Uszkodzenie zaworu w systemie awaryjnym elektrowni jądrowej LaSalle

Wiosną tego roku Specjalny Zespół Inspekcyjny NRC (SIT) przeprowadził inspekcję elektrowni jądrowej LaSalle w celu zbadania przyczyny awarii zaworów i oceny skuteczności podjętych działań naprawczych. Dwa bloki elektrowni jądrowej hrabstwa LaSalle, należącej do Exelon Generation Company, położonej około 18 mil na południowy wschód od Ottawy w stanie Illinois, to reaktory wrzące (BWR), które rozpoczęły działalność na początku lat 80. XX wieku. Chociaż większość BWR działających w Stanach Zjednoczonych to BWR/4 z konstrukcją obudowy Mark I, „nowsze” urządzenia LaSalle wykorzystują BWR/5 z konstrukcją obudowy Mark II. Główna różnica w tym przeglądzie polega na tym, że chociaż w reaktorze BWR/4 zastosowano napędzany parą system wtrysku chłodziwa pod wysokim ciśnieniem (HPCI), aby zapewnić dodatkową wodę chłodzącą do rdzenia reaktora w przypadku pęknięcia małej rury połączonej ze zbiornikiem reaktora, zastosowanie BWR/5 Napędzany silnikiem wysokociśnieniowy system natryskiwania rdzenia (HPCS) spełnia tę rolę bezpieczeństwa. W dniu 11 lutego 2017 r., po konserwacji i testowaniu systemu, pracownicy próbowali napełnić wysokociśnieniowy system natryskiwania rdzeniowego nr 2 (HPCS). W tym czasie reaktor bloku nr 2 został wyłączony ze względu na przerwę w tankowaniu, a przestój wykorzystano na sprawdzenie systemów awaryjnych, takich jak system HPCS. Podczas pracy reaktora system HPCS zwykle znajduje się w trybie gotowości. System jest wyposażony w pompę napędzaną silnikiem, która może zapewnić dodatkowy przepływ do zbiornika reaktora o wartości 7000 galonów na minutę. Pompa HPCS pobiera wodę ze zbiornika w obudowie bezpieczeństwa. Jeśli rura o małej średnicy podłączona do zbiornika reaktora pęknie, woda chłodząca wycieknie, ale ciśnienie wewnątrz zbiornika reaktora będzie utrzymywane przez szereg niskociśnieniowych systemów awaryjnych (tj. odprowadzanie ciepła odpadowego i niskociśnieniowa pompa natryskowa rdzenia ). Woda wypływająca z pękniętego końca rury jest odprowadzana do zbiornika wyrównawczego w celu ponownego wykorzystania. Napędzana silnikiem pompa HPCS może być zasilana z sieci zewnętrznej, jeśli jest dostępna, lub z znajdującego się na miejscu awaryjnego generatora diesla, gdy sieć jest niedostępna. Pracownicy nie byli w stanie napełnić rury pomiędzy zaworem wtryskowym HPCS (1E22-F004) a zbiornikiem reaktora. Odkryli, że dysk oddzielił się od trzpienia zasuwy z podwójną klapą wyprodukowanej przez firmę Anchor Darling, blokując ścieżkę przepływu rury napełniającej. Zawór wtryskowy HPCS jest normalnie zamkniętym zaworem elektrycznym, który otwiera się po uruchomieniu systemu HPCS, zapewniając kanał dla wody uzupełniającej docierającej do zbiornika reaktora. Silnik przykłada moment obrotowy, aby obrócić trzpień zaworu spiralnego w celu podniesienia (otwarcia) lub obniżenia (zamknięcia) dysku w zaworze. Po całkowitym opuszczeniu dysk zablokuje przepływ przez zawór. Gdy klapka zaworu jest całkowicie podniesiona, woda przepływająca przez zawór przepływa bez przeszkód. Ponieważ tarcza jest oddzielona od trzpienia zaworu w pozycji całkowicie opuszczonej, silnik może obracać trzpień zaworu, jakby chciał podnieść tarczę, ale tarcza nie będzie się poruszać. Pracownicy zrobili zdjęcia rozdzielonych podwójnych dysków po zdjęciu pokrywy (tulejki) zaworu (Rysunek 3). Dolna krawędź łodygi pojawia się w górnej środkowej części obrazu. Widać dwie tarcze i wzdłuż nich szyny prowadzące (po podłączeniu do trzpienia zaworu). Pracownicy wymienili wewnętrzne części zaworu wtryskowego HPCS na części przeprojektowane przez dostawcę i ponownie wybrali jednostkę nr 2. Władze dorzecza rzeki Tennessee przedłożyły NRC w styczniu 2013 r. raport na podstawie 10 CFR część 21 dotyczący usterek