Development and assessment of fire-related risk unavailability matrices to support the application of the maintenance rule in a PWR nuclear power plant

Two methods are presented which serve to incorporate the fire-related risk into the current practices in nuclear power plants with respect to the assessment of configurations. The development of these methods is restricted to the compulsory use of fire probabilistic safety assessment (PSA) models. The first method is a fire protection systems and key safety functions unavailability matrix which is developed to identify structures, systems, and components significant for fire-related risk. The second method is a fire zones and key safety functions (KSFs) fire risk matrix which is useful to identify fire zones which are candidates for risk management actions. Specific selection and quantification methodologies have been developed to obtain the matrices. The Monte Carlo method has been used to assess the uncertainty of the unavailability matrix. The analysis shows that the uncertainty is sufficiently bounded. The significant fire-related risk is localized in six KSF representative components and one fire protection system which should be included in the maintenance rule. The unavailability of fire protection systems does not significantly affect the risk. The fire risk matrix identifies the fire zones that contribute the most to the fire-related risk. These zones belong to the control building and electric penetrations building.Peer ReviewedPostprint (published version

Aplicación del APS de Incendios para la evaluación de indisponibilidades de sistemas en una CN PWR

El proyecto final de carrera “Aplicación del Análisis Probabilístico de Seguridad (APS) de Incendios para la evaluación de indisponibilidades de sistemas en una central PWR” se enmarca en un convenio de colaboración entre el grupo de investigación NERG (Nuclear Engineering Research Group) dentro del Departament de Física i Enginyeria Nuclear (DFEN) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC-BarcelonaTech) y una central nuclear de agua a presión (PWR) española para la investigación y aplicación de los APS en decisiones basadas en el riesgo. El proyecto se ha realizado a petición del departamento de APS de la planta con el fin de valorar el riesgo asociado a las indisponibilidades conjuntas de una Función de Seguridad y un sistema contra incendios. La herramienta utilizada para cuantificar el riesgo asociado a la indisponibilidad es el APS de Incendios. En primer lugar ha sido necesario un proceso de familiarización general con la metodología APS y a continuación una familiarización más específica con la metodología para el APS de Incendios. Se han desarrollado metodologías para el diseño de la Matriz y para la cuantificación de los elementos de la Matriz. Ha sido necesario optimizar la metodología de cuantificación para conseguir hacer factible el cálculo de toda la Matriz. Se han usado herramientas adicionales de programación para optimizar la metodología. Los resultados numéricos se han enfrentado a criterios de valoración de riesgo para ser juzgados y ser utilizables en el marco de la toma de decisiones basada en el riesgo. Se han presentado los resultados al departamento de APS de la Central y a partir de este punto se ha ampliado el análisis con la inclusión del APS de Internos. Se han analizado los cambios provocados por la inclusión del APS de Internos y se ha analizado qué APS proporciona una contribución mayor al riesgo. Más adelante se ha decidido complementar la primera Matriz con un análisis de incertidumbres parcial, debido a la envergadura de un análisis de este calibre, comparando las incertidumbres del APS de Incendios con las del APS de Internos. Se concluye que la mayoría de la Matriz presenta una significación baja para el riesgo, cosa que denota robustez frente a fallos de la central. Los resultados han mostrado que la indisponibilidad de Funciones de Seguridad tiene una mayor incidencia sobre el riesgo que la de los sistemas contra incendios. Se han destacado aquellos componentes críticos representantes de las Funciones de Seguridad y también se han analizado los sistemas contra incendios que generan más riesgo al estar indisponibles. Finalmente se han propuesto distintas mejoras y ampliaciones de los estudios

Development and assessment of fire-related risk unavailability matrices to support the application of the maintenance rule in a PWR nuclear power plant

Two methods are presented which serve to incorporate the fire-related risk into the current practices in nuclear power plants with respect to the assessment of configurations. The development of these methods is restricted to the compulsory use of fire probabilistic safety assessment (PSA) models. The first method is a fire protection systems and key safety functions unavailability matrix which is developed to identify structures, systems, and components significant for fire-related risk. The second method is a fire zones and key safety functions (KSFs) fire risk matrix which is useful to identify fire zones which are candidates for risk management actions. Specific selection and quantification methodologies have been developed to obtain the matrices. The Monte Carlo method has been used to assess the uncertainty of the unavailability matrix. The analysis shows that the uncertainty is sufficiently bounded. The significant fire-related risk is localized in six KSF representative components and one fire protection system which should be included in the maintenance rule. The unavailability of fire protection systems does not significantly affect the risk. The fire risk matrix identifies the fire zones that contribute the most to the fire-related risk. These zones belong to the control building and electric penetrations building.Peer Reviewe