Elektrownia Browns Ferry: większa i bezpieczniejsza

EJ Browns Ferry, zlokalizowana nad sztucznym zbiornikiem wodnym Wheeler Reservoir w pobliżu Alabamy w USA, jest największym obiektem jądrowym zarządzanym przez Tennessee Valley Authority. Elektrownia składa się z trzech bloków wyposażonych w reaktory z wodą wrzącą (BWR) zaprojektowane przez General Electric, z obudową bezpieczeństwa Mark I. Bloki Browns Ferry 1-3 rozpoczęły działalność komercyjną odpowiednio w grudniu 1973 r., w czerwcu 1974 r. i w lipcu 1976 r. Wszystkie trzy jednostki uzyskały zezwolenie na przedłużenie pracy o 20 lat od amerykańskiej Komisji Regulacji Jądrowych (NRC), co pozwala im pracować do lat 30. XXI wieku.

W 2017 r. TVA uruchomiła program zwiększenia mocy reaktorów (EPU) w Browns Ferry w ramach szerszego projektu znacznych inwestycji w zasoby wytwórcze, mającego na celu zaspokojenie potrzeb energetycznych stanu Tennessee w przyszłych dekadach. Projekt o wartości 475 milionów dolarów został ukończony w ubiegłym roku i pozwolił dodać 465 MW niskoemisyjnej energii elektrycznej do mocy wytwórczych TVA.

Harmonogram realizacji projektu został opracowany w taki sposób, aby wszystkie modyfikacje i aktualizacje zostały wdrożone, przeprowadzono testy, a stacja była gotowa do pracy z podwyższoną wydajnością po zakończeniu przerw przeznaczonych na wymianę paliwa w 2018 r. i na wiosnę 2019 r. W okresie dwóch miesięcy przeprowadzono testy rozruchowe na wszystkich trzech blokach stopniowo zwiększając ich moc, aby dokonać sprawdzenia dokładności prognoz analitycznych. Wyniki pokazały, że każda z trzech jednostek generowała 155 MWe więcej mocy – ogółem 465 MWe.

Proces modernizacji EJ Browns Ferry wymagał częstych kontaktów z NRC. Regularne i rutynowe spotkania zaowocowały poprawą komunikacji, która ułatwiła terminowe ukończenie przeglądów wymaganych przez NRC. Członkowie zespołu projektowego EPU opracowali wniosek o zmianę licencji oraz uzyskali od NRC nową ocenę bezpieczeństwa i zatwierdzenie poprawki do dotychczasowej licencji.

W celu opracowania raportu z analizy bezpieczeństwa procesu podwyższenia mocy zespół projektowy zlecił opracowanie analiz bezpieczeństwa przez dostawców paliwa jądrowego oraz jądrowego systemu wytwarzania pary; natomiast eksperci TVA opracowali ocenę oddziaływania na środowisko. Przedstawione analizy bezpieczeństwa stanowiły podstawę techniczną wniosku o zmianę licencji, który został opracowany przez zespół projektowy zgodnie ze standardem NRC oceny bezpieczeństwa dla zwiększonej mocy reaktora RS-001.

Po złożeniu wniosku NRC przeprowadziła dwumiesięczny przegląd dokumentacji, aby upewnić się, że posiada wystarczającą ilość informacji do przeprowadzenia zasadniczej oceny bezpieczeństwa pracy elektrowni ze zwiększoną mocą. Trwała ona 21 miesięcy i w jej trakcie zespół projektowy przedstawił rozwiązania kilku technicznie złożonych zagadnień, takich jak analiza wydajności osuszacza pary i systemu awaryjnego chłodzenia rdzenia oraz analizy termiczne paliwa jądrowego.

Podczas procesu przeglądu NRC zespół projektowy, firmy i dostawcy technologii odpowiedzieli na ponad 200 próśb o dodatkowe informacje (RAI). Ostatecznie NRC zatwierdziła wniosek TVA w sierpniu 2017 r.

Zanim doszło do podwyższenia mocy elektrowni, odbyły się wspólne szkolenia dla zespołów operatorów i zespołów inżynieryjnych. “Gdy wprowadzasz zmiany w zakładzie, jednym z największych problemów, które należy przezwyciężyć, jest to, w jaki sposób zmiany wpłyną na ludzi, którzy je obsługują i utrzymują”, mówi rzecznik TVA.

TVA współpracował z licencjonowanymi operatorami bloków jądrowych na wczesnym etapie procesu zwiększania mocy, pozwalając im obsługiwać symulator i przekazywać wnioski i informacje zwrotne. Pomogło to z góry zidentyfikować wyzwania i mieć pewność, co do bezpieczeństwa pracy zakładu. Pomogło to również TVA zidentyfikować lepsze procesy, które można by zastosować w całej branży jądrowej.

TVA stwierdza, że “Doświadczenie operacyjne w branży i testy porównawcze, ze szczególnym uwzględnieniem elektrowni, które wdrożyły programy podnoszenia mocy, zostały szeroko wykorzystane podczas identyfikacji i rozwoju modyfikacji w ramach programu EPU. Przyczyniło się to do pomyślnego wdrożenia aktualizacji i podniesienia wydajności operacyjnej obiektu”.

Po pomyślnym zakończeniu programu EPU całkowita moc netto zainstalowana w elektrowni Browns Ferry wynosi obecnie 3775 MWe.