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Ottenendo a 80: Costruendo le sfide nel raggiungimento delle vite estese per le centrali nucleari

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L'industria nucleare è all'strade trasversali con piante di invecchiamento e le nuove. A partire da 2015 all'inizio del, gli Stati Uniti avranno 99 centrali nucleari attive generare quasi 20% del paese? elettricità di s

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Il reattore nucleare dell'unità 2 della barra di watt nel Tennessee slated per fare parte della flotta nel dicembre 2015, ma con soltanto altre quattro nuove centrali nucleari negli impianti, l'industria deve mantenere le facilità attuali funzionare più lungamente per accertare le attrezzature elettroniche ininterrotte durante gli Stati Uniti.

La commissione per la regolamentazione nucleare di Stati Uniti (Nrc) originale ha conceduto una licenza ai reattori per funzionare per 40 anni, con gli operatori in grado di fare domanda per un'estensione dell'autorizzazione da 20 anni per designare 60 anni come bersaglio di funzionamento. Della flotta corrente, 73 hanno ricevuto quelle estensioni. Ora, tuttavia, le aziende di energia nucleare stanno studiando una seconda estensione di 20 anni a 80 anni mentre identificavano e richiamando l'organizzazione e le sfide economiche da fare che l'obiettivo accade.

Secondo uno studio 2013 dalla società fisica americana (APS) ha intitolato? Autorizzazioni di rinnovamento per la nazione? centrali nucleari di s? circa 100 GW di potere cominceranno ad interrompere entro 2030 se le autorizzazioni non sono rinnovate oltre i 60 anni. Ancora, l'energia nucleare rappresenta 63.3% della produzione di elettricità senza emissioni del paese, rendendogli il più grande, la maggior parte della fonte affidabile di energia pulita? un vantaggio negli Stati Uniti? l'infrastruttura di energia come il governo federale cerca di tagliare l'inquinamento del carbonio da tutte le centrali elettriche da 30% da 2005 livelli.

La spinta per realizzare questa estensione di vita supplementare di 20 anni per le centrali nucleari è nella relativa infanzia tuttavia in attuale dati il periodo di progettazione valutato di 10 - 15 anni affinchè i programmi di utilità determini se rinnovare le loro autorizzazioni. Ulteriormente, il processo affinchè la Nrc rinnovi un'autorizzazione negli Stati Uniti richiede circa cinque anni. (Attualmente, gli Stati Uniti sono l'unico paese che persegue un'estensione supplementare di 20 anni.)

? Le prime unità che colpiranno la conclusione dei 60 anni saranno verso la fine di 2020s, in modo da di esso è importanti che l'industria in primo luogo fornisce la decisione avere un programma ed allora realmente progettare un programma? dice Jone-Lin Wang, vice presidente e testa della ricerca e di consulto per il potere, il gas, il carbone & i beni rinnovabili? I Americas a SUO.

Un tal programma munisce la Nrc perché fornisce le regole di autorizzazione. ? In modo che noi da potere compire l'estensione delle quelle autorizzazioni per i 20 anni supplementari, le regole devono essere stabilite? dice Cynthia Pezze, ufficiale di tecnologia del capo e del vice presidente, la ricerca e la tecnologia a Westinghouse elettrico. ? Inoltre dovete fare il lavoro con i codici di industria e campioni per sostenere i cambiamenti per assicurare saranno sul posto quando li avete bisogno di.?

La conservazione della pianta operativa per un periodo più lungo è molto onerosa che sviluppando una nuova funzione, Wang dice. Eppure, i APS studiano conclusivo che l'estensione dell'autorizzazione non è l'obiettivo finale per il futuro dell'energia nucleare.

? Spereremmo che queste piante potessero rimanere il funzionamento come ponticello negli Stati Uniti che vengono con un insieme moderno dei reattori che sono ben progettati ed economici? dice Roy Schwitters, un fisico all'Università del Texas a Austin e la sedia del comitato di studio responsabile dei APS segnalano.

Vie al funzionamento a lungo termine

Anche se lo studio di APS non ha identificato affatto cosiddetto? showstoppers tecnici? quello impedirebbe il rinnovamento delle autorizzazioni a 80 anni, operatori della centrale nucleare ancora deve richiamare una miriade di considerazioni di ingegneria se un'altra estensione di 20 anni è approvata.

? La sfida primaria di ingegneria al funzionamento a lungo termine delle centrali nucleari è di capire più meglio gli effetti dell'esposizione estesa ad irradiazione, alla temperatura, ai cicli di affaticamento ed ai meccanismi di degradazione di in ritardo-in-vita per i sistemi chiave, strutture e componenti? dice lo sherry Bernhoft, program manager per l'istituto di ricerca di energia elettrica (EPRI).

