Ventilschaden im Notfallsystem des Kernkraftwerks LaSalle

In diesem Frühjahr führte das NRC Special Inspection Team (SIT) eine Inspektion des Kernkraftwerks LaSalle durch, um die Ursache des Ventilausfalls zu untersuchen und die Wirksamkeit der ergriffenen Korrekturmaßnahmen zu bewerten. Die beiden Blöcke des Kernkraftwerks LaSalle County der Exelon Generation Company, etwa 11 Meilen südöstlich von Ottawa, Illinois, sind Siedewasserreaktoren (BWR), die Anfang der 1980er Jahre in Betrieb genommen wurden. Obwohl es sich bei den meisten in den Vereinigten Staaten betriebenen SWRs um SWR/4 mit der Mark-I-Containment-Konstruktion handelt, verwenden die „neueren“ LaSalle-Geräte den BWR/5 mit der Mark-II-Containment-Konstruktion. Der Hauptunterschied in dieser Überprüfung besteht darin, dass der BWR/4 zwar ein dampfbetriebenes Hochdruck-Kühlmitteleinspritzsystem (HPCI) verwendet, um den Reaktorkern mit zusätzlichem Kühlwasser zu versorgen, wenn das kleine Rohr, das mit dem Reaktorbehälter verbunden ist, reißt, die Verwendung von BWR/5 Ein motorbetriebenes Hochdruck-Kernsprühsystem (HPCS) erfüllt diese Sicherheitsfunktion. Am 11. Februar 2017 versuchten Arbeiter nach der Wartung und Prüfung des Systems, das Hochdruck-Kernsprühsystem Nr. 2 (HPCS) wieder aufzufüllen. Damals wurde der Reaktor von Block 2 wegen der Unterbrechung der Betankung abgeschaltet und die Stillstandszeit zur Überprüfung von Notfallsystemen, wie zum Beispiel dem HPCS-System, genutzt. Das HPCS-System befindet sich während des Reaktorbetriebs normalerweise im Standby-Modus. Das System ist mit einer motorbetriebenen Pumpe ausgestattet, die einen zusätzlichen Durchfluss von 7.000 Gallonen pro Minute für den Reaktorbehälter bereitstellen kann. Die HPCS-Pumpe saugt Wasser aus dem Sicherheitsbehälter im Sicherheitsbehälter an. Wenn das mit dem Reaktorbehälter verbundene Rohr mit kleinem Durchmesser bricht, tritt Kühlwasser aus, aber der Druck im Reaktorbehälter wird durch eine Reihe von Niederdruck-Notfallsystemen (z. B. Abwärmeableitung und Niederdruck-Kernsprühpumpe) betrieben ). Das aus dem gebrochenen Rohrende austretende Wasser wird zur Wiederverwendung in den Ausgleichsbehälter abgeleitet. Die motorbetriebene HPCS-Pumpe kann über das externe Stromnetz betrieben werden, wenn dieses verfügbar ist, oder über einen Notstrom-Dieselgenerator vor Ort, wenn das Stromnetz nicht verfügbar ist. Den Arbeitern gelang es nicht, das Rohr zwischen dem HPCS-Einspritzventil (1E22-F004) und dem Reaktorbehälter zu füllen. Sie entdeckten, dass sich die Scheibe vom Schaft des von Anchor Darling hergestellten Doppelklappschiebers gelöst hatte und den Strömungsweg des Füllrohrs blockierte. Das HPCS-Einspritzventil ist ein normalerweise geschlossenes elektrisches Ventil, das sich öffnet, wenn das HPCS-System gestartet wird, um einen Kanal für das Zusatzwasser zum Reaktorbehälter bereitzustellen. Der Motor wendet ein Drehmoment an, um den spiralförmigen Ventilschaft zu drehen und so die Scheibe im Ventil anzuheben (öffnen) oder abzusenken (schließen). Wenn die Scheibe vollständig abgesenkt ist, blockiert sie den Durchfluss durch das Ventil. Wenn die Ventilklappe vollständig angehoben ist, fließt das durch das Ventil fließende Wasser ungehindert. Da die Scheibe in einer vollständig abgesenkten Position vom Ventilschaft getrennt ist, kann der Motor den Ventilschaft drehen, als würde er die Scheibe anheben, die Scheibe bewegt sich jedoch nicht. Die Arbeiter machten Fotos von den getrennten Doppelscheiben, nachdem sie die Ventilabdeckung (Hülse) des Ventils entfernt hatten (Abbildung 3). Der untere Rand des Stiels erscheint in der oberen Bildmitte. Zu sehen sind die beiden Scheiben und die Führungsschienen entlang dieser (bei Verbindung mit dem Ventilschaft). Die Arbeiter ersetzten die Innenteile des HPCS-Einspritzventils durch vom Lieferanten neu konstruierte Teile und verwendeten erneut die Einheit Nr. 2. Die Tennessee River Basin Authority übermittelte