美國最年輕的核電站之一已申請新的許可證，這將使其運行壽命延長20年。該申請最近發(fā)布。
1、核電站概況
科曼奇峰核電站1號和2號機組位于美國德克薩斯州達拉斯沃思堡西南65英里（108公里）處
美國德克薩斯州科曼奇峰(Comanche Peak)核電站的運營商維斯特拉運營公司(Vistra Operations)已為科曼奇峰核電站1號和2號機組尋求新的運營許可證。該公司代表自己和電廠業(yè)主科曼奇峰電力公司提交了一份正式的許可證申請，該申請將使電廠壽命延長20年，電廠總壽命延長60年。該電站的1號和2號機組的現(xiàn)有許可證分別于2030年2月8日和2033年2月2日到期。許可證續(xù)期申請——無需對核電廠進行物理變更或修改——于10月提交給美國核管理委員會(NRC)，并于最近公布。科曼奇峰核電站1號和2號機組位于美國德克薩斯州達拉斯沃思堡西南65英里(108公里)處。
Vistra子公司Luminant為此與三菱重工(MHI)成立了一家合資企業(yè)，并于2008年聯(lián)合向NRC申請了聯(lián)合建造和運營許可證，計劃建造兩臺1700 MW的三菱設計先進PWR。然而，2013年，當天然氣價格下跌和德克薩斯州的風力發(fā)電耗盡了擴建該項目的資金時，該申請被中止。與此同時，MHI在日本福島核事故發(fā)生后將重點轉(zhuǎn)向重啟日本反應堆。盡管Vistra現(xiàn)在的重點是為現(xiàn)有工廠獲得一個新的、實質(zhì)上更長的許可證，但申請并未被撤回。
2、準備延長運營期
維斯特拉運營公司希望將科曼奇峰反應堆的壽命延長至60年
為了準備許可證續(xù)期申請，電廠運營商進行了范圍界定和篩選過程，以確定與續(xù)期許可證相關的系統(tǒng)和結構。這些系統(tǒng)和結構分為以下領域：
反應堆容器、內(nèi)部構件和反應堆冷卻劑系統(tǒng)；
工程安全功能；
輔助系統(tǒng)；
蒸汽和電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；
安全、結構和部件支撐；
電氣、儀表和控制系統(tǒng)。
這些部件組中需要處理的典型老化效應包括開裂、累積疲勞損傷、尺寸變化、斷裂韌性損失、材料損失、傳熱減少或壁變薄。
NRC目前正在審查幾個一般安全問題，并將其指定為“活躍或未解決”。其中四個可能適用于科曼奇峰核電站的裝置如下：“多蒸汽發(fā)生器管道泄漏” 已納入蒸汽發(fā)生器計劃。它涵蓋了蒸汽發(fā)生器管的檢查要求。“金屬部件60年工廠壽命的疲勞評估” 得出結論，在制定老化管理計劃以支持許可證更新時，許可證持有人應解決反應堆冷卻劑環(huán)境對部件疲勞壽命的影響。“碎片積聚對壓水堆地坑性能的評估” 解決了假設冷卻劑損失事故后，過濾安注泵和安噴泵冷卻水中碎片的安全殼地坑過濾器堵塞的可能性。該問題是基于對新的潛在碎片來源的識別，包括可能堵塞集水坑過濾器的失效安全殼涂層。“硼砂降解” 解決了使用硼砂進行中子吸收的乏燃料架，長期存在板膨脹和退化問題的可能性。
3、老化管理方案
通過一系列針對特定部件或系統(tǒng)的老化管理計劃(AMP)來管理工廠安全和效率。老化維護計劃有四種類型：
阻止影響發(fā)生的預防方案；
減緩老齡化影響的緩解計劃；
檢查老化存在和程度的狀態(tài)監(jiān)測計劃；
性能監(jiān)控程序，用于測試結構或部件執(zhí)行其預期功能的能力。
在準備任何許可證續(xù)期申請時，對適用于系統(tǒng)、結構、組件或部件組的現(xiàn)有計劃和活動進行審查，因為它們通常基于監(jiān)管承諾或要求，而不是專門為老化管理而設計的。在科曼奇峰核電站，更新申請顯示，這些計劃中的許多都具有所需的屬性，并充分管理老化影響。
然而，工廠運營商將引入幾項新的老化管理計劃，以更新許可證。他們是：
鑄造奧氏體不銹鋼（CASS）的熱老化脆化。 包括根據(jù)鑄造方法、鉬含量和鐵素體百分比確定部件熱老化脆化敏感性的篩選方法。對于“潛在易感”部件，熱老化脆化管理通過工廠特定的缺陷容限評估完成。
對于確定不易受熱老化脆化影響的部件，不需要進行檢查或評估。1號機組中的三個反應堆冷卻劑回路部件容易發(fā)生熱老化脆化——一個40度的跨接管彎頭、一個90度的跨接接管彎頭和一個帶增壓室的90度跨接管彎頭。
對所有三個部件完成了工廠特定幾何形狀和應力信息的工廠特定缺陷評估，并確定即使在熱老化情況下，敏感的CASS部件也能承受60年的使用壽命。
PWR容器內(nèi)部構件。 新的老化管理計劃用于管理適用于反應堆容器內(nèi)部部件的老化退化機制的影響。
這些退化機制包括：應力腐蝕和疲勞或循環(huán)載荷導致的開裂;磨損導致的材料損失;熱老化和中子輻照脆化導致的斷裂韌性損失;由于空隙膨脹或變形導致的尺寸變化;以及由于熱和輻射導致的預載荷損失增強了應力松弛和蠕變。
