Lincidente di Three Miles Island Marino Mazzini Professore Ordinario nel s.s.d. Impianti Nucleari...

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L’incidente di Three Miles Island L’incidente di Three Miles Island Marino Mazzini Marino Mazzini Professore Ordinario Professore Ordinario nel s.s.d. “Impianti Nucleari” nel s.s.d. “Impianti Nucleari” Università di Pisa Università di Pisa Facoltà di Ingegneria Facoltà di Ingegneria Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Nucleare e della Produzione Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Nucleare e della Produzione

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L’incidente di Three Miles IslandL’incidente di Three Miles Island

Marino MazziniMarino MazziniProfessore OrdinarioProfessore Ordinario

nel s.s.d. “Impianti Nucleari” nel s.s.d. “Impianti Nucleari”

Università di PisaUniversità di Pisa

Facoltà di IngegneriaFacoltà di Ingegneria

Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Nucleare e della ProduzioneDipartimento di Ingegneria Meccanica, Nucleare e della Produzione

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DOCUMENTAZIONE PER LA LEZIONEDOCUMENTAZIONE PER LA LEZIONESULL’INCIDENTE DI THREE MILES ISLAND SULL’INCIDENTE DI THREE MILES ISLAND

1. Slides (M. Mazzini)

2. G. Petrangeli: “Nuclear Safety”

Elsevier Pub. 2006, reperibile anche su CD “NUCLEAR ENERGY” E-Book Collection

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CONTENTCONTENT• IntroductionIntroduction

• The TMI 2 Nuclear Power PlantThe TMI 2 Nuclear Power Plant

• Phases of the TMI 2 AccidentPhases of the TMI 2 Accident

• The Consequences of the TMI 2 Accident:The Consequences of the TMI 2 Accident:

- Reactor Disruption- Reactor Disruption

- Radioactivity Releases- Radioactivity Releases

• Immediate and Underlining Causes of the TMI 2 Immediate and Underlining Causes of the TMI 2 AccidentAccident

• Conclusions

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Schematic of TMI 2 NPPSchematic of TMI 2 NPP

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TMI 2 TMI 2 PressurizerPressurizer

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Top View of TMI 2 ReactorTop View of TMI 2 Reactor

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Trend of the Main Quantities and Events Trend of the Main Quantities and Events during the first minutes of TMI 2 Accidentduring the first minutes of TMI 2 Accident

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Pressure Trend and Main Events during Pressure Trend and Main Events during the 1.st phase of TMI 2 Accidentthe 1.st phase of TMI 2 Accident

minmin

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Level Trend and Main Events during the Level Trend and Main Events during the 1.st Core Degradation of TMI 2 Accident1.st Core Degradation of TMI 2 Accident

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Water Levels in Primary and Secondary Water Levels in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 0 sCircuits of TMI 2 NPP at t = 0 s

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 8 Minutes of TMI 2 NPP at t = 8 Minutes

(Liquid Expansion at Increasing T)(Liquid Expansion at Increasing T)

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 20 Minutes of TMI 2 NPP at t = 20 Minutes

(Cooling-down through SG)(Cooling-down through SG)

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 1Hour of TMI 2 NPP at t = 1Hour

(Increase of Voids in Primary Circuit)(Increase of Voids in Primary Circuit)

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 1.5 Hours of TMI 2 NPP at t = 1.5 Hours

(Loop A Operating, Loop B Stagnant)(Loop A Operating, Loop B Stagnant)

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 2 Hours of TMI 2 NPP at t = 2 Hours

(All Pumps off. Core Drying and Heating)(All Pumps off. Core Drying and Heating)

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 2.8 Hours of TMI 2 NPP at t = 2.8 Hours

(Core Heating Continues)(Core Heating Continues)

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 3.2 Hours of TMI 2 NPP at t = 3.2 Hours

(Partial Core Quench due to Loop B Restart)(Partial Core Quench due to Loop B Restart)

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 3.5 Hours of TMI 2 NPP at t = 3.5 Hours

(Vessel Refill by HPI Manual Operation)(Vessel Refill by HPI Manual Operation)

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 6 Hours of TMI 2 NPP at t = 6 Hours

(System Pressurization by HPI Operation)(System Pressurization by HPI Operation)

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 8 Hoursof TMI 2 NPP at t = 8 Hours

(PC Depressurization and H(PC Depressurization and H22 Release in Containment) Release in Containment)

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 10,3 Hoursof TMI 2 NPP at t = 10,3 Hours

(PC Pressure Achieves Minimum Value)(PC Pressure Achieves Minimum Value)

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 13 Hoursof TMI 2 NPP at t = 13 Hours

(Natural Circulation through SG Blocked by H(Natural Circulation through SG Blocked by H22))

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 15 Hoursof TMI 2 NPP at t = 15 Hours

(PC Repressurization by HPI Intervention)(PC Repressurization by HPI Intervention)

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Water in Primary and Secondary Circuits Water in Primary and Secondary Circuits of TMI 2 NPP at t = 16 Hoursof TMI 2 NPP at t = 16 Hours

(Heat Removal by Forced Circulation in Loop A)(Heat Removal by Forced Circulation in Loop A)

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Primary Pressure Trend duringPrimary Pressure Trend duringTMI 2 AccidentTMI 2 Accident

hh

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Core Level during the 1.st Phase of Core Level during the 1.st Phase of TMI 2 AccidentTMI 2 Accident

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TMI 2 TMI 2 Accident Accident

Core DamageCore Damage Progression: Progression:

Time 174 Time 174 MinutesMinutes

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TMI 2 TMI 2 Accident Accident

Core Damage Core Damage Progression:Progression:Time about Time about 200 Minutes200 Minutes

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TMI 2 TMI 2 Accident Accident

Core Damage Core Damage Progression:Progression:Time about Time about 225 Minutes225 Minutes

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TMI 2 TMI 2 Accident Accident

Core Damage Core Damage Final Final

ConfigurationConfiguration

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TMI 2 Accident:TMI 2 Accident:Estimated Distribution of Core MaterialsEstimated Distribution of Core Materials

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Inventory of Inventory of Fission Fission

Products in Products in TMI 2 TMI 2

Reactor Reactor

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Fission Products in PC Water Fission Products in PC Water

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Fission Products in TMI 2 Fission Products in TMI 2 Containment Atmosphere Containment Atmosphere

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Radioactivity Release Paths Radioactivity Release Paths

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Conclusioni Conclusioni • L’incidente di TMI 2 è il più grave incidente L’incidente di TMI 2 è il più grave incidente verificatosi in impianti nucleari LWR.verificatosi in impianti nucleari LWR.

• Le cause immediate dell’incidente sono da Le cause immediate dell’incidente sono da ascrivere ad un guasto della PORV non rilevato ascrivere ad un guasto della PORV non rilevato dagli operatori.dagli operatori.

• Le vere cause dell’incidente vanno ricercate nella Le vere cause dell’incidente vanno ricercate nella mancanza di un’adeguata mancanza di un’adeguata cultura della cultura della sicurezzasicurezza nell’esercente dell’impianto ed anche nell’esercente dell’impianto ed anche della NRC: esercizio dell’impianto in condizioni della NRC: esercizio dell’impianto in condizioni non ammesse, sostanziale assenza di controlli da non ammesse, sostanziale assenza di controlli da parte dell’Autorità di sicurezza, inadeguato parte dell’Autorità di sicurezza, inadeguato addestramento del personale, ecc.addestramento del personale, ecc.

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