נזק לשסתומים במערכת חירום של תחנת הכוח הגרעינית LaSalle

באביב הזה, צוות הבדיקה המיוחדת של NRC (SIT) ערך בדיקה של תחנת הכוח הגרעינית LaSalle כדי לחקור את הגורם לכשל בשסתומים ולהעריך את היעילות של אמצעי תיקון שננקטו. שתי היחידות של תחנת הכוח הגרעינית של מחוז לאסל של חברת Exelon Generation, כ-11 מייל דרומית-מזרחית לאוטווה, אילינוי, הן כורי מים רותחים (BWR) שהחלו לפעול בתחילת שנות השמונים. למרות שרוב ה-BWR הפועלים בארצות הברית הם BWR/4 עם עיצוב הבלימה Mark I, מכשירי LaSalle "החדשים" משתמשים ב-BWR/5 עם עיצוב הבלימה של Mark II. ההבדל העיקרי בסקירה זו הוא שלמרות שה-BWR/4 משתמש במערכת הזרקת נוזל קירור בלחץ גבוה (HPCI) מונעת על ידי קיטור כדי לספק מי קירור משלימים לליבת הכור אם הצינור הקטן המחובר לכלי הכור נקרע, השימוש ב BWR/5 מערכת ריסוס ליבה בלחץ גבוה (HPCS) מונעת על ידי מנוע משיגה תפקיד בטיחותי זה. ב-11 בפברואר 2017, לאחר תחזוקה ובדיקות של המערכת, עובדים ניסו למלא מחדש את מערכת ריסוס ליבות בלחץ גבוה (HPCS) מספר 2. באותה עת הושבת הכור של יחידה 2 עקב הפסקת התדלוק, וההשבתה נוצלה לבדיקת מערכות חירום כמו מערכת HPCS. מערכת HPCS נמצאת בדרך כלל במצב המתנה במהלך פעולת הכור. המערכת מצוידת במשאבה מונעת מנוע שיכולה לספק זרימה משלימה מתוכננת של 7,000 ליטר לדקה לכלי הכור. משאבת HPCS שואבת מים ממיכל הבלימה במכלה. אם הצינור בעל הקוטר הקטן המחובר לכלי הכור נשבר, מי הקירור ידלפו, אך הלחץ בתוך כלי הכור מופעל על ידי סדרה של מערכות חירום בלחץ נמוך (כלומר, פליטת חום פסולת ומשאבת ריסוס ליבה בלחץ נמוך ). המים הזורמים מקצה הצינור השבור מוזרמים למיכל הדיכוי לשימוש חוזר. ניתן להפעיל את משאבת HPCS המונעת באמצעות מנוע מהרשת מחוץ לאתר כאשר היא זמינה, או מגנרטור דיזל חירום באתר כאשר הרשת אינה זמינה. העובדים לא הצליחו למלא את הצינור בין שסתום ההזרקה של HPCS (1E22-F004) לבין כלי הכור. הם גילו שהדיסק מופרד מגזע שסתום השער הכפול מתוצרת עוגן דרלינג, וחוסם את נתיב הזרימה של צינור המילוי. שסתום הזרקת HPCS הוא שסתום חשמלי סגור בדרך כלל, הנפתח כאשר מערכת HPCS מופעלת כדי לספק תעלה למי תוספת להגיע לכלי הכור. המנוע מפעיל מומנט כדי לסובב את גזע השסתום הספירלי כדי להעלות (לפתוח) או להוריד (לסגור) את הדיסק בשסתום. כשהדיסק יורד במלואו, הדיסק יחסום את הזרימה דרך השסתום. כאשר דש השסתום מורם במלואו, המים הזורמים דרך השסתום זורמים ללא הפרעה. מכיוון שהדיסק מופרד מגזע השסתום במצב מונמך לחלוטין, המנוע עשוי לסובב את גזע השסתום כאילו כדי להעלות את הדיסק, אך הדיסק לא יזוז. העובדים צילמו תמונות של הדיסקים הכפולים המופרדים לאחר הסרת כיסוי השסתום (שרוול) של השסתום (איור 3). הקצה התחתון של הגבעול מופיע במרכז העליון של התמונה. ניתן לראות את שני הדיסקים ואת מסילות ההכוונה לאורכם (כאשר הם מחוברים לגזע השסתום). העובדים החליפו את החלקים הפנימיים של שסתום ההזרקה של HPCS בחלקים שתוכננו מחדש על ידי הספק, וחזרו על יחידה מס' 2. רשות אגן הנהר של טנסי הגישה דוח ל-NRC בינואר 2013 במסגרת 10 CFR Part 21 בנוגע לליקויים בשסתום השער