La maggior parte delle centrali nucleari originale sono state concedute una licenza a per un periodo dell'insieme che relativo alle stime di quanto ci vorrebbe per ammortizzare i costi di costruzione, dice Henri Pelin, consigliere maggiore con l'associazione nucleare del mondo. ? Là non c'era ed è nessun concetto fondamentale di un'ingegneria? conclusione di vita? mentre questo è determinato da come le componenti invecchiano? qualcosa il couldn dei costruttori? la t sa con certezza? ed il costo di sostituzione loro giù la linea? dice.

Il contenitore a pressione del reattore, i metalli del sistema di liquido refrigerante del reattore, i cavi elettrici e la struttura in cemento armato che sostiene il contenitore a pressione del reattore sono fra i sistemi prioritari che riceveranno particolare attenzione riguardo ai funzionamenti estesi, secondo EPRI.

I fattori supplementari per considerazione comprendono il rimontaggio dei trasformatori e condutture sotterranee, un rinnovamento delle sale di controllo ed i sistemi di controllo collegati e di strumentazione, l'aggiunta dell'apparecchiatura di emergenza quali i generatori diesel e pompe e rinforzo dell'infrastruttura alle circostanze sismiche.

Grazie ai programmi di manutenzione e di controllo già d'applicazione nelle centrali nucleari per accertarsi del loro funzionamento sicuro e certo continuo, l'industria è sospesi affrontare i problemi di ingegneria e tecnici frontalmente.

? L'estensione da 40 a 60 anni ha partito in anticipo 15 anni di quelle unità che raggiungono quella data? dice Lee Williams, il vice presidente maggiore, i progetti della base installata, a AREVA Inc.? L'industria ha condotto la vasta ricerca ed il lavoro di ingegneria per assicurare che le piante continuassero a funzionare sicuro. Ci sono stati milioni di dollari investiti in queste unità in questi ultimi 25 anni sia negli aggiornamenti meccanici, come i generatori di vapore, come pure la strumentazione che il controllo (sistemi di I&C).?

Edizioni della catena di rifornimento

Oltre che le edizioni materiali di degradazione concernenti il calcestruzzo di invecchiamento così come condutture e cavo sepolti, l'amministrazione di catena di rifornimento anche può emergere come sfida potenziale. ? Su un tal lungo periodo di tempo, le tecnologie e/o i fornitori si evolvono e possono sparire? Pelin dice. ? Ciò è spesso un'edizione con le componenti ed i fornitori di I&C.?

Critica a dirigere questo problema è la fornitura sufficiente? cioè proiettando gli anni in anticipo i tipi di apparecchiature o componenti che hanno bisogno del rimontaggio nel caso in cui i pezzi di ricambio diventino obsoleti.

? Se avete componente X, Y o la Z e questo fornitore più intorno o più non sta fornendo alla soluzione il pedigree necessario per andare al regolatore, ci sono sensi che voi può costruire ed analizzare le simili componenti per vedere se ci è un equivalency che può essere usato? sayss Michael Hsia, programmi di ingegneria del Product Manager per AREVA.

Williams inoltre dice che costruire le sfide può essere unità-specific. ? Avete meccanismi differenti di invecchiare per un'unità sul litorale a causa delle edizioni relative ad acqua salata contro una che è interna.?

Controllando il vecchio, costruendo il nuovo

Quando viene alla prova, controllante e misurante una funzione di energia nucleare? le componenti, gli assistenti tecnici ed i tecnici di invecchiamento di s hanno accesso ad un certo numero di ad metodologie e di guida di riferimento. EPRI ha pubblicato i rapporti che informano lo sviluppo e l'attuazione dei programmi dell'amministrazione di invecchiamento basati sulle decadi di esperienza di ricerca connesse con l'identificazione dei meccanismi possibili di degradazione e la comprensione le tecnologie di controllo, metodologie di valutazione e delle strategie di diminuzione.

Per esempio, i rapporti tecnici di EPRI forniscono il consiglio per controllo, controllo e valutazione dei internals del contenitore a pressione del reattore, cavi di mezzo-tensione e low- ed ugelli del meccanismo di azionamento della barra di regolazione. La relativa guida di riferimento di chimica di acqua richiama i limiti di chimica per attenuare gli effetti sui metalli del sistema primario.

le tecnologie di ew anche possono aiutare, come segnalato dall'associazione nucleare del mondo, compreso i dispositivi speciali che permettono il controllo delle condizioni in situ per le componenti critiche quali i tubi del generatore di vapore e delle valvole, l'ultrasuono periodico o gli esami di raggi X sulle saldature ed i modelli fisici pieni che possono essere costruiti per simulare le componenti ed il loro invecchiamento.

Quattro nuovi reattori nucleari di Westinghouse AP1000 che sono costruiti negli Stati Uniti (unità compresa 3 di Vogtle del potere della Georgia, descritta), con gli altri quattro in Cina, caratterizzeranno un disegno più semplice che potrebbe facilitare una durata della vita più lunga, dice Pezze.

