올봄 NRC 특별점검팀(SIT)은 밸브 고장 원인을 조사하고 취해진 시정조치의 효율성을 평가하기 위해 라살 원전을 점검했다.
일리노이주 오타와에서 남동쪽으로 약 11마일 떨어진 Exelon Generation Company의 LaSalle 카운티 원자력 발전소 2기는 1980년대 초에 가동을 시작한 비등수형 원자로(BWR)입니다. 미국에서 운영되는 대부분의 BWR은 Mark I 격납 설계를 갖춘 BWR/4이지만 "최신" LaSalle 장치는 Mark II 격납 설계를 갖춘 BWR/5를 사용합니다. 본 검토의 주요 차이점은 BWR/4는 원자로 용기를 연결하는 작은 파이프가 파열될 때 원자로 노심에 보충 냉각수를 제공하기 위해 증기 구동 고압 냉각수 주입(HPCI) 시스템을 사용하지만 BWR/5는 이러한 안전 역할을 달성하기 위해 모터 구동식 고압 코어 스프레이(HPCS) 시스템을 사용합니다.
2017년 2월 11일, 시스템 유지보수 및 테스트를 마친 후 작업자들은 2호 고압 코어 주입(HPCS) 시스템을 재충전하려고 시도했습니다. 당시 2호기 원자로는 재급유 중단으로 가동을 정지했고, 가동 중단 시간은 HPCS 시스템 등 비상시스템 점검에 활용됐다.
HPCS 시스템은 일반적으로 원자로 작동 중에 대기 모드에 있습니다. 이 시스템에는 원자로 용기에 대해 분당 7,000갤런의 설계된 추가 흐름을 제공할 수 있는 모터 구동 펌프가 장착되어 있습니다. HPS 펌프는 격납고의 격납 탱크에서 물을 끌어옵니다. 원자로 용기에 연결된 소구경 배관이 파손되면 냉각수가 누출되지만 원자로 용기 내부의 압력은 일련의 저압 비상 시스템(즉, 폐열 배출 및 저압 노심 분사 펌프)에 의해 작동됩니다. ). 파손된 배관 끝단에서 흘러나오는 물은 진압탱크로 배출되어 재사용됩니다. 모터 구동형 HPPCS 펌프는 사용 가능한 경우 외부 전력망에서 전력을 공급받을 수 있으며, 전력망을 사용할 수 없는 경우 현장 비상 디젤 발전기에서 전력을 공급받을 수 있습니다.
작업자는 HPCS 주입 밸브(1E22-F004)와 원자로 용기 사이의 파이프를 채울 수 없었습니다. 그들은 Anchor Darling이 제작한 이중 클래퍼 게이트 밸브의 스템에서 디스크가 분리되어 충전 파이프의 유로를 막고 있는 것을 발견했습니다. HPCS 주입 밸브는 HPCS 시스템이 시작될 때 열려 보충수가 원자로 용기에 도달하는 채널을 제공하는 일반적으로 닫혀 있는 전기 밸브입니다. 모터는 토크를 가하여 나선형 밸브 스템을 회전시켜 밸브의 디스크를 올리거나(열림) 낮추어(닫습니다). 완전히 낮추면 디스크가 밸브를 통한 흐름을 차단합니다. 밸브 플랩이 완전히 올라가면 밸브를 통해 흐르는 물이 방해받지 않고 흐릅니다. 완전히 내린 위치에서 디스크가 밸브 스템에서 분리되어 있기 때문에 모터는 디스크를 올리려는 것처럼 밸브 스템을 회전시킬 수 있지만 디스크는 움직이지 않습니다.
작업자는 밸브의 밸브커버(슬리브)를 제거한 후 분리된 더블디스크의 사진을 촬영하였다(그림3). 줄기의 아래쪽 가장자리가 그림의 위쪽 중앙에 나타납니다. 두 개의 디스크와 가이드 레일을 볼 수 있습니다(밸브 스템에 연결된 경우).
작업자들은 HPCS 분사밸브 내부 부품을 공급업체가 재설계한 부품으로 교체하고 2호기를 다시 강조했다.
