Granskning av GE-14 för Oskarshamn 1

Transkript

1 TILLSYNSRAPPORT Process: Granska i tillsyn Vår referens: Tillståndshavare: OKG Aktiebolag Objekt: Oskarshamn 1 Arbetsgrupp: - Författare: Jan In de Betou Samråd: Per-Olof Hägg Fastställd: Lars Skånberg Granskning av GE-14 för Oskarshamn 1 Sammanfattning OKG Aktiebolag (OKG) har upphandlat nytt bränsle till Oskarshamn 1 av konstruktionen GE-14 [1]. Fyra demopatroner kommer att laddats i Oskarshamn 1 under SSM bedömer att erfarenheterna med GE14 är omfattande och representativa för Oskarshamn 1. Vidare bedömer SSM att GE14 är en väl beprövad konstruktion som uppfyller 3 kap 2 SSMFS 2008:1, om att konstruktionslösningar skall vara beprövade eller utprovade och 3 kap 1 SSMFS 2008:1, om att konstruktionen av kärnbränsle ska vara anpassad till reaktorn samt 17 SSMFS 2008:17 om att komponenter ska vara miljötåliga. SSM bedömer att koderna för nödkylningsanalys (LOCA) är validerade och beprövade samt att indata, omfattning av analysen, tillämpning av acceptanskraven, parametervariationer och resultaten har hanterats på ett riktigt sätt. Speciellt gäller att den granskade rapporten anger termiska begränsningar för GE14 så att nödkylningskriterierna i USNRC är uppfyllda. SSM bedömer att analysen uppfyller 26 SSMFS 2008:17 om att en fastställd gräns för högsta effektuttag från bränslet vid normaldrift ska finnas. SSM konstaterar att datorprogrammen som GNF har använt för LOCAanalysen, SAFER och CORCL, är godkända av NRC. SSM bedömer att kravet i 4 kap 1 SSMFS 2008:1 om säkerhetsanalyser och modeller är uppfyllt. Strålsäkerhetsmyndigheten Swedish Radiation Safety Authority SE Stockholm Tel: E-post: registrator@ssm.se Solna strandväg 96 Fax: Webb: stralsakerhetsmyndigheten.se

2 Sida 2 (6) SSM konstaterar att ingen analys har gjorts specifikt för GE-14 i Oskarshamn 1:s torrförråd och att analysen är oklar avseende vilka krav som gäller samt för vilka fall. SSM bedömer att OKG behöver komplettera analyserna. SSM bedömer att OKG har bestämt högsta anrikningsgränser och BAgränser som gäller för GE-14. Dock ska OKG vid tillämpning av dessa gränser beakta att högst reaktivitet nås när BA har bränts ut. I dessa resultat har hänsyn tagits till osäkerheten i anrikning beaktats samt osäkerheten i halten Gd SSM noterar att en förutsättning för införandet av GE-14 är att ombyggnad av torrförrådet sker. SSM bedömer att säkerhetsgranskningen har fungerat acceptabelt. SSM bedömer att OKG uppfyller 4 kap 3 SSMFS 2008:1, om säkerhetsgranskning. Bakgrund OKG har i ett brev, daterat 10 januari 2011, anmält GE-14 som demobränsle i Oskarshamn 1. Till anmälan har bifogats en projektrapport [1] och en fristående granskningsrapport [2]. SSM bad om kompletteringar till anmälan 16 november OKG kompletterade anmälan 21 december 2011 [3-7]. Syfte med granskningen Granskningen syftar till att bedöma OKG:s redovisning av det nya demobränslet GE-14 mot gällande krav och i fall det behövs ytterligare villkor för drift av detta. Granskningens genomförande Granskningen omfattar OKG:s anmälan för att vid Oskarshamn 1 införa demobränsle GE-14 och följer SSM:s granskningsprocess. Krav Anmälan granskas mot krav i SSM:s föreskrifter SSMFS 2008:1. Krav som har beaktats vid granskningen är 3 kap 2 SSMFS 2008:1, om att konstruktionslösningar skall vara beprövade eller utprovade,

