Journal of the Korean Operations Research and Management Science Society
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v.30
no.2
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pp.63-71
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2005
In the field of nuclear reactor safety study, common cause failures (CCFs) became significant contributors to system failure probability and core damage frequency in most Probabilistic risk assessments. However, it is hard to estimate the reliability of such a system, because of the dependency of components caused by CCFs. In order to analyze the system, we propose an analytic method that can find the parameters with lack of raw data. This study adopts the shock model in which the failure probability increases as the shock is cumulated. We use two-step Expectation and Maximization (EM) algorithm to find the unknown parameters. In order to verify the analysis result, we perform the simulation under same environment. This approach might be helpful to build the defensive strategy for the CCFs.
Roles of reactor internals are to support nuclear fuel, provide insertion and withdrawal channels of nuclear fuel control rods, and carry out core cooling. In case of functional loss of the reactor internals, it may lead to severe accidents caused by damage of nuclear fuel assembly and deterioration of reactor vessel due to attack of fallen out parts. The present study is to examine fluid flows in reactor internals subjected to hydrodynamic loads. In this context, an integrated model was developed and applied to two kinds of numerical analyses; one is to analyze periodic loading effect caused by pump pulsation and the other is to analyze random loading effect employing different turbulent models. Acoustic pressure distributions and flow velocity as well as pressure and temperature fields were calculated and compared to establish appropriate analysis techniques.
Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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1998.05a
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pp.862-868
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1998
Korean Next Generation Reactor(KNGR) is a standardized evolutionary Advanced Light Water Reactor design under development Korea Power Company(KEPCO). It incorporates design enhncements such as active and passive advanced design features(ADFs) to increase the plant safety. A Preliminary level 1 Probabilistic Safety Assessment(PSA) has been performed for KNGR to examine the effect of these safety features. The preliminary PSA result shows that it meets the KNGR safety goal on core damage frequency(CDF). The result of this safety assessment shows that the four-train safety systems, and the ADFs such as Passive Secondary Cooling System (PSCS) contributes greatly to the reduction the CDF. Furthermore, several design changes are made or proposed for detailed review based on the PSA insights.
Limiting conditions for operations (LCOs) are evaluated dynamically using the tool of system dynamics. The LCOs de-fine the allowed outage times (AOTs) and the actions to be taken if the repair cannot be completed within the AOT. System dynamics has been developed to analyze the dynamic reliability of a complicated system. System dynamics using Vensim software have been applied to LCOs assessment for an example system, the auxiliary feed water system of a reference nuclear power plant. Analysis results of both full power operation and shutdown operation have been compared for a measure of core damage frequency. The framework developed in this study has been shown to be very flexible in that it can be applied to assess LCOs quantitatively under any operational context of the TS in FSAR.
Calculating the scrutable core damage frequency (CDF) of nuclear power plants is an important component of the seismic probabilistic safety assessment (SPSA). In this work, a simple approach is developed to calculate CDF from minimal cut sets (MCSs) with non-rare events. When conventional calculation methods based on rare event approximations are employed, the CDF of industry SPSA models is significantly overestimated by non-rare events in the MCSs. Recently, quantification algorithms using binary decision diagrams (BDDs) have been introduced to prevent CDF overestimation in the SPSA. However, BDD structures are generated from a small part of whole MCSs due to limited computational memory, and they cannot be reviewed due to their complicated logic structure. This study suggests a simple approach for scrutinizing the CDF calculation based on whole MCSs in the SPSA system analysis model. The proposed approach compares the new results to outputs from existing algorithms, which helps in avoiding CDF overestimation.
Despite recent advances in multi-hazard analysis, the complexity and inherent nature of such problems make quantification of the landslide effect in a probabilistic safety assessment (PSA) of NPPs challenging. Therefore, in this paper, a practical approach was presented for performing an earthquake-induced landslide PSA for NPPs subject to seismic hazard. To demonstrate the effectiveness of the proposed approach, it was applied to Korean typical NPP in Korea as a numerical example. The assessment result revealed the quantitative probabilistic effects of peripheral slope failure and subsequent run-out effect on the risk of core damage frequency (CDF) of a NPP during the earthquake event. Parametric studies were conducted to demonstrate how parameters for slope, and physical relation between the slope and NPP, changed the CDF risk of the NPP. Finally, based on these results, the effective strategies were suggested to mitigate the CDF risk to the NPP resulting from the vulnerabilities inherent in adjacent slopes. The proposed approach can be expected to provide an effective framework for performing the earthquake-induced landslide PSA and decision support to increase NPP safety.