dem NRC im Januar 2013 gemäß 10 CFR Teil 21 einen Bericht über Mängel am Doppelscheibenschieber Anchor Darling im Hochdruck-Kühlmitteleinspritzsystem des Kernkraftwerks Browns Ferry. Im darauffolgenden Monat reichte der Ventillieferant beim NRC einen 10 CFR Part 21-Bericht über die Konstruktion des Anchor Darling-Doppelscheibenschiebers ein, der dazu führen könnte, dass sich der Ventilschaft von der Scheibe löst. Im April 2013 veröffentlichte die Boiling Water Reactor Owners Group einen Bericht zum Teil 21-Bericht an ihre Mitglieder und empfahl Methoden zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der betroffenen Ventile. Zu den Empfehlungen gehören diagnostische Tests und die Überwachung der Rotation des Schafts. Im Jahr 2015 führten Arbeiter in LaSalle die empfohlenen Diagnosetests am HPCS-Injektionsventil 2E22-F004 durch, es wurden jedoch keine Leistungsprobleme festgestellt. Am 8. Februar 2017 nutzten Arbeiter die Anleitung zur Spindelrotationsüberwachung, um das HPCS-Injektionsventil 2E22-F004 zu warten und zu testen. Im April 2016 überarbeitete die Eigentümergruppe von Siedewasserreaktoren ihren Bericht auf der Grundlage von Informationen eines Kraftwerksbesitzers. Arbeiter zerlegten 26 möglicherweise anfällige Doppelscheibenschieber von Anchor Darling und stellten fest, dass 24 von ihnen Probleme hatten. Im April 2017 teilte Exelon dem NRC mit, dass das HPCS-Einspritzventil 2E22-F004 aufgrund der Trennung von Ventilschaft und Scheibe eine Fehlfunktion hatte. Innerhalb von zwei Wochen traf ein vom NRC beauftragtes Spezialinspektionsteam (SIT) in LaSalle ein, um die Ursache des Ventilausfalls zu untersuchen und die Wirksamkeit der ergriffenen Korrekturmaßnahmen zu bewerten. SIT überprüfte Exelons Einschätzung des Fehlermodus des HPCS-Injektionsventils der Einheit 2. SIT stimmte zu, dass eine Komponente im Inneren des Ventils aufgrund übermäßiger Krafteinwirkung gerissen ist. Der gebrochene Teil führt dazu, dass die Verbindung zwischen Klappenschaft und Bandscheibe immer weniger ausgerichtet wird, bis sich die Bandscheibe schließlich vom Klappenschaft löst. Um das Problem zu lösen, hat der Lieferant die interne Struktur des Ventils neu gestaltet. Exelon teilte dem NRC am 2. Juni 2017 mit, dass es plant, 16 weitere sicherheitsrelevante und sicherheitsrelevante Doppelscheibenschieber von Anchor Darling zu reparieren, die bei der nächsten Betankungsunterbrechung der beiden LaSalle-Einheiten möglicherweise anfällig dafür sind. Die Auswirkungen des Fehlermechanismus. SIT überprüfte die Gründe von Exelon, mit der Reparatur dieser 16 Ventile zu warten. SIT glaubt, dass der Grund vernünftig ist, mit einer Ausnahme – dem HCPS-Einspritzventil in Einheit 1. Exelon hat die Anzahl der Zyklen der HPCS-Einspritzventile für Einheit 1 und Einheit 2 geschätzt. Das Ventil von Einheit 2 war die Erstausrüstung, die Anfang der 1980er Jahre installiert wurde , während das Ventil der Einheit 1 1987 ersetzt wurde, nachdem es aus anderen Gründen beschädigt worden war. Exelon argumentierte, dass die größere Anzahl von Hüben des Ventils von Block 2 seinen Ausfall erkläre und dass es einen Grund gebe, bis zur nächsten Betankungsunterbrechung zu warten, um das Ventilproblem von Block 1 zu lösen. SIT führte Faktoren wie unbekannte Unterschiede bei den Tests vor dem Betrieb an Einheiten, geringfügige Konstruktionsunterschiede mit unbekannten Folgen, ungewisse Materialfestigkeitseigenschaften und ungewisse Unterschiede beim Verschleiß von Ventilschaft und Keilgewinde und kam zu dem Schluss, dass „dies ein ‚Zeitproblem‘ ist“ statt „Wenn“ 1E22-F004. Das Ventil wird ausfallen Wenn in Zukunft kein Fehler auftritt, hat SIT am 22. Juni 2017 keine verspätete Inspektion des Ventils von Einheit 1 vorgenommen, um die internen Teile des HPCS-Einspritzventils 1E22-F004 zu ersetzen stellte fest, dass die von Exelon für die Motoren der HPCS-Einspritzventile 1E22-F004 und 2E22-F004 entwickelten Drehmomentwerte gegen 