3 Sida 3 (6) 4 kap 1 SSMFS 2008:1 om säkerhetsanalyser och modeller, 4 kap 3 SSMFS 2008:1, om säkerhetsgranskning 6 kap 2 SSMFS 2008:1, om att förhindra kriticitet 3 kap 1 SSMFS 2008:1, om att konstruktionen av kärnbränsle ska vara anpassad 17 SSMFS 2008:17 om att komponenter ska vara miljötåliga Analys Oskarshamn 1 kommer att ladda 4 stycken demonstrationsbränslen av typen GE-14 vid bränslebytet Syftet är att pröva en ny bränsletyp i reaktormiljö och verifiera den i Oskarshamn 1:s härd avseende drift och driftrutiner samt att uppdatera styrdokument och anläggningsbeskrivning. GE-14 är en vidareutveckling av GENUSAS (ett bolag som ägs av GNF och ENUSA) tidigare 10x10 bränslemodell GE 12. Bränsleknippet består av en bottenplatta, 92 bränslestavar (varav 14 stycken dellånga), två centralt placerade vattenstavar, 8 spridare och en topplatta med lyfthandtag [1]. Knippet sitter i en box tillverkad av Zircaloy-2 med förstärkta hörn. Bottenplattan inkluderar ett skräpfilter som kallas Defender och bedöms kraftigt minska risken för skräpskador. Det finns tre olika bränslestavar med samma diameter nämligen hellånga stavar, bärande stavar (8) och dellånga stavar (14). Kapslingsmaterialet består av Zircaloy 2 med en Zirconiumliner. Det finns två stycken vattenstavar centralt i knippet. Spridarna (8 stycken) är likadana som hos GE 12 och är rörspridare med stomme i Zircaloy 2 och fjädrar i Alloy X-750. GNF redovisar sina erfarenheter av bränslepatroner [3]. Antalet bränsleskador är 55 stycken. Erfarenheterna omfattar utbränningar upp till 72 MWd/kgU, varierande vattenkemier och cykellängder på 12, 18 och 24 månader samt effekttätheter från 3,0 upp till mer än 5 MWt per knippe. Planerad drift vid Oskarshamn 1 ligger väl inom dessa driftförhållanden med nuvarande effekt. GNF har systematiskt identifierat och eliminerat kända mekanismer som kan leda till bränsleskador genom poolside och hotcell undersökningar. För nordiska reaktorer är inträffade bränsleskador få. SSM bedömer att erfarenheterna med GE14 är omfattande och representativa för Oskarshamn 1. Vidare bedömer SSM att GE14 är en väl beprövad konstruktion och uppfyller 3 kap 2 SSMFS 2008:1, om att konstruktionslösningar skall vara beprövade eller utprovade och 3 kap 1 SSMFS 2008:1, om att konstruktionen av kärnbränsle ska vara anpassad till reaktorn samt 17 SSMFS 2008:17 om att komponenter ska vara miljötåliga.

4 Sida 4 (6) OKG har låtit GNF analysera konstruktionsstyrande stort rörbrott med sina metoder [4]. GNF använder kriterierna i 10 CFR och Appendix K som även hänvisas till i allmänna råden till 26 SSMFS 2008:17. GNF använder metoden beskriven i SAFER/CORCL för att beräkna ett spektrum av brottstorlekar. SAFER bestämmer, som funktion av tiden, härdens vattennivå, systemets tryck respons, nödkylningssystemets beteende och andra termohydrauliska fenomen som händer i reaktorn. SAFER modellerar realistiskt alla områden där värmeöverföring sker i reaktorn och ger värmeöverföringskoeficienter och maximal kapslingstemperatur som funktion av tiden. SAFER/CORCL är godkänd av amerikanska myndigheten NRC. Härdens resteffekt beräknas enligt ANS % enligt Appendix K och brottflödet beräknas med Moodys kritiska flödesmodell. Bränslestavens oxidering beräknas med Just-Bakers metallvattenreaktion och härdens effekt antas vara 102 % för att ta hänsyn till osäkerheter. CORCL:s härduppvärmnings modell användes för att beräkna maximal kapslingstemperatur och kapslingsoxidation. Kapslingsoxidationen som beräknas inkluderar den oxidation som sker före transienten. CORCL är speciellt validerad mot härdstrildata från elektriskt uppvärmda knippen som täcker ett vitt område av driftparameterar. Resultatet blev maximum medel radiella linjära värmegenereringshastighet (LOCA-gränsvärden) som funktion av utbränningen för demobränsle i Oskarshamn 1. SSM bedömer att koderna är validerade och beprövade samt att indata, omfattning av analysen, tillämpning av acceptanskraven, parametervariationer och resultaten har hanterats på ett riktigt sätt. Speciellt gäller att den granskade rapporten anger termiska begränsningar för GE14 så att nödkylningskriterierna i USNRC är uppfyllda. SSM bedömer att analysen uppfylller 26 SSMFS 2008:17 om att en fastställd gräns för högsta effektuttag från bränslet vid normaldrift ska finnas. SSM konstaterar att datorprogrammen som GNF har använt för LOCA-analysen, SAFER och CORCL, är godkända av NRC. SSM bedömer att kravet i 4 kap 1 SSMFS 2008:1 om säkerhetsanalyser och modeller är uppfyllt. OKG har analyserat GE-14 i torrförråd [5]. I analysen framgår dock inte vilka fall som har analyserats och vad kraven är. Vidare framgår inte vad som avses med nominell anrikning och i avsnitt 4 på sidan 8 sägs att k eff uppfyller kravet på 0,98. Tidigare har bara k- analyserats. SSM konstaterar att ingen analys har gjorts specifikt för GE-14 i Oskarshamn 1:s torrförråd och att analysen är oklar vilka avseende krav som gäller samt för vilka fall. SSM bedömer att OKG behöver komplettera analyserna. OKG analyserar GE-14 i bränslebassängerna [6]. Analyserna visar att GE-14 uppfyller kraven om nodanrikningen är högst 4,6 % U-235 och antalet BA-

