美國(guó)最年輕的核電站之一已申請(qǐng)新的許可證，這將使其運(yùn)行壽命延長(zhǎng)20年。該申請(qǐng)最近發(fā)布。
1、核電站概況
科曼奇峰核電站1號(hào)和2號(hào)機(jī)組位于美國(guó)德克薩斯州達(dá)拉斯沃思堡西南65英里（108公里）處
美國(guó)德克薩斯州科曼奇峰(Comanche Peak)核電站的運(yùn)營(yíng)商維斯特拉運(yùn)營(yíng)公司(Vistra Operations)已為科曼奇峰核電站1號(hào)和2號(hào)機(jī)組尋求新的運(yùn)營(yíng)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(qǐng)，該申請(qǐng)將使電廠壽命延長(zhǎng)20年，電廠總壽命延長(zhǎng)60年。該電站的1號(hào)和2號(hào)機(jī)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(qǐng)——無(wú)需對(duì)核電廠進(jìn)行物理變更或修改——于10月提交給美國(guó)核管理委員會(huì)(NRC)，并于最近公布。科曼奇峰核電站1號(hào)和2號(hào)機(jī)組位于美國(guó)德克薩斯州達(dá)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(qǐng)了聯(lián)合建造和運(yùn)營(yíng)許可證，計(jì)劃建造兩臺(tái)1700 MW的三菱設(shè)計(jì)先進(jìn)PWR。然而，2013年，當(dāng)天然氣價(jià)格下跌和德克薩斯州的風(fēng)力發(fā)電耗盡了擴(kuò)建該項(xiàng)目的資金時(shí)，該申請(qǐng)被中止。與此同時(shí)，MHI在日本福島核事故發(fā)生后將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向重啟日本反應(yīng)堆。盡管Vistra現(xiàn)在的重點(diǎn)是為現(xiàn)有工廠獲得一個(gè)新的、實(shí)質(zhì)上更長(zhǎng)的許可證，但申請(qǐng)并未被撤回。
2、準(zhǔn)備延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)期
維斯特拉運(yùn)營(yíng)公司希望將科曼奇峰反應(yīng)堆的壽命延長(zhǎng)至60年
為了準(zhǔn)備許可證續(xù)期申請(qǐng)，電廠運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行了范圍界定和篩選過(guò)程，以確定與續(xù)期許可證相關(guān)的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)。這些系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)分為以下領(lǐng)域：
反應(yīng)堆容器、內(nèi)部構(gòu)件和反應(yīng)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(jié)構(gòu)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(yīng)包括開(kāi)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(gè)一般安全問(wèn)題，并將其指定為“活躍或未解決”。其中四個(gè)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(jì)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(píng)估” 得出結(jié)論，在制定老化管理計(jì)劃以支持許可證更新時(shí)，許可證持有人應(yīng)解決反應(yīng)堆冷卻劑環(huán)境對(duì)部件疲勞壽命的影響。“碎片積聚對(duì)壓水堆地坑性能的評(píng)估” 解決了假設(shè)冷卻劑損失事故后，過(guò)濾安注泵和安噴泵冷卻水中碎片的安全殼地坑過(guò)濾器堵塞的可能性。該問(wèn)題是基于對(duì)新的潛在碎片來(lái)源的識(shí)別，包括可能堵塞集水坑過(guò)濾器的失效安全殼涂層。“硼砂降解” 解決了使用硼砂進(jìn)行中子吸收的乏燃料架，長(zhǎng)期存在板膨脹和退化問(wèn)題的可能性。
3、老化管理方案
通過(guò)一系列針對(duì)特定部件或系統(tǒng)的老化管理計(jì)劃(AMP)來(lái)管理工廠安全和效率。老化維護(hù)計(jì)劃有四種類型：
阻止影響發(fā)生的預(yù)防方案；
減緩老齡化影響的緩解計(jì)劃；
檢查老化存在和程度的狀態(tài)監(jiān)測(cè)計(jì)劃；
性能監(jiān)控程序，用于測(cè)試結(jié)構(gòu)或部件執(zhí)行其預(yù)期功能的能力。