? Le piante AP1000 hanno poche componenti attive come le pompe e le valvole? Pezze dice. ? _ un completo digital comando stanza significare pianta uso drammatico meno cavo, che prestare pianta essere facile per effettuare e permettere cavo rimontaggio, se quello essere necessario, per essere fare un molto di meno complicato senso.?

Oltre le sfide di ingegneria

Nella discussione su una seconda estensione dell'autorizzazione da 20 anni, altre influenze oltre l'ingegneria entrano in gioco. Non solo l'estensione dell'autorizzazione deve essere tecnicamente possibile, esso anche deve essere economicamente fattibile.

? La condizione fisica della pianta è appena un fattore? dice EPRI? s Bernhoft. ? Le condizioni di mercato sporgenti, per esempio, possono essere tali che l'investimento continuato nella pianta per altri 20 anni non è economico, anche se la pianta può tecnicamente continuare a funzionare.?

Negli Stati Uniti, il recentemente chiuso elettrico nucleare delle centrali di cristallo del fiume (Florida) e del San Onofre (California) dovuto le difficoltà tecniche che avrebbero richiesto gli investimenti di capitali significativi di restituire le unità al funzionamento. Nel frattempo, Wisconsin? la pianta di s Kewaunee ha interrotto perché il mercato continuo di potere non è riuscito a trasportare abbastanza redditi alle spese d'esercizio della copertura. La centrale nucleare delle yankee del Vermont andrà fuori linea per la fine di 2014 con i relativi proprietari che citano il costo diminuente di gas naturale che lo rendono troppo costoso produrre l'energia nucleare, anche se i fattori politici inoltre hanno influenzato quell'arresto.

Infatti, i prezzi di gas bassi e una fornitura eccessiva nella capienza di potere generale che esce da 2012 hanno condotto per abbassare i redditi per molti proprietari della centrale nucleare degli Stati Uniti. ? Mentre l'economia è migliorato e prezzi di gas ha recuperato una punta, stiamo prevedendo che la situazione del reddito per le centrali nucleari inoltre migliori? dice Gary McDonald, il socio di ricerca, potere nordamericano, alla SUA energia. ? Indossiamo? la t vede che molto piantano le pensioni oltre quelle che attualmente siano annunciate nella decade prossima.?

SUO? la s Wang inoltre precisa che solo perché una pianta riceve un'altra estensione di 20 anni non significa che sarà operativa l'intero tempo dovuto le pressioni economiche e tecniche. ? Si immaginerebbe la possibilità che se avessimo un secondo programma di 20 anni, non tutte le piante fossero candidati da perseguire, o non può concludere in su ottenerlo? dice.

Trasferimento di conoscenza

Un altro trabocchetto potenziale che affronta l'industria è trasferimento di conoscenza. ? La sfida del mantenimento del capitale intellettuale diventa più acuta mentre le piante funzionano per più lungamente? dice Pelin. ? La gente e perfino le organizzazioni cambiano per quel periodo di tempo. I programmi di formazione ed il bloccaggio di conoscenza sono vitali per il mantenimento ed il miglioramento della prestazione della pianta a lungo termine mentre la compartecipazione continuata dell'esperienza di funzionamento internazionalmente contribuisce ad evitare ed attenuare gli eventi non pianificati.?

AREVA sta affrontando questa edizione partnering con l'istituto universitario dell'ingegneria, università del Lee delle condizioni del William di North Carolina a Charlotte nelle zone di R & S ed anche contribuire ad accertarli “avere il personale di destra con i giusti insiemi di abilità per costruire e fare funzionare con successo questo macchinario? Williams dice.

Malgrado le preoccupazioni che circondano il trasferimento di conoscenza, Schwitters dice che i più grandi attrezzi nel richiamo delle sfide di ingegneria dell'estensione dell'autorizzazione sono la gente.

? L'industria nucleare ha una comunità di ricerca attiva, con gli operatori e gli assistenti tecnici ben preparati che si occupano dei problemi di ingegneria giorno dopo giorno? Schwitters dice. ? Conoscono la storia dei materiali ed effettuano la prova robusta e dettagliata delle componenti critiche. Hanno una comprensione fisica dei processi di invecchiamento e possono prevedere i problemi futuri.?

Poichè l'industria energetica nucleare degli Stati Uniti considera il funzionamento della centrale nucleare di fino a 80 anni, le sfide multiple di ingegneria presenteranno l'infrastruttura e componenti circostanti di invecchiamento. Poichè i proprietari della centrale nucleare già meticoloso controllano e controllano i loro funzionamenti, tuttavia, l'industria può già essere un punto avanti mentre osserva per garantire le disponibilità future di energia.