ラサール原子力発電所の非常用システムのバルブが損傷

この春、NRC特別検査チーム（SIT）は弁故障の原因を調査し、講じられた是正措置の有効性を評価するためにラサール原子力発電所の検査を実施した。 イリノイ州オタワの南東約11マイルにあるエクセロン・ジェネレーション・カンパニーのラサール郡原子力発電所の2基は、1980年代初頭に運転を開始した沸騰水型原子炉（BWR）である。 米国で稼働しているほとんどの BWR は Mark I 格納設計の BWR/4 ですが、「新しい」ラサール装置は Mark II 格納設計の BWR/5 を使用しています。 このレビューの主な違いは、BWR/4 は原子炉容器を接続する小さなパイプが破裂したときに原子炉炉心に補助冷却水を供給するために蒸気駆動の高圧冷却材注入 (HPCI) システムを使用しているのに対し、BWR/5 はは、モーター駆動の高圧コア スプレー (HPCS) システムを使用して、この安全な役割を実現します。 2017年2月11日、システムのメンテナンスとテストの後、作業員は2号高圧炉心注水（HPCS）システムの再充填を試みた。 当時、２号機は燃料補給の中断により原子炉が停止し、その時間を利用してＨＰＣＳシステムなどの非常用システムの点検を行っていた。 HPCS システムは通常、原子炉の運転中はスタンバイ モードになります。 このシステムには、原子炉容器に毎分 7,000 ガロンの設計補助流量を提供できるモーター駆動ポンプが装備されています。 HPCSポンプは格納容器内の格納タンクから水を汲み上げます。 原子炉容器に接続されている細径配管が破損すると冷却水が漏洩しますが、原子炉容器内の圧力は一連の低圧非常用システム（廃熱放出ポンプや低圧炉心スプレイポンプなど）によって作動しています。 ）。 破損した管端から流出した水はサプレッションタンクに放流され、再利用されます。 モーター駆動の HPCS ポンプは、オフサイトの送電網が利用可能な場合はオフサイトの送電網から電力を供給でき、送電網が利用できない場合はオンサイトの非常用ディーゼル発電機から電力を供給できます。 作業員は HPCS 注入弁 (1E22-F004) と原子炉容器の間のパイプを埋めることができませんでした。 調査の結果、アンカー・ダーリング社製のデュアルクラッパーゲートバルブのステムからディスクが外れ、充填パイプの流路を遮断していることが判明した。 HPCS 注入弁は常閉の電気弁で、HPCS システムが開始されると開き、補給水が原子炉容器に到達するためのチャネルを提供します。 モーターはトルクを加えてスパイラルバルブステムを回転させ、バルブ内のディスクを上げたり下げたり（閉じたり）します。 完全に下げると、ディスクがバルブを通る流れを遮断します。 バルブフラップが完全に上がると、バルブを流れる水は妨げられずに流れます。 完全に下降した位置ではディスクがバルブステムから離れているため、モーターはディスクを持ち上げるかのようにバルブステムを回転させますが、ディスクは動きません。 作業員はバルブのバルブカバー（スリーブ）を取り外した後、分離したダブルディスクの写真を撮影しました（図3）。 茎の下端が写真の上部中央に表示されます。 2 つのディスクと、それに沿ったガイド レールが見えます (バルブ ステムに接続されている場合)。 作業員はHPCS噴射弁の内部部品を納入業者が再設計した部品と交換し、2号機の作業を繰り返した。 テネシー川流域当局は、ブラウンズフェリー原子力発電所の高圧冷却材注入システムのアンカーダーリングダブルディスクゲートバルブの欠陥に関する10 CFRパート21に基づき、2013年1月にNRCに報告書を提出した。 翌月、バルブサプライヤーは、バルブステムがディスクから分離する可能性があるアンカーダーリングダブルディスクゲートバルブの設計上の問題に関する10 CFRパート21報告書をNRCに提出した。 2013 年 4 月、沸騰水型原子炉所有者グループは、パート 21 報告書に関する報告書を会員に発行し、影響を受けるバルブの操作性を監視する方法を推奨しました。 推奨事項には、診断テストとステムの回転の監視が含まれます。 2015 年に、作業員はラサールの HPCS インジェクションバルブ 2E22-F004 に対して推奨される診断テストを実施しましたが、性能上の問題は見つかりませんでした。 2017 年 2 月 8 日、作業員はステム回転監視ガイドを使用して HPCS インジェクション バルブ 2E22-F004 の保守とテストを行いました。 2016年4月、沸騰水型原子炉所有者グループは、発電所所有者から提供された情報に基づいて報告書を改訂した。 作業員は脆弱な可能性があるアンカーダーリングダブルディスクゲートバルブ26台を分解し、そのうち24台に問題があることが判明した。 2017 年 4 月、Exelon は、HPCS インジェクションバルブ 2E22-F004 がバルブステムとディスクの分離により故障したと NRC に通知しました。 2 週間以内に、NRC の認可を受けた特別検査チーム (SIT) がラサールに到着し、バルブ故障の原因を調査し、講じられた是正措置の有効性を評価しました。 SIT は、2 号機 HPCS 注入弁の故障モードに関する Exelon の評価を検討しました。 SITは、バルブ内部の部品が過剰な力によって破裂したという点に同意した。 破損した部分により、弁棒と椎間板の間の接続がますますずれていき、最終的には椎間板が弁棒から分離します。 サプライヤーはこの問題を解決するためにバルブの内部構造を再設計しました。 