5 Sida 5 (6) stavar är 8 stycken med 2,75 % Gd eller 4,17 % U-235 och antalet BAstavar är 4 stycken med 2,15 % Gd eller 3,17 % U-235. OKG analyserar också en typisk anrikning. SSM bedömer att OKG har bestämt högsta anrikningsgränser och BAgränser som gäller för GE-14. Dock ska OKG vid tillämpning av dessa gränser beakta att högst reaktivitet nås när BA har bränts ut. I dessa resultat har hänsyn tagits till osäkerheten i anrikning samt osäkerheten i halten Gd SSM noterar att en förutsättning för införandet av GE-14 är att ombyggnad av torrförrådet sker. Genomförd säkerhetsgranskning Införande av GE14 som demonstrationsbränsle har genomgått primär och fristående säkerhetsgranskning [2,]. Den fristående säkerhetsgranskningen har bedömt att ärendet har hanterats på ett korrekt sätt enligt OKG:s ledningssystem. Ärendet har hanterats på ett tillfredsställande sätt ur kvalitets- och reaktorsäkerhetssynpunkt och med bra kompetens och att dragna slutsatser har underbyggts på fackmässigt riktigt sätt. Den primära säkerhetsgranskningen har bedömt tillämpliga säkerhetsaspekter på ett tillfredsställande sätt. Den fristående säkerhetsgranskningen bedömer att bränslekonstruktionen uppfyller ställda säkerhetskrav. SSM bedömer att säkerhetsgranskningen har fungerat acceptabelt. SSM bedömer att OKG uppfyller 4 kap 3 SSMFS 2008:1, om säkerhetsgranskning Samlad bedömning SSM bedömer att erfarenheterna med GE14 är omfattande och representativa för Oskarshamn 1. Vidare bedömer SSM att GE14 är en väl beprövad konstruktion och uppfyller 3 kap 2 SSMFS 2008:1, om att konstruktionslösningar skall vara beprövade eller utprovade och 3 kap 1 SSMFS 2008:1, om att konstruktionen av kärnbränsle ska vara anpassad till reaktorn samt 17 SSMFS 2008:17 om att komponenter ska vara miljötåliga. SSM bedömer att koderna är validerade och beprövade samt att indata, omfattning av analysen, tillämpning av acceptanskraven, parametervariationer och resultaten har hanterats sakligt. Speciellt gäller att den granskade rapporten anger termiska begränsningar för GE14 så att nödkylningskriterierna i USNRC är uppfyllda. SSM bedömer att analysen uppfyller 26 SSMFS 2008:17 om att en fastställd gräns för högsta effektuttag från bränslet vid normaldrift ska finnas. SSM konstaterar att datorprogrammen som

6 Sida 6 (6) GNF har använt för LOCA-analysen, SAFER och CORCL, är godkända av NRC. SSM bedömer att kravet i 4 kap 1 SSMFS 2008:1 om säkerhetsanalyser och modeller är uppfyllt. SSM konstaterar att ingen analys har gjorts specifikt för GE-14 i Oskarshamn 1:s torrförråd och att analysen är oklar avseende vilka krav som gäller samt för vilka fall. SSM bedömer att OKG behöver komplettera analyserna. SSM bedömer att OKG har bestämt högsta anrikningsgränser och BAgränser som gäller för GE-14. Dock ska OKG vid tillämpning av dessa gränser beakta att högst reaktivitet nås när BA har bränts ut. I dessa resultat har hänsyn tagits till osäkerheten i anrikning beaktats samt osäkerheten i halten Gd SSM noterar att OKG en förutsättning för införandet av GE-14 är att ombyggnad av torrförrådet sker. SSM bedömer att säkerhetsgranskningen har fungerat acceptabelt. SSM bedömer att OKG uppfyller 4 kap 3 SSMFS 2008:1, om säkerhetsgranskning. Referenser 1. Oskarshamn 1 Projektrapport Licensiering av nytt bränsle inför bränslebytet 2012, OKG rapport reg.nr Granskningsmeddelande 1/ Ärende Licensiering av nytt bränsle inför bränslebytet 2012, OKG granskningsmeddelande reg.nr GNF 10x10 Experience June 2010, OKG rapport reg. nr Nordic GE-14 Response to Loss of Coolant Accident for Oskarshamn 1, OKG rapport reg.nr. NEDC P. 5 Oskarshamn 1, 2 och 3 Kriticitetssäkerhet I torrförråd, OKG rapport reg.nr Oskarshamn 1 och 2 Generisk analys för GE-14 för kriticitetssäkerhet i bränslebassängens kompaktställ, OKG rapport reg.nr Oskarshamn 1 Ändringsorder (BGF) Licensiering av nytt bränsle inför bränslebytet 2012, OKG beslut reg.nr