הכפול של Anchor Darling במערכת הזרקת נוזל קירור בלחץ גבוה של תחנת הכוח הגרעינית של Browns Ferry. בחודש שלאחר מכן, ספק השסתומים הגיש דוח 10 CFR Part 21 ל-NRC בנוגע לתכנון של שסתום השער הכפול של Anchor Darling, מה שעלול לגרום לגזע השסתום להיפרד מהדיסק. באפריל 2013, קבוצת בעלי כורי מים רותחים פרסמה דוח על דוח חלק 21 לחבריה והמליצה על שיטות לניטור הפעלת השסתומים שנפגעו. ההמלצות כוללות בדיקות אבחון ומעקב אחר סיבוב הגבעול. בשנת 2015, עובדים ביצעו בדיקות אבחון מומלצות על שסתום הזרקת HPCS 2E22-F004 ב-LaSalle, אך לא נמצאו בעיות ביצועים. ב-8 בפברואר 2017, העובדים השתמשו במדריך לניטור סיבוב הגזע כדי לתחזק ולבדוק את שסתום ההזרקה של HPCS 2E22-F004. באפריל 2016, קבוצת בעלי כורי מים רותחים תיקנה את הדוח על סמך מידע שסיפק בעל תחנת כוח. העובדים פירקו 26 שסתומי שער כפול דיסק מסוג Anchor Darling שעלולים להיות פגיעים וגילו של-24 מהם היו בעיות. באפריל 2017, Exelon הודיעה ל-NRC כי שסתום ההזרקה של HPCS 2E22-F004 לא תקין עקב הפרדה של גזע השסתום והדיסק. תוך שבועיים, צוות בדיקה מיוחד (SIT) שנשכר על ידי ה-NRC הגיע ל-LaSalle כדי לחקור את הסיבה לכשל השסתום ולהעריך את יעילותם של אמצעי התיקון שננקטו. SIT סקר את הערכת Exelon לגבי מצב הכשל של שסתום ההזרקה של יחידה 2 HPCS. SIT הסכים שרכיב בתוך השסתום נקרע עקב כוח מופרז. החלק השבור גורם לחיבור בין גזע המסתם לדיסק הבין חולייתי להיות פחות ופחות מיושר, עד שהדיסק הבין חולייתי נפרד בסופו של דבר מגזע המסתם. הספק עיצב מחדש את המבנה הפנימי של השסתום כדי לפתור את הבעיה. Exelon הודיעה ל-NRC ב-2 ביוני 2017 כי היא מתכננת לתקן 16 שסתומי שער דו-דיסקיים אחרים הקשורים לבטיחות ובטיחותיים של Anchor Darling, אשר עשויים להיות פגיעים לכך במהלך הפסקת התדלוק הבאה של שתי יחידות LaSalle. השפעת מנגנון הכשל. SIT סקר את הסיבות של Exelon להמתנה לתיקון 16 השסתומים הללו. SIT סבורה שהסיבה סבירה, למעט חריג אחד - שסתום הזרקת HCPS ביחידה 1. Exelon העריך את מספר המחזורים של שסתומי הזרקת HPCS עבור יחידה 1 ויחידה 2. שסתום יחידה 2 היה הציוד המקורי שהותקן בתחילת שנות ה-80 , בעוד ששסתום יחידה 1 הוחלף בשנת 1987 לאחר שניזוק מסיבות אחרות. אקסלון טען שמספר הפעימות הגדול יותר של השסתום של יחידה 2 הסביר את הכישלון שלו, והייתה סיבה להמתין עד להפסקת התדלוק הבאה כדי לפתור את בעיית השסתום של יחידה 1. SIT ציטט גורמים כמו הבדלים לא ידועים בבדיקות לפני ההפעלה בין יחידות, הבדלי עיצוב קלים עם השלכות לא ידועות, מאפייני חוזק חומר לא ודאיים והבדלים לא ודאיים בבלאי גזע שסתום לפתיל, והגיעו למסקנה ש"זוהי "בעיית הזמן" במקום "אם" 1E22-F004 השסתום ייכשל אם לא יהיה כשל בעתיד, במילים אחרות, SIT לא רכשה בדיקה מושהית של שסתום יחידה 1 סגרה את LaSalle Unit 1 ב-22 ביוני 2017 כדי להחליף את החלקים הפנימיים של שסתום הזרקת HPCS 1E22-F004 מצא כי ערכי המומנט שפותחו על ידי Exelon עבור המנועים של שסתומי הזרקת HPCS 1E22-F004 ו-2E22-F004 הפרו את 10 CFR Part 50, נספח B, תקן III, Design Control מניח שגזע השסתום