CCF analysis for new reactor designs

摘要

Common Cause Fehler (CCF) (Gemeinsam Verursachte Ausfälle) sind seit langem Gegenstand sicherheitstechnischer Überlegungen in der kerntechnischen Sicherheit. Probabilistische Sicherheitsziele und die Erkenntnis, dass die Verringerung der Ausfallwahrscheinlichkeit durch Redundanzerhöhung durch CCF begrenzt ist, führten für den EPR zu der Auslegungsanforderung, wesentliche Sicherheitsfunktionen durch funktional diversitäre Systeme zu erfüllen. Die für den EPR erstellte probabilistische Sicherheitsanalyse (PSA) berücksichtigt CCF gemäß dem Beta-Faktor-Modell der EUR. Die PSA zeigt, dass das probabilistische Ziel für Kernschadenshäufigkeit -CDF <10~(-5)/a - mit Abstand eingehalten wird. Zusätzlich zur Modellierung von CCF in der PSA wird eine deterministische CCF Analyse durchgeführt. Dabei werden für eine Sicherheitsfunktion das Haupt- (frontline) und das Ersatzsystem (backup) auf Komponentenebene daraufhin untersucht, ob es in beiden Systemen gemeinsame oder typidentische Komponenten gibt. Die Analyse stellt sicher, dass diversitäre Sicherheitsfunktionen durch hinreichend diversitäre Systeme erfüllt werden. Komponenten, für die weitere Diversifizierung oder Maßnahmen gegen CCF erforderlich sind, werden identifiziert.%Common Cause Failures (CCF) have been an issue of safety consideration in nuclear safety since a long time. For the design of the European Pressurised Reactor (EPR) probabilistic safety goals in conjunction with the limit set by CCF on failure probability that can be achieved by redundancy led to the requirement to fulfil vital safety functions by functionally diverse systems. The probabilistic safety analysis (PSA) which was performed for EPR takes into account CCFs which are modelled using the beta-factor model of the European Utility Requirements (EUR). The PSA shows that the probabilistic safety goal for core damage frequency - CDF < 10~(-5)/year - is met with sufficient margin. In addition to the modelling of CCF in the PSA a deterministic CCF analysis is being performed. It is a safety function based approach on component level analysing frontline and backup systems with respect to common components or type identical components. It ensures that diverse safety functions are fulfilled by systems being sufficiently diverse including all necessary support systems. Components are identified where further diversification or additional defences against CCF are required.