Power uprate is the process of increasing the maximum power level at which a commercial nuclear power plant may operate. Power uprate applications(113 units) for NPPs(Nuclear Power Plants) were recently approved in the United States. Utilities have been using power uprates since the 1970s as a way of increasing the power output of their nuclear plants. To increase the power output of a reactor, typically more highly enriched uranium fuel and/or more fresh fuel is used. This enables the reactor to produce more thermal energy and therefore more steam, driving a turbine generator to produce electricity. In this paper, the propriety of power uprate is explained through the review on the power uprate method and the changes of the physical parameters due to power uprate. The analysis results showed that the CDF(Core Damage Frequency) and LERF(Large Early Release Frequency) are affected in the current probabilistic safety assessment (PSA) model.
Kim, Su-Yeol;Kim, Yeon-Whan;Kim, Jang-Mok;Lim, Ik-Hun;Lee, Hyun
Journal of the Korean Society of Safety
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v.15
no.1
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pp.106-111
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2000
EP(Electrostatic Precipitator) has been used to keep the natural environment from fly-ash in the industrial fields and operated in intermittent PEC(Pulse Energized Control) mode to improve dust-collecting efficiency. Intermittent PEC mode induces low-frequency harmonic currents into power system, therefore EP transformer vibrates. This continuous transformer vibration developes transformer abnormal audio-noise and if it is too much or operates in the region of natural frequency, transformer will be damaged in the end. EP interruption caused by transformer damage results in power generation stopped, power quality down and economic loss. Therefore, this paper explains harmonic currents and transformer vibration-core vibration, winding vibration, and proposes the measures of suppressing the vibration with EP operated in intermittent PEC mode. And this results is proposed to be used for future EP transformer design or EP control method to operate EP-concerned equipment safely keeping from system faults caused by transformer vibration.
Micro reactors are increasingly being considered for utilization as distributed power sources. Hence, the probabilistic safety assessment (PSA) of a direct supercritical-CO2-cooled fast reactor, called micro modular reactor (MMR), was performed in this study; this reactor was developed using innovative design concepts. It adopted a modular design and passive safety systems to minimize site constraints. As the MMR is in its conceptual design phase, design weaknesses and valuable safety insights could be identified during PSA. Level 1 internal event PSA was carried out involving literature survey, system characterization, identification of initiating events, transient analyses, development of event trees and fault trees, and quantification. The initiating events and scenarios significantly contributing to core damage frequency (CDF) were determined to identify design weaknesses in MMR. The most significant initiating event category contributing to CDF was the transients with the power conversion system initially available category, owing to its relatively high occurrence frequency. Further, an importance analysis revealed that the safety of MMR can be significantly improved by improving the reliability of reactor trip and passive decay heat removal system operation. The findings presented in this paper are expected to contribute toward future applications of PSA for assessing unconventional nuclear reactors in their conceptual design phases.
House load operation (HLO) occurs when the generator supplies power to the house load without triggering reactor trips during grid disturbances. In Korea, the HLO capability of optimized power reactor 1000 (OPR1000) plants has prevented several reactor trips. Operational experiences demonstrate the difference in the reactor trip incidence due to grid disturbances between OPR1000 plants and Westinghouse plants in Korea, attributable to the availability of the HLO capability. However, probabilistic safety assessments (PSAs) for OPR1000 plants have not considered their specific design features in the initiating event analyses. In an at-power PSA, the HLO capability can affect the initiating event frequencies of general transients (GTRN) and loss of offsite power (LOOP), resulting from transients within the grid system. The initiating event frequencies of GTRN and LOOP for an OPR1000 plant are reduced by 17.7% and 78.7%, respectively, compared to the Korean industry-average initiating event frequencies, and its core damage frequency from internal events is reduced by 15.2%. The explicit consideration of the HLO capability in initiating event analyses makes significant changes in the risk contributions of the initiating events. Consequently, for more realistic at-power PSAs in Korea, we recommend incorporating plant-specific HLO-related design features when estimating initiating event frequencies.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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