Published September 2021 | Version v1
Report

Methodical extension of existing PSA taking into account special requirements from overarching impacts. Use of dynamic simulation methods for the analysis of emergency measures in case of aggravating boundary conditions due to overlapping impacts. Final report on work package AP 2

Description

In the recent past, advanced methods for dynamic PSA have been developed by GRS: These methods are now available for applications. Dynamic PSA methods are used to model and analyse time-dependent interactions between the plant process, human actions and stochastic influences in a more detailed and comprehensive manner. This is not possible with the conventional PSA methodology. Such interactions may arise in event sequences induced by hazards, where emergency measures are carried out by plant personnel even under aggravated conditions. In this project, the advanced methods for dynamic PSA developed by GRS have been applied to investigate the effectiveness of emergency measures under such aggravated conditions, where the influence of dependencies and uncertainties from stochastic parameters on human actions is considered in the time sequence. The scenario analysed is a fire event, during which an internal flooding from a leakage of the fire water supply in the reactor annulus is assumed. The scenario starts with a fire in a cable duct of the reactor annulus. During the firefighting activities, a break of the fire water supply pipe in the reactor annulus is postulated, interrupting the water supply needed for extinguishing the fire successfully. The aggravating condition for the extinguishing process is given through the delay of the fire fighting activities due to the time needed to stop the leakage. The analyses performed have demonstrated how a human procedure can be modelled and analysed in detail applying dynamic PSA methods, where various uncertain influencing factors and dependencies have been taken into account. In addition, it has been shown that the probabilistic results derived from a dynamic PSA can be used to quantify the impact of stochastic influencing factors on times when relevant actions are carried out. This information can be used to identify influencing factors – even those that occur with only a very low probability – for which the execution times of such actions are significantly delayed. Time delays of necessary actions may present an impact important to safety if the actions are not carried out during the required time period with the result that the emergency measure is not successful. In that way the probabilistic results of a dynamic PSA of emergency operating procedures can be used as a basis for developing measures to avoid such time delays and therefore can contribute to improve plant safety.

Availability note (English)

Available from: https://www.grs.de/de/aktuelles/publikationen/grs-636

Abstract (German)

In der GRS wurden in den letzten Jahren fortschrittliche Methoden zur dynamischen PSA entwickelt, die mittlerweile für Anwendungen zur Verfügung stehen. Methoden der dynamischen PSA können eingesetzt werden, um zeitabhängige Wechselwirkungen zwischen Prozessablauf, menschlichen Handlungen und stochastischen Einflüssen umfassender mit einem höheren Detaillierungsgrad modellieren und analysieren zu können, als dies mit den Methoden der konventionellen PSA möglich ist. Solche Wechselwirkun-gen sind insbesondere auch bei Ereignissen infolge übergreifender Einwirkungen zu erwarten, bei denen Notfallmaßnahmen durch das Anlagenpersonal oftmals unter erschwerten Randbedingungen durchzuführen sind. In diesem Vorhaben werden die bei der GRS entwickelten fortschrittlichen Methoden zur dynamischen PSA (MCDET und Crew-Modul) bei einer Untersuchung der Wirksamkeit von Notfallmaßnahmen unter erschwerten Randbedingungen angewendet, wobei Abhängigkeiten und zufällige Einflussgrößen auf den Handlungsablauf berücksichtigt werden. Bei dem zu analysierenden Szenario handelt es sich um ein Überflutungsereignis, welches zeitgleich zur übergreifenden Einwirkung eines anlageninternen Brandereignisses im Reaktorgebäude-Ringraum stattfindet. Es wurde dabei unterstellt, dass der Brand in einem Kabelschacht des Reaktorgebäude-Ringraums ausbricht und während der Löscharbeiten eine Leckage in der Feuerlöschwasserleitung auftritt, wodurch die Einspeisung von Löschwasser zur Brandbekämpfung unterbrochen wird. Die erschwerende Randbedingung für den Löschvorgang besteht in der mehr oder minder großen Verzögerung der Löscharbeiten durch die Dauer und den Erfolg der Erkennung, Lokalisierung und Absperrung des Lecks. Mittels der durchgeführten dynamischen PSA konnte demonstriert werden, wie ein komplexer Handlungsablauf unter Berücksichtigung verschiedener unsicherer Einflussgrößen und Abhängigkeiten modelliert und analysiert werden kann. Außerdem wurde durch die Untersuchungen gezeigt, dass es mit den GRS-Methoden zur dynamischen PSA möglich ist, die Auswirkung stochastischer Einflussfaktoren auf die Zeiten zu quantifizieren, zu denen relevante Handlungen für den Prozessablauf durchgeführt werden. Damit können Einflussfaktoren identifiziert werden – auch diejenigen, die mit nur sehr geringer Wahrscheinlichkeit auftreten, bei denen die Ausführungszeiten wichtiger Handlungen signifikant verzögert sind. Zeitliche Verzögerungen können dann einen sicherheitstechnisch relevanten Einfluss haben, wenn notwendige Handlungen nicht rechtzeitig ausgeführt werden und damit die Notfallmaßnahme nicht erfolgreich durchgeführt werden kann. Der Kenntnisgewinn, der durch die probabilistischen Ergebnisse der dynamischen PSA erzielt wird, kann als Grundlage dafür verwendet werden, Maßnahmen zur Vermeidung solcher zeitlichen Verzögerungen zu entwickeln, womit sich die Sicherheit einer Anlage erhöhen lässt.

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Methodische Erweiterung bestehender PSA unter Berücksichtigung spezieller Anforderungen aus übergreifenden Einwirkungen. Einsatz dynamischer Simulationsmethoden für die Analyse von Notfallmaßnahmen bei erschwerenden Randbedingungen infolge übergreifender Einwirkungen. Abschlussbericht zum Arbeitspaket AP 2

Publishing Information

ISBN
978-3-949088-25-4
Imprint Pagination
134 p.
Report number
GRS--636