dwupłytowej zasuwy Anchor Darling w wysokociśnieniowym układzie wtrysku chłodziwa w elektrowni jądrowej Browns Ferry. W następnym miesiącu dostawca zaworu przedstawił NRC raport 10 CFR część 21 dotyczący konstrukcji dwupłytowej zasuwy Anchor Darling, która może powodować oddzielenie trzpienia zaworu od dysku. W kwietniu 2013 r. Grupa Właścicieli Reaktorów Wrzącej Wody wydała swoim członkom raport na temat części 21 raportu i zaleciła metody monitorowania działania zaworów, których to dotyczy. Zalecenia obejmują badania diagnostyczne i monitorowanie rotacji trzpienia. W 2015 roku pracownicy przeprowadzili zalecane testy diagnostyczne zaworu wtryskowego HPCS 2E22-F004 w LaSalle, ale nie stwierdzili żadnych problemów z działaniem. W dniu 8 lutego 2017 r. pracownicy skorzystali z instrukcji monitorowania obrotu trzpienia w celu konserwacji i testowania zaworu wtryskowego HPCS 2E22-F004. W kwietniu 2016 r. grupa właścicieli reaktorów wrzącej dokonała przeglądu swojego raportu na podstawie informacji przekazanych przez właściciela elektrowni. Pracownicy zdemontowali 26 dwupłytowych zasuw Anchor Darling, które mogły być podatne na ataki, i stwierdzili, że w 24 z nich wystąpiły problemy. W kwietniu 2017 r. firma Exelon powiadomiła NRC, że zawór wtryskowy HPCS 2E22-F004 działał nieprawidłowo z powodu oddzielenia trzpienia zaworu od tarczy. W ciągu dwóch tygodni do LaSalle przybył specjalny zespół inspekcyjny (SIT) wynajęty przez NRC, aby zbadać przyczynę awarii zaworu i ocenić skuteczność podjętych środków naprawczych. SIT dokonał przeglądu oceny firmy Exelon dotyczącej trybu awaryjnego zaworu wtryskowego HPCS jednostki 2. SIT zgodził się, że element wewnątrz zaworu pękł z powodu nadmiernej siły. Złamana część powoduje, że połączenie pomiędzy trzpieniem zastawki a krążkiem międzykręgowym staje się coraz mniej wyrównane, aż w końcu krążek międzykręgowy w końcu oddziela się od trzpienia zastawki. Dostawca przeprojektował wewnętrzną konstrukcję zaworu, aby rozwiązać problem. W dniu 2 czerwca 2017 r. firma Exelon powiadomiła NRC, że planuje skorygować 16 innych dwupłytowych zasuw Anchor Darling związanych z bezpieczeństwem i ważnych dla bezpieczeństwa, które mogą być na to podatne podczas następnej przerwy w tankowaniu w dwóch jednostkach LaSalle. Wpływ mechanizmu awarii. SIT dokonał przeglądu powodów, dla których firma Exelon zwlekała z naprawą tych 16 zaworów. SIT uważa, że ​​powód jest uzasadniony, z jednym wyjątkiem – zaworem wtryskowym HCPS na bloku 1. Firma Exelon oszacowała liczbę cykli zaworów wtryskowych HPCS na bloku 1 i bloku 2. Zawór bloku 2 był oryginalnym wyposażeniem zainstalowanym na początku lat 80-tych , natomiast zawór Jednostki 1 został wymieniony w 1987 r. po jego uszkodzeniu z innych powodów. Exelon argumentował, że większa liczba skoków zaworu bloku 2 wyjaśnia awarię i istnieje powód, aby poczekać do następnej przerwy w tankowaniu, aby rozwiązać problem z zaworami bloku 1. SIT przytoczył czynniki, takie jak nieznane różnice w testach przed uruchomieniem pomiędzy jednostek, niewielkie różnice konstrukcyjne o nieznanych konsekwencjach, niepewna charakterystyka wytrzymałości materiału i niepewne różnice w zużyciu trzpienia zaworu w stosunku do zużycia gwintu klina, i doszedł do wniosku, że „to jest «problem czasu» zamiast „jeśli” 1E22-F004 Zawór ulegnie awarii innymi słowy, firma SIT nie zakupiła opóźnionego przeglądu zaworu jednostki 1 w dniu 22 czerwca 2017 r. w celu wymiany wewnętrznych części zaworu wtryskowego HPCS SIT stwierdził, że wartości momentu obrotowego opracowane przez firmę Exelon dla silników zaworów wtryskowych HPCS 1E22-F004 i 2E22-F004 naruszają 10 CFR część 50, dodatek B, norma III, kontrola projektu. Exelon zakłada, że ​​trzpień zaworu jest słabym ogniwem i ustala wartość momentu obrotowego