h)/λ 0 (1/h) Kaava Koestusväli U(taulukko/UPREPA) (1/h) vaikuttaa BC08Q001BK 8.31E-06 672, T k =72 2 4 3.59E-03 BW05Q001AK 8.31E-06 672, T k =72 2 4 3.59E-03 DD03Q003DK - -, T k =72 2 Ei 7.97E-06 DD03Z003KK - -, T k =72 2 Ei 3.07E-05 EX00F001LK - -, T k =72 2 Ei 2.88E-04 EX00Z001LK - -, T k =72 2 Ei 2.88E-04 EY03AUTOAK 2.57E-05 672 plant data 2 4 4.43E-03 EY03D001AK 9.03E-07 672, T k =72 2 4 3.90E-04 EY03D002AK 9.03E-07 672, T k =72 2 4 3.90E-04 EY03D005AK 1.15E-06 672 plant data 2 4 2.17E-04 EY03G001AK 4.28E-07 672 plant data - 4 3.72E-03 EY03N025XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY03N101XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY03N201XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY03N301XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY03S000YH - - - 4 Ei 2.00E-02 EY03S001AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY03S002UH - - - 3 4 5.00E-04 EY03S004AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY03S005UH - - - 3 4 5.00E-04 EY03S063AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY03S064UH - - - 3 4 5.00E-04 EY03S206UH - - - 3 4 5.00E-04 EY03S208BK 2.62E-06 672, T k =72 2 4 1.13E-03 EY03S310UH - - - 3 4 5.00E-04 EY03S311DK 1.00E-07 672, T k =72 2 Ei 4.32E-05

EY03S318AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY03S319AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY03S322BK 2.62E-06 672, T k =72 2 4 1.13E-03 EY03S407DK 1.00E-07 672, T k =72 2 Ei 4.32E-05 EY03S433AK 6.58E-07 672 plant data 2 4 4.46E-04 EY03Z010FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EY03Z034FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EY03Z038FK 6.58E-07 672 plant data 2 Ei 2.71E-04 EY03Z045FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EY03Z046FK 8.00E-06 672 plant data 2 Ei 2.48E-03 EY03Z048FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EYCCG000AK 1.15E-06 336-5 2, 4 2.43E-05 UP03B001FK - - 2 Ei 6.50E-07 UP03N001XK 2.08E-05 336 T 0 =72 2 2, 4 5.00E-03 UW53D071AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW53D072AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW53D081AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW53D082AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW53D091AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW53D092AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW53S012YH - - - 4 Ei 5.00E-02 UW53S034YH - - - 4 Ei 5.00E-02 UW53T003SH - - - 4 Ei 2.00E-04 UWCC53TOSH - - - 4 Ei 2.00E-04 UWCCT000SH - - - 4 Ei 1.20E-06 Taulukko 4. Komponenttien riippuvuus koestusvälistä, EY04. Vikataajuus T(h) T k /T 0 (h)/λ 0 (1/h) Kaava Koestusväli U(taulukko/UPREPA) (1/h) vaikuttaa BD08Q001BK 8.31E-06 672, T k =72 2 4 3.59E-03 BX05Q001AK 8.31E-06 672, T k =72 2 4 3.59E-03 DD03Q004DK - -, T k =72 2 Ei 7.97E-06 DD03Z004KK - -, T k =72 2 Ei 3.07E-05 EW00F001LK - -, T k =72 2 Ei 2.88E-04 EW00Z001LK - -, T k =72 2 Ei 2.88E-04 EY04AUTOAK 2.95E-06 672 plant data 2 4 6.76E-04 EY04D001AK 9.03E-07 672, T k =72 2 4 3.90E-04 EY04D002AK 9.03E-07 672, T k =72 2 4 3.90E-04 EY04D005AK - 672 plant data 2 4 2.17E-04 EY04G001AK 4.28E-07 672 plant data 2 4 2.95E-03 EY04N025XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY04N101XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04

EY04N201XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY04N301XK 3.00E-05-2 Ei 7.20E-04 EY04S000YH - - - 4 Ei 2.00E-02 EY04S001AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY04S002UH - - - 3 4 5.00E-04 EY04S004AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY04S005UH - - - 3 4 5.00E-04 EY04S063AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY04S064UH - - - 3 4 5.00E-04 EY04S206UH - - - 3 4 5.00E-04 EY04S208BK 2.62E-06 672, T k =72 2 4 1.13E-03 EY04S310UH - - - 3 4 5.00E-04 EY04S311DK 1.00E-07 672, T k =72 2 Ei 4.32E-05 EY04S318AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY04S319AK 2.62E-07 672, T k =72 2 4 1.13E-04 EY04S322BK 2.62E-06 672, T k =72 2 4 1.13E-03 EY04S407DK 1.00E-07 672, T k =72 2 Ei 4.32E-05 EY04S433AK 6.58E-07 672 plant data 2 4 4.46E-04 EY04Z010FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EY04Z034FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EY04Z038FK 6.58E-07 672 plant data 2 Ei 2.71E-04 EY04Z045FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EY04Z046FK 4.59E-06 672 plant data 2 Ei 1.45E-03 EY04Z048FK 2.00E-07 672, T k =72 2 Ei 8.60E-05 EYCCG000AK 1.15E-06 336-5 2,4 2.43E-05 UP03B001FK - - 2 Ei 6.50E-07 UP03N002XK 2.08E-05 336 T k =72 2 2,4 5.00E-03 UW54D071AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW54D072AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW54D081AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW54D082AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW54D091AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW54D092AK 1.50E-07 672 T k =72, λ 0 =3E-06/h, 2 4 1.30E-04 UW54S012YH - - - 4 Ei 5.00E-02 UW54S034YH - - - 4 Ei 5.00E-02 UW54T003SH - - - 4 Ei 2.00E-04 UWCC54TOSH - - - 4 Ei 2.00E-04 UWCCT000SH - - - 4 Ei 1.20E-06