Forte St. Vrain

O protótipo HTR nos EUA já era um reator falido

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O Dokument do fracasso de 1985 acessível novamente:

Os operadores do precursor do HTR Fort St. Vrain nos EUA relatam problemas e avarias

Os EUA querem fazer mais pesquisas na área de reatores de alta temperatura. Aproveitamos isso como uma oportunidade para abordar as experiências anteriores ruins com o reator precursor americano da linha HTR em Fort St. Vrain e, em seguida, documentar um documento original da operadora na época de 1985, que antes era inacessível ao público, mostrando muitos problemas e avarias durante seu tempo de operação podem ser adicionados.

Por dois anos, tornou-se cada vez mais claro que o HTR não tem mais futuro na África do Sul. A empresa Pebble Bed Modular Reactor teve de demitir cerca de 800 de seus 2010 funcionários em março de 600 porque o estado sul-africano não deu mais nenhuma concessão para o projeto, que estava em um vendaval. Os gerentes do PBMR têm procurado intensamente por novos doadores há meses.

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Versão em tela cheia do mapa do mundo nuclear - Forte St. Vrain, Colorado EUA

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Obama salvará o THTR?

Em março de 2010, foi anunciado que o Departamento de Energia dos Estados Unidos doaria US $ 10 milhões à empresa PBMR para que ela pudesse sobreviver nos próximos meses e manter as operações em dia.

Apesar dessa injeção (relativamente pequena) de fundos, é muito provável que, nessas circunstâncias, o PBMR só possa ser desenvolvido nos EUA. Já em janeiro de 2009, os elementos de combustível esféricos radioativos fabricados na África do Sul com a ajuda de empresas alemãs foram silenciosamente enviados para os EUA. De acordo com relatos da mídia sul-africana, pode-se esperar que um novo PBMR entre em operação nos EUA em 2024. O governo dos Estados Unidos já aprovou dois grupos com um total de 40 participantes para tratar do tema com mais detalhes (1).

Certamente seria apropriado que os formuladores de políticas de energia dos EUA finalmente lutassem com as experiências desastrosas de seus próprios predecessores "arcaicos" do PBMR, Peach Bottom-1 e Fort St. Vrain. Mas isso não pode ser questionado. Em 16 de fevereiro de 2010, o presidente dos Estados Unidos, Obama, anunciou que, depois de um longo período de tempo, voltaria a conceder empréstimos estatais para usinas nucleares e a se dedicar à pesquisa nuclear.

Os EUA são membros do Fórum Internacional Geração IV (GIF) há muitos anos e são uma das forças motrizes por trás do desenvolvimento da linha de reatores HTR. Muito dinheiro foi disponibilizado pelo estado para isso. Devido ao atraso no desenvolvimento de HTRs, a construção de HTRs só pode ter uma perspectiva de médio prazo, na melhor das hipóteses. Mesmo o supostamente progressista ex-vice-presidente dos EUA e autoproclamado guru da proteção climática Al Gore não se expressou hostil ao THTR em seu último livro "We Have the Choice".

Obviamente, Obama e Al Gore não são estúpidos. É claro que eles sabem sobre os fracassos da política energética do passado em seu próprio país. Mas eles também têm que satisfazer os desejos da política energética das corporações. Já 20 anos antes (!) A falha do THTR em Hamm-Uentrop, a falha catastrófica de toda a linha de reatores já foi exercida de forma contundente através da construção dos reatores de alta temperatura! Com o reator de pesquisa Peach Bottom-1 e o protótipo HTR Fort St. Vrain.

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Fort St. Vrain: Quase paralisado

Semelhante ao THTR em Hamm, o tempo de construção do reator Fort St. Vrain (FSV) foi muito longo. Nenhum elemento de combustível esférico foi usado nele, mas elementos de bloco. O Ökoinstitut Freiburg relatou em 1986: "O FSV-HTR foi colocado em operação em 1976 após 11 anos de construção e não tem operado continuamente com carga total desde então. Mais uma vez, ocorreram erros graves, por exemplo, 1985 hastes de bloqueio não foram retraídas por razões 'desconhecidas'. Além disso, foram encontradas rachaduras de corrosão sob tensão nos cabos da haste de controle, etc. " (6)

Os cientistas de Darmstadt acrescentaram: "Quase desde o início, o FSV não foi autorizado a operar mais do que 70% de sua capacidade total devido a flutuações de gás no núcleo do reator e problemas com o ventilador de resfriamento, bem como incertezas com o calor residual garantido de extração. Além disso, havia vazamento no gerador de vapor e toda uma série de problemas adicionais. Por exemplo, desde o início da operação até 1981, o sistema atingiu apenas uma disponibilidade média de trabalho de 1988%. ” (14,5)

Mesmo Werner von Lensa (vice-presidente da Rede Europeia de Tecnologia de Reatores de Alta Temperatura) não pode deixar de admitir os problemas em Fort St. Vrain em sua apresentação em "Experiências" hoje:

"- Cavitação (" esvaziamento ", HB) das bombas de água = atraso de um ano

- Vazamentos nos rolamentos do ventilador He = mais atrasos

- Erro nas hastes de desligamento (reserva)

- Desvio de hélio quente e corrosão em acionamentos da haste de desligamento

- Flutuação do fluxo central = desempenho de 70%

- Vazamentos de revestimento no suporte do núcleo "(4)

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250 funcionários foram evacuados ...