silnika, która nie wywiera nadmiernego nacisku na trzpień zaworu. Ale słabym ogniwem okazała się inna część wewnętrzna. Wartość momentu obrotowego silnika zastosowana przez firmę Exelon powoduje nadmierne naprężenie części, powodując jej pęknięcie i oddzielenie dysku od trzpienia zaworu. NRC określiła naruszenie jako poważne naruszenie III stopnia ze względu na awarię zaworu, która uniemożliwiła systemowi HPCS realizację funkcji bezpieczeństwa (w systemie czteropoziomowym poziom I jest najpoważniejszy). Jednakże NRC skorzystała ze swobody egzekwowania prawa zgodnie ze swoją polityką egzekwowania prawa i nie publikowała naruszeń. NRC ustaliło, że wada konstrukcyjna zaworu była zbyt subtelna, aby firma Exelon mogła ją w rozsądny sposób przewidzieć i skorygować przed awarią zaworu w Jednostce 2. Exelon wyglądał całkiem nieźle na tym wydarzeniu. Z dokumentacji SIT NRC wynika, że ​​firma Exelon była świadoma raportu części 21 sporządzonego przez władze dorzecza rzeki Tennessee i dostawcę zaworów w 2013 r. Firma nie była w stanie wykorzystać tej wiedzy do zidentyfikowania i skorygowania problemów z zaworami wtryskowymi HPCS bloku 2. To naprawdę nie jest odzwierciedleniem ich słabych wyników. W końcu wdrożyli środki zalecane przez Grupę Właścicieli Reaktora Wrzącej Wody na potrzeby dwóch raportów z Części 21. Wadą jest przewodnik, a nie jego zastosowanie przez firmę Exelon. Jedyną wadą w podejściu firmy Exelon do tej kwestii był słaby powód uruchomienia Jednostki 1 przed sprawdzeniem, czy zawór wtryskowy HPCS nie jest uszkodzony, aż do przerwania następnego planowanego tankowania. Jednakże program SIT firmy NRC pomógł firmie Exelon w podjęciu decyzji o przyspieszeniu realizacji planu. W rezultacie blok 1 został zamknięty w czerwcu 2017 r. w celu wymiany wadliwego zaworu bloku 1. NRC wypadło bardzo dobrze na tym wydarzeniu. NRC nie tylko doprowadziło firmę Exelon do bezpieczniejszego miejsca dla jednostki 1 LaSalle, ale także nalegało, aby cała branża rozwiązała ten problem bez nieuzasadnionej zwłoki. W dniu 15 czerwca 2017 r. firma NRC wydała właścicielom fabryki zawiadomienie informacyjne na lata 2017-03 dotyczące wad konstrukcyjnych dwupłytowej zasuwy Anchor Darling oraz ograniczeń wynikających z wytycznych dotyczących monitorowania wydajności zaworu. NRC zorganizowało serię publicznych spotkań z przedstawicielami przemysłu i dostawców zaworów na temat problemu i jego rozwiązań. Jednym z rezultatów tych interakcji jest wyszczególnienie przez branżę szeregu kroków, planu rozliczeniowego z docelowym terminem realizacji nie później niż 31 grudnia 2017 r. oraz dochodzenia w sprawie stosowania podwójnych zasuw płytowych Anchor Darling w amerykańskiej energetyce jądrowej rośliny. Badania pokazują, że w elektrowniach jądrowych w Stanach Zjednoczonych wykorzystuje się około 700 zasuw dwupłytowych firmy Anchor Darling (AD DDGV), ale tylko 9 zaworów ma cechy zaworów wielosuwowych wysokiego/średniego ryzyka. (Wiele zaworów jest jednosuwowych, ponieważ ich funkcją bezpieczeństwa jest zamykanie po otwarciu lub otwieranie po zamknięciu. Zawory wielosuwowe można nazwać otwierającymi i zamykającymi i można je wielokrotnie otwierać i zamykać, aby osiągnąć swoją funkcję bezpieczeństwa.) przemysł wciąż ma czas, aby odzyskać swoją porażkę po zwycięstwie, ale wydaje się, że NRC jest gotowa zobaczyć w odpowiednim czasie i skuteczne wyniki w tej kwestii. Wyślij SMS o treści „SCIENCE” na numer 662266 lub zarejestruj się online. Zarejestruj się lub wyślij SMS o treści „SCIENCE” na numer 662266. Mogą zostać naliczone opłaty za SMS-y i transmisję danych. Tekst zatrzymuje rezygnację. Nie ma potrzeby kupować. Regulamin. © Związek Zaniepokojonych Naukowców Jesteśmy organizacją non-profit o statusie 501(c)(3). 2 Brattle Square, Cambridge MA 02138, USA (617) 547-5552