在準(zhǔn)備任何許可證續(xù)期申請(qǐng)時(shí)，對(duì)適用于系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、組件或部件組的現(xiàn)有計(jì)劃和活動(dòng)進(jìn)行審查，因?yàn)樗鼈兺ǔ；诒O(jiān)管承諾或要求，而不是專門(mén)為老化管理而設(shè)計(jì)的。在科曼奇峰核電站，更新申請(qǐng)顯示，這些計(jì)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(yùn)營(yíng)商將引入幾項(xiàng)新的老化管理計(jì)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(duì)于“潛在易感”部件，熱老化脆化管理通過(guò)工廠特定的缺陷容限評(píng)估完成。
對(duì)于確定不易受熱老化脆化影響的部件，不需要進(jìn)行檢查或評(píng)估。1號(hào)機(jī)組中的三個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑回路部件容易發(fā)生熱老化脆化——一個(gè)40度的跨接管彎頭、一個(gè)90度的跨接接管彎頭和一個(gè)帶增壓室的90度跨接管彎頭。
對(duì)所有三個(gè)部件完成了工廠特定幾何形狀和應(yīng)力信息的工廠特定缺陷評(píng)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(gòu)件。 新的老化管理計(jì)劃用于管理適用于反應(yīng)堆容器內(nèi)部部件的老化退化機(jī)制的影響。
這些退化機(jī)制包括：應(yīng)力腐蝕和疲勞或循環(huán)載荷導(dǎo)致的開(kāi)裂;磨損導(dǎo)致的材料損失;熱老化和中子輻照脆化導(dǎo)致的斷裂韌性損失;由于空隙膨脹或變形導(dǎo)致的尺寸變化;以及由于熱和輻射導(dǎo)致的預(yù)載荷損失增強(qiáng)了應(yīng)力松弛和蠕變。
一次性檢查將驗(yàn)證現(xiàn)有水化學(xué)、燃油化學(xué)和潤(rùn)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?yàn)樗鼈兊氖褂脮r(shí)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(méi)有選擇性浸出。
如上所述，它將應(yīng)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(jié)構(gòu)材料為灰鑄鐵、球墨鑄鐵和銅合金，鋅或鋁含量超過(guò)15%。
對(duì)20%的敏感部件的檢查將包括目視檢查，輔以硬度測(cè)試或其他機(jī)械檢查技術(shù)，如破壞性測(cè)試、刮擦或?qū)x定部件進(jìn)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(duì)1級(jí)管道樣品的體積檢查，重點(diǎn)是全焊透焊縫和部分焊透焊縫。
它將包括驗(yàn)證未發(fā)生退化的措施，從而確認(rèn)無(wú)需管理與年齡相關(guān)的退化，或驗(yàn)證任何現(xiàn)有AMP在延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)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(guò)對(duì)金屬和彈性體(包括聚合物)部件的內(nèi)表面進(jìn)行代表性取樣和機(jī)會(huì)目視檢查，管理材料損失、開(kāi)裂、硬化、強(qiáng)度損失和傳熱減少。
目視檢查可接觸電力電纜和連接護(hù)套表面是否存在異常現(xiàn)象。 如脆化、變色、開(kāi)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(zhǎng)運(yùn)營(yíng)期之前完成，此后至少每10年進(jìn)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(guò)度積塵和進(jìn)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(kāi)裂、碎裂、熔化、變色或膨脹。
4、吸收運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)
