Häiriöanalyysejä tehonkorotetun kiehutusvesivoimalaitoksen käytettävyyden varmistamiseksi

TVO suunnittelee reaktoritehon 10 %:n korotusta Olkiluoto 1 ja 2 -voimalaitoksille. Reaktoriteho nostetaan 2500 MW:sta 2750 MW:iin polttoaineen rikastusastetta nostamalla ja pääkiertovirtausta kasvattamalla. Samalla syöttövesivirtaus reaktoriin ja tuorehöyryvirtaus turpiineille kasvaa. Lauhteenpuhdistusjärjestelmän kapasiteettia ei voida kuitenkaan kasvattaa, joten massavirran lisäys toteutetaan ottamalla käyttöön korkeapainesivulauhteen eteenpäinpumppaus. Lauhteen esilämmityslinjojen, lauhteenpuhdistuksen ja syöttövesipumppujen massavirta säilyy siten nykyisellään. Muita merkittäviä tehonkorotukseen liittyviä laitosmuutoksia ovat pääkiertopumppujen uusinta ja korkeapaineturpiinin muutokset. Tehonkorotetun prosessin käytettävyyden varmistamiseksi tehdään häiriöanalyysejä Apros-prosessisimulointiohjelmistoa käyttäen. OL1 ja OL2 -laitoksista on olemassa validoitu 2500 MW:n laitosmalli, josta muokatulla 2750 MW:n laitosmallilla simuloinnit tehdään. Häiriöanalyysien avulla selvitetään säätöjärjestelmien kyky pitää prosessin tila hallinnassa ilman suojausautomaation laukeamista. Simuloituihin tapauksiin kuuluu pumppujen ja venttiilien vikaantumistapauksia sekä turpiini- ja reaktoripuolen pikasulku- ja osittaispikasulkutapauksia. Myös meriveden lämpötilan vaikutusta häiriötilanteisiin tarkastellaan. Analyysien perusteella voimalaitosten ohjaus- ja suojausautomaatio toimivat hyvin myös korotetulla teholla. Tehonkorotuksen jälkeiset suuremmat massavirrat aiheuttavat kuitenkin voimakkaampia reaktoripaineen ja -tehon vaihteluita varsinkin venttiilien sulkeutumistapauksissa. Simuloinnit osoittivat, että tehonkorotus 2500 MW:sta 2750 MW:iin on mahdollinen, mutta aiheuttaa pieniä muutoksia laitoksen suojausjärjestelmien laukaisurajoihin.

TVO plans to uprate the reactor power of Olkiluoto 1 and Olkiluoto 2 by 10 percent from 2500 MW to 2750 MW by increasing fuel enrichment and main circulation flow. The power uprate is implemented by increasing the feed water flow to the reactor and steam flow to the turbine. The capacity of the condensate treatment cannot be increased. Mass flows of the low pressure preheaters, the condensate treatment and the feed water pumps will stay unchanged as the mass flow increase is accomplished by forward pumping of the high pressure drain. Other major changes are the renewal of main circulation pumps and modifications of the high pressure turbine. Transient analyses for ensuring the plant availability of the uprated process are made with Apros-process simulation program. There is a validated Apros-plant model for 2500 MW plant power and transient simulations are made with the modified 2750 MW power uprate model. The purpose of the transient analyses is to find out the ability of process automation to cope with transients without triggering the protection automation. The simulated cases include pump and valve failures, turbine and reactor scrams and partial scrams. The effect of sea water temperature is also analysed. According to the simulations the control system and the protection system work well with the uprated power. The mass flow increase of the uprated process will cause greater reactor pressure and power variations especially after valve failures. The simulations prove that the power uprate from 2500 MW to 2750 MW is feasible with minor tuning of a few protection signal thresholds.