Tudo isso não é nada comparado ao que Holger Strohm pesquisou em seu best-seller "Peaceful in the Catastrophe": "Os americanos tinham grandes esperanças e muito dinheiro no desenvolvimento de reatores de alta temperatura. Com a construção do Forte St. Vrain reator de demonstração Os americanos também tiveram uma vantagem inicial de 300 MWel em 1973. No entanto, várias toneladas de água penetraram no núcleo no início de 1975, de modo que o reator ficou parado por vários anos. uma falha na fonte de alimentação externa como possíveis causas principais de acidentes graves.

Em janeiro de 1978, outro acidente ocorreu com o reator americano de alta temperatura. A pedido do MP Zywietz (FDP), o governo federal informou ao Bundestag: “Na usina nuclear Fort St. Vrain, o Serviço Público do Colorado, que está equipado com um reator de alta temperatura resfriado a hélio, foi inaugurado em 23 de janeiro de 1978 por volta das 11.30h250 (horário da costa leste dos Estados Unidos) Falha na vedação do fuso de uma válvula de Hélio, que estava impregnada de iodo radioativo, foi liberada no prédio do reator ... Como resultado de planos de emergência, 5 funcionários foram evacuados para o centro de informações em frente às instalações e as ruas circundantes foram isoladas em Jülich ... "(XNUMX)

O Greenpeace também relatou outro incidente em 3 de outubro de 1987: "Usina nuclear Fort St. Vrain, no Colorado: vazamento de óleo provoca incêndio na área da turbina. Linhas da sala de controle, válvulas e instrumentos estão gravemente danificados." (6)

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Declínio de uma linha de reator

Ulrich Kirchner descreve o declínio desta linha de reator nos EUA em seu trabalho padrão "The High Temperature Reactor" da seguinte forma: "Em 1974 e 1975, as empresas de fornecimento de energia nos EUA retiraram todas as opções de reatores de alta temperatura por vários motivos. Técnico decisões desempenharam um papel especial nessas decisões Problemas e incidentes com o reator Fort St. Vrain, cujo comissionamento bem-sucedido foi considerado uma 'condição sine qua non' (condição, HB) para o lançamento no mercado americano. No verão de 1989, a operadora decidiu que o reator não deveria continuar a operar, embora estivesse planejado um tempo de operação até o ano de 2008 ”. (7)

O Forte St. Vrain foi demolido em 1992 e teve um fim inglório. A indústria nuclear americana lutou e se envergonhou com o Peach Bottom-1 e o FSV por 1962 anos completos entre 1992 e 30. Mas nada disso conta. A indústria tem seus desejos e os governantes que dependem dela os têm a cumprir. É por isso que Barack Obama está gastando bilhões de dólares na continuação de uma aventura nuclear, cujo desfecho é previsível.

Horst Blume

Anmerkungen:

1. BusinessDay de 30 de março de 3
2. Ökoinstitut Freiburg (Frey, Fritsche, Herbert, Kohler): "O reator de alta temperatura de tório em Hamm e as variantes planejadas do reator de alta temperatura", página 19
3. Ökoinstitut Darmstadt, ver sob 2, páginas 2 - 4
4. Werner Lensa, "Programas de Desenvolvimento Internacional para Reatores de Alta Temperatura", folha 33
5. Holger Strohm: "Peaceful in the catastrophe", 1981, página 789; Pequena correção no registro contábil: a entrada de água ocorreu em 1975, não em 1973.
6. Greenpeace
7. Ulrich Kirchner: "O reator de alta temperatura. Conflitos, interesses, decisões", 1991, página 120

FORT ST. ATUALIZAÇÃO DO VRAIN

Apresentado por 0. R. Lee

1985 Utilitário / Conferência do usuário no HTGR

Introdução

No ano passado, quando conversei com você, descrevi uma perturbação da planta que ocorreu em junho e envolveu seis pares de hastes de controle que não se inseriram automaticamente pela gravidade no núcleo, conforme exigido após o recebimento de um sinal de desligamento do reator.

Iniciamos ações para identificar a causa do evento, limpar os seis conjuntos de acionamento da haste de controle e antecipar o retorno da planta à operação em setembro.

