Forsmark Olayı

Forsmark Nükleer Santrali, İsveç'in kuzeyinde yer alan üç üniteli bir tesistir. Olay, 25 Temmuz 2006'da Ünite 1'de (Forsmark-1) meydana gelmiştir. Bu ünite, 1980'de devreye giren 1020 MWe kapasiteli bir Kaynar Su Reaktörüdür (BWR). Santral tam güçte çalışırken, (400 kV şalt sahasında bakım sırasında meydana gelen bir kısa devre, zincirleme elektrik arızalarına yol açtı. 

Ramak kala olay olan Formark Olayı Uluslararası Nükleer Olay Ölçeği'nde (INES) seviye 2'dir ve erime olmamıştır.

25 Temmuz 2006, saat 13:20 civarı. Forsmark-1 tam güçte (990 MW) çalışıyordu400 kV şalt sahasında  bakım çalışmasında İsveç ulusal şebeke operatörü Svenska Kraftnät'in yaptığı  anahtarlama işlemi, bir ark oluşumuna ve iki fazlı kısa devreye neden oldu ve şebekede şiddetli voltaj dalgalanmalarına yol açtı.

Kısa devre, santrali dış şebekeden ayırdı ve jeneratör "ada modu"na (house load operation) geçti – yani kendi iç tüketimini karşılamaya çalıştı. Ancak, bu geçiş sırasında aşırı voltaj pikleri (nominal voltajın %120-200'üne kadar) oluştu.

Reaktör otomatik olarak scram (acil kapatma) yaptı; tüm kontrol çubukları başarıyla yerlerine indi.

Dört adet kesintisiz güç kaynağı (UPS) sisteminden ikisi (A ve B), aşırı gerilimnedeniyle arızalandı ve iki yedek dizel jeneratör devreye bu nedenle giremedi (jeneratör hızı doğrulaması için UPS gerekmektedir).

Kontrol odasındaki göstergelerin yarısı devre dışı kaldı. Acil soğutma sistemleri kısmen aktive oldu, ancak operatörler 22 dakika içinde durumu stabilize etti.Kkalan iki dizel jeneratör (C ve D) çalıştı ve çekirdek soğutması sağlandı.

Bu durum bir bakım hatasından başlayarak, elektrik transiyentlerinin (geçici dalgalanmaların) nasıl yayıldığını gösteriyor. Forsmark-2 bakımdaydı ve Forsmark-3 farklı bir şalt sahasına bağlı olduğu için etkilenmedi.

Elektriksel Arızaların Teknik Detayları

Olay tamamen elektrikseldir ve "ortak nedenli arıza" (common-cause failure) kavramını öne çıkarmaktadır

Gerilim Dalgalanmaları: Kısa devre, gerilimi %30'a düşürdü, ardından jeneratörün aşırı uyartımı (excitation) nedeniyle %120-200'e çıktı. Bu, IEC 60071-1 standartlarına göre tasarlanmış sistemlerde bile sorun yaratır  çünkü UPS'ler bu kadar şiddetli transiyentlere karşı korunmaz.

UPS ve İnverter Arızaları: Dört UPS sisteminden ikisi, aşırı gerilim koruması nedeniyle devre dışı kaldı. Bu durum, batarya destekli DC tarafta güç kaybına yol açtı ve dizel jeneratörlerin bağlantısını engelledi. UPS'ler, 1993'te değiştirilmişti ama 2005'te eklenen frekans röleleri hatalı faz sırası nedeniyle gecikti.

Dizel Jeneratörler ve Bağımlılıklar: Jeneratörlerin devreye girmesi, UPS beslemeli AC güçlerine bağlıydı A ve B sistemlerinde bu bağımlılık, jeneratörlerin hız kontrolünü imkansız kıldı.

Kontrol odası göstergeleri, basınç emniyet valfleri (relief valves) ve acil soğutma sistemleri etkilendi. 2-out-of-4 lojik devrelerde kısmi aktivasyonlar yaşandı.

Bu arızalar, elektrik sistemlerinin "Savunma Derinliği" (defense-in-depth) prensiplerini sorgulattı – bağımsız olması gereken yedek sistemler, ortak bir elektrik transiyentinden etkilendi.

Elektriksel Olarak Nükleer Güvenliğe Etkisi

Eğer tüm dört UPS ve dizel jeneratör arızalansaydı, "santral kararması" (station blackout) yaşanırdı – bu durum, Fukushima'da (2011) gibi çekirdek erimesine yol açabilirdi. Olay, ortak nedenli arızaların (CCF) tüm güvenlik katmanlarını aşabileceğini gösterdi gerilim dalgalanmaları,  UPS, inverterler gibi cihazları kolayca devre dışı bırakabilmektedir.

Nükleer güvenlikte "Savunma Derinliği" ilkesi, birden fazla bağımsız katman gerektirir. Forsmark Olayı, elektrik sistemlerinin dış şebekeye bağımlılığını ve iç transiyentlere karşı yetersizliğini ortaya koydu. Örneğin, UPS'lerin aynı tasarım hatası (aşırı gerilimkoruması yetersizliği) nedeniyle eş zamanlı arızalanması, çeşitlilik eksikliğini (diversify) vurgulamaktadır.

İsveç Nükleer Denetim Kurumu (SKI) olayı seviye 2 olarak sınıflandırdı ve IAEA'ya bildirdi. Avrupa'da benzer reaktörlerde (Almanya, Finlandiya) incelemeler tetiklendi. ABD'de NRC, benzer riskler için rehberler yayınladı (örneğin, 10 CFR 50.63 – Station Blackout kuralları). Olay, elektrik sistemlerinin gerilim/frekans dalgalanmalarına karşı test edilmesini zorunlu kılmıştır.

Aşırı voltaj koruyucuları ekleme, UPS ve dizel jeneratör çeşitliliğini artırma, bakım koordinasyonunu iyileştirme ve deprem/sel gibi dış etkenlere karşı dayanıklılık önlemler olarak sıralanabilir. Forsmark Oalyı, örneğin AP1000 gibi reaktörlerde elektriksel bağımlılığını azaltmaya yönelik. pasif sistemlerin önemini artırmıştır.