管理核電廠老化影響的關(guān)鍵過(guò)程是利用電廠和整個(gè)行業(yè)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。科曼奇峰核電站利用運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)來(lái)加強(qiáng)現(xiàn)有計(jì)劃，防止重復(fù)事件，并防止其他電廠發(fā)生的事件。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，工廠人員應(yīng)篩選、評(píng)估來(lái)自外部的文件和信息并采取行動(dòng)，以防止或減輕類似事件的后果。運(yùn)營(yíng)商利用外部資源，包括核電運(yùn)營(yíng)研究所(INPO)和NRC文件。還審查了相關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究和發(fā)展方案。相關(guān)研究和開(kāi)發(fā)來(lái)源包括：行業(yè)共識(shí)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)組織;EPRI;NRC工作人員根據(jù)NRC使用的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的研究發(fā)布的通信;以及核供應(yīng)商和業(yè)主團(tuán)體。跟蹤經(jīng)驗(yàn)，包括與年齡相關(guān)的退化。視情況將不利趨勢(shì)納入糾正行動(dòng)計(jì)劃，以供評(píng)估。如果經(jīng)驗(yàn)被確定為可能涉及老化，則對(duì)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和部件、材料、環(huán)境、老化效應(yīng)和老化機(jī)制進(jìn)行評(píng)估。還將對(duì)老齡化管理方案進(jìn)行評(píng)估，這些方案已建立了績(jī)效反饋機(jī)制。Vistra Operations在其應(yīng)用程序中表示，這一過(guò)程與糾正行動(dòng)計(jì)劃相結(jié)合，已證明在從不利條件和事件中學(xué)習(xí)，并改進(jìn)解決與年齡相關(guān)的退化問(wèn)題的方案方面是有效的。然而，為了進(jìn)一步確保有效使用與老化管理相關(guān)的內(nèi)部和外部運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，包括NRC和行業(yè)指導(dǎo)文件和標(biāo)準(zhǔn)，科曼奇峰核電站將加強(qiáng)其計(jì)劃：
審查內(nèi)部和外部經(jīng)驗(yàn) ，包括影響與老化相關(guān)的退化或老化管理活動(dòng)，以確定老化管理活動(dòng)是否需要改進(jìn)。
為識(shí)別和審查經(jīng)驗(yàn)提供程序指導(dǎo) 。這將旨在確定與設(shè)計(jì)、先前檢查經(jīng)驗(yàn)和檢查間隔相關(guān)的超出預(yù)期的老化。
建立編碼 ，用于老化相關(guān)退化的識(shí)別、趨勢(shì)和通信。
制定指南 ，向行業(yè)報(bào)告與年齡相關(guān)的退化和老化管理方面的工廠特定運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。
定期提供培訓(xùn) ，包括向負(fù)責(zé)AMP實(shí)施的人員以及負(fù)責(zé)審查、評(píng)估和交流與老化管理和老化相關(guān)退化相關(guān)的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)項(xiàng)目的人員。這將在頒發(fā)新的運(yùn)營(yíng)許可證后立即開(kāi)始，并將在剩余的電廠壽命期內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行。
5、廢棄工程
在第四個(gè)十年里，任何一家發(fā)電廠都會(huì)看到許多系統(tǒng)升級(jí)或更換。在某些情況下，原始系統(tǒng)最適合的命運(yùn)是在電廠剩余壽命內(nèi)保持原位、加蓋、關(guān)閉或以其他方式保持安全。科曼奇峰核電站有幾個(gè)廢棄系統(tǒng)：
安裝新蒸汽發(fā)生器后，1號(hào)機(jī)組蒸汽發(fā)生器的化學(xué)供給系統(tǒng)停止運(yùn)行。剩余的1號(hào)機(jī)組化學(xué)進(jìn)料再循環(huán)部件（泵、管道、管支架和儀表）已斷開(kāi)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(gè)機(jī)組中使用，許多系統(tǒng)的相關(guān)部件已被廢棄。
同樣被遺棄的還有：
管道補(bǔ)壓消防泵和柴油驅(qū)動(dòng)消防泵；
電動(dòng)氫氣復(fù)合器；
硼濃度測(cè)量系統(tǒng)；
1號(hào)機(jī)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(rèn)為是安全廠房通風(fēng)系統(tǒng)的一部分，在打開(kāi)位置被廢棄。
(本文編譯《Comanche Peak aims for 60-year life》)