No entanto, a descoberta de corrosão sob tensão nos cabos de acionamento da haste de controle e cristalização de ácido bórico no material de desligamento de reserva, bem como a falta de um mecanismo de falha definitivo sendo identificado para as seis hastes de controle que não se inseriram no núcleo levou a a decisão de recondicionar todas as unidades de acionamento da haste de controle e restaurá-las à condição de "como novas".

Este grande empreendimento, juntamente com a descoberta de um rolamento de água para vazamento interspace em um dos quatro circuladores de hélio e subsequente divulgação de corrosão sob tensão no parafuso de retenção desse circulador, estendeu o desligamento e resultou em um esforço de retrabalho sem precedentes no história de Fort St. Vrain. Consequentemente, o gerador ficou fora de linha nos últimos XNUMX meses, revertendo a tendência de alta observada no ano passado.

(Coloque o gráfico de geração elétrica de Fort St. Vrain na tela e discuta a "tendência")

Operações

Quando nos conhecemos, há um ano, informei a vocês que Fort St. Vrain completou seu terceiro reabastecimento, e a planta foi reiniciada durante a segunda semana de junho e trazida a aproximadamente 60% da energia até que uma falha da planta em 23 de junho encerrou as operações.

Falarei sobre o esforço de retrabalho do acionamento da haste de controle e descreverei outros problemas que encontramos e resolvemos durante este período único.

Após o evento de 23 de junho, iniciamos ações para identificar a causa raiz da falha e restaurar as hastes de controle deficientes para um status operacional. As seis hastes de controle que falharam na inserção foram as primeiras a serem examinadas e reconstruídas com hastes de controle adicionais sendo examinadas e reconstruídas posteriormente. Nenhuma causa definitiva da falha pôde ser identificada, mas as indicações eram de que calce o desgaste do rolamento do motor e o acúmulo de detritos, que foi o principal contribuinte.

Durante o curso de nossos esforços, vários outros problemas não relacionados à falha da haste de controle também foram identificados.

Um problema envolvia anomalias da instrumentação da haste de controle que começaram a se manifestar, aparentemente induzidas pelo alto teor de umidade no refrigerante primário.

Outro consistia em uma falha no cabo de suspensão da coluna do absorvedor da haste de controle. O cabo foi avaliado e a corrosão sob tensão foi identificada como o mecanismo de falha.

O terceiro problema foi descoberto durante um teste de uma tremonha de desligamento de reserva do acionamento da haste de controle. Os resultados dos testes revelaram que apenas 30 a 40 das 80 libras (nominais) de material de desligamento de reserva foram expulsos quando a tremonha foi acionada. A inspeção e análise química do material remanescente na tremonha revelou a cristalização de óxido bórico que facilitou a ligação das bolas de boro dentro da tremonha.

A fim de implementar uma correção que evitasse a recorrência das falhas e problemas encontrados, o rigoroso programa de renovação do acionamento da haste de controle começou em 22 de fevereiro de 1985 e incluiu:

- Remodelação de todos os motores de calços, unidades de orifício e trens de engrenagens e substituição de todos os rolamentos do motor por novos rolamentos,

- Substituição de toda a instrumentação da haste de controle por novos componentes, todos os cabos de suspensão de aço inoxidável com cabos Inconel e componentes diversos com componentes semelhantes feitos de materiais não tão suscetíveis à corrosão por estresse de cloreto.

- Substituição de todo o material de desligamento de reserva por material que reduz significativamente a quantidade de impurezas disponíveis para conversão em cristais de ácido bórico,

- Instalação de dispositivos de monitoramento de temperatura e selos de purga projetados para inibir a entrada do líquido refrigerante primário no trem de engrenagens e na área do motor.

O programa de renovação do acionamento da haste de controle foi concluído em 24 de junho de 1985. Trinta e sete acionamentos da haste de controle foram totalmente reformados e estão no reator.

Em setembro de 1984, a umidade foi encontrada em um interespaço de penetração do circulador. O transportador foi determinado como sendo um vazamento de água de rolamento de um dos circuladores de hélio para o espaço intermediário. Isso exigiu a remoção do circulador para reparo.

Durante a reforma do circulador, foram descobertas rachaduras por corrosão sob tensão no parafuso de fixação. O parafuso de aço inoxidável foi substituído por parafuso inconel, e os preparativos foram feitos para a remoção dos três circuladores restantes para realizar a troca dos parafusos.

Em junho de 1985, todos os quatro circuladores de hélio passaram pela necessária troca de parafusos e foram reinstalados no reator.

Em julho, o NRC nos informou que o Forte St. Vrain poderia ser reiniciado. Embora estejamos limitados a níveis de potência inferiores a 15 por cento da potência térmica nominal, estamos buscando a autorização do NRC para operar com potência nominal total.