一次性檢查將驗證現(xiàn)有水化學、燃油化學和潤滑油分析AMP的全系統(tǒng)有效性。 它將檢查具有代表性的部件樣本，占總樣本的20%，如果可能的話，它將包括最易老化的部件，因為它們的使用時間或所在位置操作條件的特殊性。
選擇性浸出需要一次性檢查 ，以證明沒有選擇性浸出。
如上所述，它將應用于敏感部件的代表性樣本，如管道、閥體、泵殼、熱交換器部件和螺栓。
易受選擇性浸出影響的這些部件的結構材料為灰鑄鐵、球墨鑄鐵和銅合金，鋅或鋁含量超過15%。
對20%的敏感部件的檢查將包括目視檢查，輔以硬度測試或其他機械檢查技術，如破壞性測試、刮擦或?qū)x定部件進行切削。
小口徑管道的一次檢查以及其他管道和管道部件的內(nèi)表面檢查。 本AMP將包括對1級管道樣品的體積檢查，重點是全焊透焊縫和部分焊透焊縫。
它將包括驗證未發(fā)生退化的措施，從而確認無需管理與年齡相關的退化，或驗證任何現(xiàn)有AMP在延長運營期內(nèi)的有效性。
各種管道和管道部件的內(nèi)表面。 該AMP將通過對金屬和彈性體(包括聚合物)部件的內(nèi)表面進行代表性取樣和機會目視檢查，管理材料損失、開裂、硬化、強度損失和傳熱減少。
目視檢查可接觸電力電纜和連接護套表面是否存在異常現(xiàn)象。 如脆化、變色、開裂、熔化、膨脹或表面污染，這些可能表明電氣絕緣退化。
執(zhí)照續(xù)期的首次檢查將在延長運營期之前完成，此后至少每10年進行一次定期檢查。
檢查金屬封閉母線（母線外殼組件）的內(nèi)部， 是否有裂紋、腐蝕、異物、過度積塵和進水跡象。
檢查母線電氣絕緣材料是否存在絕緣電阻降低、輻射氧化、水分或碎屑侵入或歐姆加熱的跡象，如脆化、開裂、碎裂、熔化、變色或膨脹。
4、吸收運營經(jīng)驗
管理核電廠老化影響的關鍵過程是利用電廠和整個行業(yè)的運行經(jīng)驗。科曼奇峰核電站利用運營經(jīng)驗來加強現(xiàn)有計劃，防止重復事件，并防止其他電廠發(fā)生的事件。為了實現(xiàn)這一點，工廠人員應篩選、評估來自外部的文件和信息并采取行動，以防止或減輕類似事件的后果。運營商利用外部資源，包括核電運營研究所(INPO)和NRC文件。還審查了相關的國內(nèi)外研究和發(fā)展方案。相關研究和開發(fā)來源包括：行業(yè)共識標準開發(fā)組織;EPRI;NRC工作人員根據(jù)NRC使用的國家實驗室進行的研究發(fā)布的通信;以及核供應商和業(yè)主團體。跟蹤經(jīng)驗，包括與年齡相關的退化。視情況將不利趨勢納入糾正行動計劃，以供評估。如果經(jīng)驗被確定為可能涉及老化，則對系統(tǒng)、結構和部件、材料、環(huán)境、老化效應和老化機制進行評估。還將對老齡化管理方案進行評估，這些方案已建立了績效反饋機制。Vistra Operations在其應用程序中表示，這一過程與糾正行動計劃相結合，已證明在從不利條件和事件中學習，并改進解決與年齡相關的退化問題的方案方面是有效的。然而，為了進一步確保有效使用與老化管理相關的內(nèi)部和外部運營經(jīng)驗，包括NRC和行業(yè)指導文件和標準，科曼奇峰核電站將加強其計劃：
審查內(nèi)部和外部經(jīng)驗 ，包括影響與老化相關的退化或老化管理活動，以確定老化管理活動是否需要改進。
為識別和審查經(jīng)驗提供程序指導 。這將旨在確定與設計、先前檢查經(jīng)驗和檢查間隔相關的超出預期的老化。
建立編碼 ，用于老化相關退化的識別、趨勢和通信。
制定指南 ，向行業(yè)報告與年齡相關的退化和老化管理方面的工廠特定運營經(jīng)驗。
定期提供培訓 ，包括向負責AMP實施的人員以及負責審查、評估和交流與老化管理和老化相關退化相關的運營經(jīng)驗項目的人員。這將在頒發(fā)新的運營許可證后立即開始，并將在剩余的電廠壽命期內(nèi)繼續(xù)進行。
5、廢棄工程
在第四個十年里，任何一家發(fā)電廠都會看到許多系統(tǒng)升級或更換。在某些情況下，原始系統(tǒng)最適合的命運是在電廠剩余壽命內(nèi)保持原位、加蓋、關閉或以其他方式保持安全。科曼奇峰核電站有幾個廢棄系統(tǒng)：
安裝新蒸汽發(fā)生器后，1號機組蒸汽發(fā)生器的化學供給系統(tǒng)停止運行。剩余的1號機組化學進料再循環(huán)部件（泵、管道、管支架和儀表）已斷開連接，加蓋并就地廢棄。液體廢物處理系統(tǒng)的反滲透系統(tǒng)部分未在科曼奇峰核電站的任何一個機組中使用，許多系統(tǒng)的相關部件已被廢棄。
同樣被遺棄的還有：
管道補壓消防泵和柴油驅(qū)動消防泵；
電動氫氣復合器；
硼濃度測量系統(tǒng)；
1號機組中的廢物包裝系統(tǒng)是固體廢物管理系統(tǒng)的一部分；
部分飲用水和衛(wèi)生水系統(tǒng)；
一些排氣擋板被認為是安全廠房通風系統(tǒng)的一部分，在打開位置被廢棄。
(本文編譯《Comanche Peak aims for 60-year life》)