エクセロン社は、2017年6月2日にNRCに対し、ラサール2基の次回燃料補給中断時にこの故障の影響を受けやすい可能性がある他の16個の安全関連および安全上重要なアンカー・ダーリングのダブルディスク・ゲート・バルブを修正する予定であると通知した。機構。 SIT は、これら 16 個のバルブの修理を待っている Exelon の理由を検討しました。 SIT は、1 号機の HCPS 注入弁という 1 つの例外を除いて、その理由は合理的であると考えています。Exelon は、1 号機と 2 号機の HPCS 注入弁のサイクル数を推定しました。2 号機の弁は、初期に設置されたオリジナルの機器でした。 1980年代、1号機のバルブは他の理由で損傷したため、1987年に交換されました。 エクセロン社は、2 号機のバルブストロークの多さが故障の説明であり、1 号機のバルブ問題を解決するには次の燃料補給中断まで待つ理由があると主張した。SIT は、ユニット間の未知の運転前テストの差、わずかな差異などの要因を挙げた。未知の結果を伴う設計の違い、不確実な材料強度特性、およびバルブステムとウェッジねじの磨耗の不確実な差異を考慮し、「これは「もし」ではなく「時間の問題」であると結論付けました。言い換えれば、SIT は、2017 年 6 月 22 日にラサール 1 号機を閉鎖した 1 号機のバルブの検査が遅れていることが判明した。 HPCS 噴射バルブ 1E22-F004 および 2E22-F004 のモーター用に Exelon が開発したトルク値は、10 CFR Part 50、Appendix B、Standard III、Design Control に違反しています。Exelon は、バルブ ステムが弱いリンクであると想定し、バルブステムに過大な圧力がかからないモータートルク値。 しかし、その弱点は内部の別の部分にあることが判明しました。 Exelon が適用したモーターのトルク値により、部品に過剰な応力がかかり、部品が破損し、ディスクがバルブ ステムから分離します。 NRC は、HPCS システムの安全機能の実行を妨げるバルブの故障に基づいて、この違反を重大なレベル III 違反と判断しました (4 つのレベルのシステムでは、レベル I が最も深刻です)。 しかし、NRCは法執行方針に従って法執行の裁量を行使し、違反行為を公表しなかった。 NRC は、バルブ設計の欠陥があまりにも微妙で、イクセロン社が 2 号機のバルブ故障前に合理的に予測して修正するには至らなかったと判断した。 イクセロンは今回のイベントではかなり好調だった。 NRC の SIT 記録によれば、エクセロン社は、2013 年にテネシーバレー当局とバルブ供給業者によって作成されたパート 21 報告書を認識していました。彼らは、この認識を利用して、2 号機の HPCS 噴射バルブの問題を特定し、修正することができませんでした。これは、自社のパフォーマンスの低さの反映です。 。 結局、彼らは沸騰水型原子炉所有者グループが 2 つのパート 21 報告書に対して推奨した措置を実施しました。 欠点はガイドにあり、Exelon の適用ではありません。 エクセロン社のこの問題への対応の唯一の欠陥は、HPCS噴射弁の破損・損傷の有無を確認する前に、次回予定されていた燃料補給が中断されるまで1号機を稼働させた理由が弱かったことだ。 しかし、NRC の SIT は、Exelon が計画を早めることを決定するのに協力しました。 その結果、1号機は脆弱な1号機のバルブを交換するために2017年6月に閉鎖された。 NRCはこのイベントで非常に好調でした。 NRC は、エクセロン社をラサール 1 号機のより安全な場所に導いただけでなく、不当な遅滞なくこの問題を解決するよう業界全体に要請しました。 NRC は、2017 年 6 月 15 日に、Anchor Darling ダブルディスク ゲート バルブの設計欠陥とバルブ性能監視ガイドラインの制限に関する 2017-03 情報通知を工場所有者に発行しました。 NRC は、この問題とその解決策について、業界およびバルブサプライヤーの代表者との一連の公開会議を開催しました。 これらのやり取りの結果の 1 つは、業界が一連の手順、2017 年 12 月 31 日までを目標期限とする和解計画、および米国の原子力におけるアンカー ダーリング ダブル ディスク ゲート バルブの使用に関する調査を列挙したことです。植物。 調査によると、米国の原子力発電所では約 700 個のアンカー ダーリング ダブル ディスク ゲート バルブ (AD DDGV) が使用されていますが、高/中リスク、マルチストローク バルブの特性を備えているのは 9 個だけです。 （多くのバルブはシングルストロークであり、その安全機能は開くと閉じる、または閉じると開くというものです。マルチストロークバルブは開閉とも呼ばれ、安全機能を達成するために複数回開閉する場合があります。）業界にはまだ勝利からの失敗を取り戻す時間があるが、NRCはこの問題からタイムリーかつ効果的な結果を得る準備ができているようだ。 SMS「SCIENCE」を662266に送信するか、オンラインで登録してください。 SMS「SCIENCE」を662266に登録または送信してください。SMSおよびデータ料金が請求される場合があります。 テキストはオプトアウトを停止します。 買う必要はありません。 利用規約。 © Union of Concerned Scientists 私たちは 501(c)(3) の非営利団体です。 2 Brattle Square、ケンブリッジ MA 02138、米国 (617) 547-5552