Desenvolvimentos Regulatórios

No ano passado, observei que houve um aumento distinto no envolvimento regulatório tanto no nível estadual quanto federal. Esse envolvimento é ainda mais pronunciado este ano, e gostaria de compartilhar com vocês nossas iniciativas no tratamento de temas selecionados.

- Em outubro passado, recebemos um Relatório de Avaliação do NRC que continha a exigência de que usássemos um grupo de consultoria terceirizado para revisar nossa estrutura e práticas de gestão. Para cumprir esse requisito, um consultor foi contratado para realizar uma análise da condução geral das operações no Fort St. Vrain. Depois de receber a avaliação e as recomendações do consultor, tomamos uma série de ações importantes para lidar com as questões levantadas no relatório do consultor e no Relatório de Avaliação do NRC anterior. Em primeiro lugar, realizamos uma grande reorganização, sob a qual me reportei diretamente ao presidente da nossa empresa. Para ajudar a economizar meu tempo, consolidamos todas as atividades de produção de fósseis sob um novo cargo de gerente geral, subordinado diretamente a mim. Para melhorar nossa interação com o NRC, estabelecemos um link de comunicação da alta administração com o NRC.

- Em resposta às recomendações do consultor e para abordar as preocupações da NRC, estabelecemos um Programa de Melhoria de Desempenho. Como parte desse programa, identificamos seis projetos principais com muitos subprojetos, por meio dos quais pretendemos:

1) Resolva as preocupações organizacionais.

2) Estabeleça um planejamento mestre e função de programação para projetos planejados.

3) Incorporar uma função de planejamento e programação dentro da função de manutenção preventiva existente.

4) Atualizar as políticas e procedimentos nucleares, incluindo o programa de controle de comprometimento.

5) Melhorar a gestão e o treinamento do pessoal nuclear.

6) Melhorar a condução das operações da planta, particularmente a observação do NRC em relação ao nosso descumprimento dos procedimentos.

Esses projetos representam um grande esforço de nossa parte para garantir que Fort St. Vrain atinja um padrão consistente de excelência.

- Desde 1979, enviamos informações de qualificação ambiental ao NRC. Baseamos essas apresentações em nosso entendimento de 'como os regulamentos que tratam da qualificação ambiental de equipamentos elétricos V relacionados à segurança devem ser aplicados a um reator resfriado a gás de alta temperatura. Ao longo desse período, o NRC forneceu muito pouco feedback. Em janeiro de 1985, recebemos uma carta do NRC solicitando informações adicionais para determinar a extensão de nossa conformidade com os regulamentos. Após inúmeras discussões, reuniões e trocas de correspondência, fomos informados pelo NRC de que há deficiências em nosso programa e que não seremos autorizados a operar em plena potência até que possamos demonstrar conformidade com os regulamentos aplicáveis. Esta posição do NRC, com efeito, poderia proibir a qualificação de todos os equipamentos elétricos instalados em um ambiente hostil no Fort St. Vrain. Temos vários estudos e testes em andamento e buscamos vigorosamente uma solução para esse assunto.

- No ano passado, falei sobre uma decisão da PUC do Colorado segundo a qual seríamos penalizados por desempenho inadequado de Fort St. Vrain, transferindo os custos excessivos de produção de energia em Fort St. Vrain dos contribuintes para nossos acionistas. O reembolso potencial sob esta ordem, que aumenta dramaticamente enquanto Fort St. Vrain não está operacional, foi responsável por A $ 10.9 milhões contra a renda antes dos impostos nos primeiros seis meses de 1985. Embora o Tribunal Distrital de Denver tenha emitido uma ordem anulando a decisão da PUC do Colorado, o assunto já foi objeto de recurso para a Suprema Corte do Estado.

Radiológico

Mais uma vez, Fort St. Vrain liderou o resto da indústria de energia nuclear mundial com sua exposição radiológica de pessoal excepcionalmente baixa. A exposição total recebida pelo pessoal do Fort St. Vrain em 1984 foi de 3.11 pessoas rem. Isso representa um aumento de 0.95 rem pessoa recebida em 1983, mas ainda está bem abaixo da média da indústria para reatores de água leve. Este gráfico mostra a comparação das exposições para PWRs, BWRs e Fort St. Vrain ao longo deste período.

O aumento em 1984 em Fort St. Vrain é atribuível ao trabalho de manutenção e pré-reforma do acionamento da haste de controle, reconhecendo que o programa formal de renovação da unidade de controle da haste não foi iniciado até o início de 1985.

Conclusões

Encontramos adversários no passado. Ele está atualmente envolvido em uma grande evolução no que diz respeito à qualificação ambiental de equipamentos. Sem dúvida, enfrentaremos outros problemas igualmente desafiadores no futuro. No entanto, a Public Service Company continua comprometida com Fort St. Vrain e com a tecnologia e experiência que pode contribuir para a indústria nuclear.

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