10 CFR Teil 50, Anhang B, Standard III, Design Control verstoßen. Exelon geht davon aus, dass der Ventilschaft das schwache Glied ist Legt einen Motordrehmomentwert fest, der keinen übermäßigen Druck auf den Ventilschaft ausübt. Es stellte sich jedoch heraus, dass das schwache Glied ein weiterer interner Teil war. Das von Exelon angewandte Motordrehmoment setzte das Teil einer übermäßigen Belastung aus, wodurch es brach und sich die Scheibe vom Ventilschaft löste. Das NRC stufte den Verstoß aufgrund des Ventilfehlers, der das HPCS-System daran hinderte, seine Sicherheitsfunktionen auszuführen, als schwerwiegenden Verstoß der Stufe III ein (im Vier-Stufen-System ist Stufe I am schwerwiegendsten). Das NRC übte jedoch seinen Ermessensspielraum bei der Strafverfolgung im Einklang mit seiner Strafverfolgungsrichtlinie aus und veröffentlichte keine Verstöße. Das NRC kam zu dem Schluss, dass der Ventilkonstruktionsfehler zu subtil war, als dass Exelon ihn vernünftigerweise vorhersehen und beheben konnte, bevor das Ventil in Einheit 2 ausfiel. Exelon sah bei dieser Veranstaltung ziemlich gut aus. Aus den SIT-Aufzeichnungen des NRC geht hervor, dass Exelon über den Teil-21-Bericht der Tennessee River Basin Authority und des Ventillieferanten aus dem Jahr 2013 informiert ist. Sie konnten dieses Wissen nicht nutzen, um Probleme mit den HPCS-Einspritzventilen der Einheit 2 zu identifizieren und zu beheben. Das ist wirklich kein Ausdruck ihrer schlechten Leistung. Immerhin haben sie die von der Boiling Water Reactor Owner's Group für die beiden Teil-21-Berichte empfohlenen Maßnahmen umgesetzt. Der Nachteil liegt in der Anleitung und nicht in der Anwendung durch Exelon. Der einzige Fehler bei der Behandlung dieser Angelegenheit durch Exelon bestand darin, dass der Grund für den Betrieb von Einheit 1 schwach war, bevor überprüft wurde, ob ihr HPCS-Einspritzventil beschädigt oder beschädigt war, bis die nächste geplante Betankung unterbrochen wurde. Allerdings half das SIT von NRC Exelon bei der Entscheidung, den Plan zu beschleunigen. Infolgedessen wurde Block 1 im Juni 2017 geschlossen, um das anfällige Ventil von Block 1 zu ersetzen. NRC machte bei dieser Veranstaltung einen sehr guten Eindruck. Das NRC hat Exelon nicht nur an einen sichereren Ort für LaSalle Unit 1 geführt, sondern das NRC hat auch die gesamte Branche aufgefordert, dieses Problem ohne unangemessene Verzögerung zu lösen. NRC hat am 15. Juni 2017 die Informationsmitteilung 2017-03 an die Fabrikbesitzer herausgegeben, in der es um die Konstruktionsmängel des Doppelscheibenschiebers Anchor Darling und die Einschränkungen der Richtlinien zur Überwachung der Ventilleistung geht. NRC veranstaltete eine Reihe öffentlicher Treffen mit Vertretern der Industrie und Ventillieferanten zu diesem Problem und seinen Lösungen. Eines der Ergebnisse dieser Interaktionen ist, dass die Branche eine Reihe von Schritten, einen Vergleichsplan mit einer Zielfrist bis spätestens 31. Dezember 2017 und eine Untersuchung des Einsatzes von Anchor Darling-Doppelscheibenschiebern in der US-Atomkraft aufgelistet hat Pflanzen. Untersuchungen zeigen, dass etwa 700 Anchor Darling-Doppelscheibenschieber (AD DDGV) in Kernkraftwerken in den Vereinigten Staaten verwendet werden, aber nur 9 Ventile die Eigenschaften von Mehrhubventilen mit hohem/mittlerem Risiko aufweisen. (Viele Ventile sind Einzelhubventile, da ihre Sicherheitsfunktion darin besteht, beim Öffnen zu schließen oder beim Schließen zu öffnen. Mehrhubventile können als „Öffnen“ und „Schließen“ bezeichnet werden und können zur Erreichung ihrer Sicherheitsfunktion mehrmals geöffnet und geschlossen werden.) Das Die Industrie hat noch Zeit, ihren gescheiterten Sieg wieder gutzumachen, aber das NRC scheint bereit zu sein, zeitnahe und wirksame Ergebnisse in dieser Angelegenheit zu sehen. Senden Sie eine SMS „SCIENCE“ an 662266 oder registrieren Sie sich online. 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