הוא החוליה החלשה קובע ערך מומנט מנוע שאינו מפעיל לחץ יתר על גזע השסתום. אבל החוליה החלשה התבררה כחלק פנימי נוסף. ערך מומנט המנוע שהופעל על ידי Exelon הכניס את החלק למתח מופרז, וגרם לו להישבר ולדיסק להיפרד מגזע השסתום. ה-NRC קבע את ההפרה כהפרה חמורה ברמה III בהתבסס על כשל השסתום שמנע ממערכת HPCS לבצע את פונקציות הבטיחות שלה (במערכת ארבע הרמות, רמה I היא החמורה ביותר). עם זאת, ה-NRC הפעיל את שיקול דעתו של אכיפת החוק בהתאם למדיניות אכיפת החוק שלו ולא פרסם הפרות. ה-NRC קבע שהפגם בתכנון השסתום היה עדין מכדי ש-Exelon יוכל לצפות ולתקן באופן סביר לפני תקלת השסתום ביחידה 2. אקסלון נראה די טוב באירוע הזה. רישומי ה-SIT של ה-NRC מצביעים על כך ש-Exelon מודע לדוח חלק 21 שנערך על ידי רשות אגן נהר טנסי וספק השסתומים בשנת 2013. הם לא הצליחו להשתמש במודעות זו כדי לזהות ולתקן בעיות בשסתומי הזרקת HPCS של יחידה 2. זה ממש לא משקף את הביצועים הגרועים שלהם. אחרי הכל, הם יישמו את האמצעים שהומלצו על ידי קבוצת בעלי הכור במים רותחים עבור שני דוחות חלק 21. החיסרון טמון במדריך, לא ביישום של Exelon שלו. הפגם היחיד בטיפול של Exelon בנושא זה היה שהסיבה להפעלת יחידה 1 הייתה חלשה לפני שבדקה האם שסתום ההזרקה שלה HPCS פגום או פגום, עד להפסקת התדלוק המתוכנן הבא שלה. עם זאת, ה-SIT של NRC עזר לאקסלון להחליט לזרז את התוכנית. כתוצאה מכך, יחידה 1 נסגרה ביוני 2017 כדי להחליף את השסתום הפגיע של יחידה 1. NRC נראתה טוב מאוד באירוע הזה. לא רק שה-NRC הוביל את Exelon למקום בטוח יותר עבור יחידה 1 של LaSalle, אלא שה-NRC גם דחק בכל התעשייה לפתור את הבעיה ללא דיחוי בלתי סביר. NRC הוציאה את הודעת המידע לשנת 2017-03 לבעלי המפעל ב-15 ביוני 2017, בנוגע לפגמי התכנון של שסתום השער הכפול של Anchor Darling והמגבלות של הנחיות ניטור ביצועי השסתומים. NRC קיימה סדרה של פגישות פומביות עם נציגי התעשייה וספקי השסתומים על הבעיה ופתרונותיה. אחת התוצאות של אינטראקציות אלה היא שהתעשייה מונה שורה של צעדים, תוכנית הסדר עם יעד יעד לא יאוחר מ-31 בדצמבר 2017, וחקירה לגבי השימוש בשסתומי שער כפול דיסק של עוגן דרלינג באנרגיה גרעינית בארה"ב. צמחים. מחקרים מראים שכ-700 שסתומי שער כפול דיסק מסוג Anchor Darling (AD DDGV) משמשים בתחנות כוח גרעיניות בארצות הברית, אך רק ל-9 שסתומים יש את המאפיינים של שסתומים מרובי פעימות בסיכון גבוה/בינוני. (שסתומים רבים הם חד פעמי, מכיוון שתפקיד הבטיחות שלהם הוא לסגור בעת פתיחה, או להיפתח בסגירה. ניתן לכנות שסתומים מרובי פעימות פתוחים וסגורים, וניתן לפתוח ולסגור אותם מספר פעמים כדי להשיג את תפקוד הבטיחות שלהם.) לתעשייה עדיין יש זמן להחזיר את כישלונה מהניצחון, אבל נראה שה-NRC מוכן לראות תוצאות בזמן ויעילות מהעניין הזה. שלחו SMS "מדע" ל-662266 או הרשמו אונליין. הירשם או שלח SMS "SCIENCE" למספר 662266. ייתכן שייגבו עמלות SMS ונתונים. הטקסט מפסיק את ביטול ההסכמה. אין צורך לקנות. תנאים. © איגוד המדענים המודאגים אנחנו ארגון ללא מטרות רווח 501(c)(3). 2 Brattle Square, Cambridge MA 02138, ארה"ב (617) 547-5552