테네시 강 유역 당국은 2013년 1월 10 CFR Part 21에 따라 Browns Ferry 원자력 발전소의 고압 냉각수 주입 시스템에 있는 Anchor Darling 이중 디스크 게이트 밸브의 결함에 관한 보고서를 NRC에 제출했습니다. 다음 달, 밸브 공급업체는 Anchor Darling 이중 디스크 게이트 밸브의 설계 문제에 관해 10 CFR Part 21 보고서를 NRC에 제출했습니다. 이로 인해 밸브 스템이 디스크에서 분리될 수 있습니다.
2013년 4월, 끓는 물 원자로 소유자 그룹은 회원들에게 Part 21 보고서에 대한 보고서를 발행하고 영향을 받는 밸브의 작동성을 모니터링하는 방법을 권장했습니다. 권장 사항에는 진단 테스트와 스템 회전 모니터링이 포함됩니다. 2015년 작업자들은 LaSalle의 HPCS 주입 밸브 2E22-F004에 대해 권장 진단 테스트를 수행했지만 성능 문제는 발견되지 않았습니다. 2017년 2월 8일 작업자들은 스템 회전 모니터링 가이드를 사용하여 HPCS 분사 밸브 2E22-F004를 유지 관리하고 테스트했습니다.
2016년 4월, 비등수형 원자로 소유자 그룹은 발전소 소유자가 제공한 정보를 바탕으로 보고서를 수정했습니다. 작업자들은 취약할 수 있는 Anchor Darling 더블 디스크 게이트 밸브 26개를 분해한 결과, 그 중 24개에 문제가 있음을 발견했습니다.
엑셀론은 2017년 4월 HPCS 인젝션 밸브 2E22-F004가 밸브 스템과 디스크 분리로 인해 고장났다고 NRC에 통보했다. 2주 이내에 NRC가 승인한 특별 검사팀(SIT)이 LaSalle에 도착하여 밸브 고장 원인을 조사하고 취해진 시정 조치의 효율성을 평가했습니다.
SIT는 Unit 2 HPCS 분사 밸브의 고장 모드에 대한 Exelon의 평가를 검토했습니다. SIT는 과도한 힘으로 인해 밸브 내부 부품이 파열되었다는 데 동의했습니다. 부러진 부분으로 인해 판막 대와 추간판 사이의 연결이 점점 어긋나게 되어 추간판이 최종적으로 판막 대에서 분리됩니다. 공급업체는 문제를 해결하기 위해 밸브의 내부 구조를 재설계했습니다.
Exelon은 2017년 6월 2일 NRC에 두 개의 LaSalle 장치에 대한 다음 급유 중단 동안 이 고장에 취약할 수 있는 안전 관련 및 안전에 중요한 Anchor Darling 이중 디스크 게이트 밸브 16개를 수정할 계획이라고 통보했습니다. 기구.
SIT는 Exelon이 이 16개 밸브 수리를 기다리는 이유를 검토했습니다. SIT는 그 이유가 1호기의 HCPS 분사 밸브를 제외하고는 타당하다고 생각합니다. Exelon은 1호기와 2호기의 HPCS 분사 밸브의 사이클 수를 추정했습니다. 2호기 밸브는 초기에 설치된 원래 장비였습니다. 1980년대, 1호기 밸브는 다른 이유로 손상된 후 1987년에 교체되었습니다. Exelon은 2호기의 밸브 스트로크 수가 더 많기 때문에 고장이 발생했으며 1호기의 밸브 문제를 해결하기 위해 다음 급유 중단까지 기다려야 할 이유가 있다고 주장했습니다.
SIT는 장치 간의 알 수 없는 사전 작동 테스트 차이, 알 수 없는 결과로 인한 약간의 설계 차이, 불확실한 재료 강도 특성, 밸브 스템과 웨지 스레드 마모의 불확실한 차이와 같은 요인을 인용하고 "이것이 바로 "시간의 문제"라고 결론지었습니다. "If" 대신 1E22-F004 향후 오류가 발생하지 않으면 밸브가 작동하지 않습니다. 즉, SIT는 1호기 밸브의 지연검사를 구매하지 않았다.
Exelon은 HPC 분사 밸브 1E22-F004의 내부 부품을 교체하기 위해 2017년 6월 22일 LaSalle 1호기를 폐쇄했습니다.
SIT는 HPCS 분사 밸브 1E22-F004 및 2E22-F004의 모터에 대해 Exelon이 개발한 토크 값이 10 CFR Part 50, 부록 B, 표준 III, 설계 제어를 위반했다는 사실을 발견했습니다. Exelon은 밸브 스템이 약한 링크라고 가정하고 밸브 스템에 과도한 압력이 가해지지 않는 모터 토크 값을 설정합니다. 그러나 약한 연결고리는 또 다른 내부 부분인 것으로 밝혀졌습니다. 엑셀론이 적용한 모터 토크 값은 부품에 과도한 응력을 가해 부품이 파손되고 디스크가 밸브 스템에서 분리되는 원인이 됩니다.
NRC는 HPCS 시스템이 안전 기능을 수행하지 못하게 하는 밸브 고장을 근거로 해당 위반을 심각한 레벨 III 위반으로 결정했습니다(4단계 시스템에서는 레벨 I이 가장 심각함).
그러나 NRC는 법 집행 정책에 따라 법 집행 재량권을 행사했으며 위반 사항을 공개하지 않았습니다. NRC는 Excelon이 Unit 2 밸브 고장 전에 합리적으로 예측하고 수정하기에는 밸브 설계 결함이 너무 미묘하다고 판단했습니다.
Exelon은 이번 이벤트에서 꽤 좋아 보였습니다. NRC의 SIT 기록에 따르면 Exelon은 2013년 Tennessee Valley Authority와 밸브 공급업체가 작성한 Part 21 보고서를 알고 있었습니다. 그들은 이러한 인식을 활용하여 낮은 성능을 반영하여 Unit 2 HPCS 분사 밸브 문제를 식별하고 수정할 수 없었습니다. . 결국 그들은 두 개의 Part 21 보고서에 대해 끓는 물 원자로 소유자 그룹이 권장한 조치를 구현했습니다. 단점은 Exelon의 적용이 아닌 가이드에 있습니다.
이 문제에 대한 Exelon의 유일한 결점은 HPCS 분사 밸브가 손상되었는지 여부를 확인하기 전에 다음 번 계획된 급유가 중단될 때까지 1호기를 가동하는 이유가 약했다는 것입니다. 그러나 NRC의 SIT는 Exelon이 계획을 신속하게 진행하기로 결정하는 데 도움을 주었습니다. 그 결과, 취약한 1호기 밸브를 교체하기 위해 2017년 6월 1호기가 폐쇄되었습니다.
NRC는 이번 행사에서 매우 좋은 모습을 보였습니다. NRC는 Exelon을 LaSalle 1호기의 안전한 장소로 인도했을 뿐만 아니라 업계 전체가 부당한 지체 없이 이 문제를 해결할 것을 촉구했습니다. NRC는 Anchor Darling 이중 디스크 게이트 밸브의 설계 결함과 밸브 성능 모니터링 지침의 제한 사항에 관해 2017년 6월 15일에 공장 소유주에게 2017-03 정보 공지를 발행했습니다. NRC는 문제와 해결책에 관해 업계 및 밸브 공급업체 대표들과 일련의 공개 회의를 가졌습니다. 이러한 상호 작용의 결과 중 하나는 업계가 일련의 단계, 2017년 12월 31일까지 목표 마감일을 정한 합의 계획, 미국 원자력 발전소에서 Anchor Darling 이중 디스크 게이트 밸브 사용에 대한 조사를 나열했다는 것입니다. 식물. 조사에 따르면 미국의 원자력 발전소에는 약 700개의 Anchor Darling 이중 디스크 게이트 밸브(AD DDGV)가 사용되지만 단 9개의 밸브만이 고/중 위험, 다중 행정 밸브의 특성을 갖고 있는 것으로 나타났습니다. (많은 밸브는 열릴 때 닫히고, 닫힐 때 열리는 것이 안전 기능이기 때문에 단일 행정입니다. 다중 행정 밸브는 열림 및 닫힘이라고 할 수 있으며 안전 기능을 달성하기 위해 여러 번 열고 닫을 수 있습니다.)
업계는 아직 실패를 극복할 시간이 있지만 NRC는 이 문제에 대해 시의적절하고 효과적인 결과를 볼 준비가 되어 있는 것 같습니다.
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게시 시간: 2021년 6월 23일
