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Obtention à 80 : Machinant des défis en réalisant les vies prolongées pour les centrales nucléaires

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L'industrie nucléaire est à l'des carrefours avec usines de nouvelles et de vieillissement. À partir de début 2015, les Etats-Unis auront 99 centrales nucléaires actives produire presque de 20% du pays ? l'électricité de s

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Le réacteur nucléaire de l'unité 2 de barre de watts au Tennessee slated pour joindre la flotte en décembre 2015, mais avec seulement quatre autres nouvelles centrales nucléaires dans les travaux, l'industrie doit continuer les installations en place fonctionner plus longtemps pour assurer la fourniture d'électricité ininterrompue dans l'ensemble des États-Unis.

La Commission de normalisation nucléaire d'États-Unis (NRC) a à l'origine autorisé des réacteurs pour opérer pendant 40 années, avec des opérateurs capables solliciter une prolongation de permis de 20 ans pour viser 60 ans d'opération. De la flotte courante, 73 ont reçu ces prolongements. Maintenant, cependant, les compagnies d'énergie nucléaire étudient prolongation une de 20 deuxième ans à 80 ans tout en identifiant et relevant la construction et les défis économiques à faire que le but se produisent.

Selon une étude 2013 de la société physique américaine (aps) a intitulé ? Permis de renouvellement pour la nation ? centrales nucléaires de s ? approximativement une puissance de 100 gws commencera à s'arrêter d'ici 2030 si des permis ne sont pas remplacés au delà des 60 années. En outre, l'énergie nucléaire explique 63.3% de la production de l'électricité sans émission du pays, lui faisant le plus grand, la plupart de source fiable d'énergie propre ? un avantage vers les Etats-Unis ? l'infrastructure d'énergie en tant que gouvernement fédéral cherche à couper la pollution de carbone de toutes les centrales de 30% de 2005 niveaux.

La poussée pour réaliser cette prolongation de la durée de vie utile additionnelle de 20 ans pour les centrales nucléaires est dans sa enfance pourtant opportun donnés la période de planification prévue de 10 à 15 ans pour que les utilités déterminent si remplacer leurs permis. En plus, le processus pour que la NRC remplace un permis aux États-Unis prend environ cinq ans. (Actuellement, les Etats-Unis sont le seul pays poursuivant une prolongation additionnelle de 20 ans.)

? Les premières unités qui frapperont la fin des 60 années seront vers la fin de 2020s, ainsi de lui est importante que l'industrie soient d'abord soulevées avec la décision pour avoir un programme et puis pour concevoir réellement un programme ? dit Jone-Lin Wang, vice-président et chef de recherche et de la consultation pour la puissance, le gaz, le charbon et les énergies renouvelables ? Les Amériques au SIEN.

Un tel programme s'articule sur la NRC parce qu'il fournit les règles d'autorisation. ? Afin que nous puissions à pouvoir accomplir prolonger ces permis pendant des 20 années additionnelles, les règles doivent être établies ? dit Cynthia Pezze, dirigeant de technologie de vice-président et de chef, recherche et technologie à Westinghouse électrique. ? Vous devez également effectuer le travail avec des codes d'industrie et des normes pour soutenir des changements pour les assurer seront-les en place quand vous avez besoin de eux. ?

Maintenir une usine opérationnelle pendant une plus longue période est loin moins onéreux qu'établissant un nouveau service, Wang dit. Toujours, les aps étudient conclu que la prolongation de permis n'est pas l'objectif final pour le futur de l'énergie nucléaire.

? Nous espérerions que ces usines peuvent rester l'opération comme pont aux Etats-Unis venant avec un ensemble moderne de réacteurs qui sont bien projetés et économiques ? dit Roy Schwitters, un physicien à l'Université du Texas à Austin et la chaise du comité d'étude responsable des aps rapportent.

Voies à l'opération à long terme

Bien que l'étude d'aps n'ait pas identifié soi-disant ? showstoppers techniques ? cela empêcherait le renouvellement des permis à 80 ans, des opérateurs de centrale nucléaire doit toujours adresser une foule de considérations de technologie si encore prolongation de 20 ans est approuvée.

? Le défi primaire de technologie à l'opération à long terme des centrales nucléaires est de comprendre mieux les effets de l'exposition prolongée à l'irradiation, à la température, aux cycles de fatigue et aux mécanismes de dégradation de la tard-dans-vie pour les systèmes principaux, structures et composants ? dit le xérès Bernhoft, gestionnaire de programmes pour l'institut de recherche de recherche de courant électrique (EPRI).

La plupart des centrales nucléaires ont été à l'origine autorisées pendant une période d'ensemble que connexe aux évaluations de combien de temps il prendrait pour amortir les coûts de construction, dit Henri Pelin, conseiller aîné avec l'association nucléaire du monde. ? Est-ce que là et aucun concept fondamental n'était est d'une technologie ? fin de la vie ? pendant que ceci est déterminé par la façon dont les composants vieillissent ? quelque chose le couldn de constructeurs ? t savent avec certitude ? et le coût de les remplacer en bas de la ligne ? il dit.

La cuve de réacteur, les métaux de système de réfrigérant de réacteur, les câbles électriques et la structure en béton qui soutient la cuve de réacteur sont parmi les systèmes prioritaires qui susciteront l'attention particulière en ce qui concerne des opérations prolongées, selon EPRI.

Les facteurs additionnels pour la considération incluent le remplacement des transformateurs et la tuyauterie souterraine, un renouvellement des salles de commande et l'instrumentation et les systèmes de contrôle associés, l'addition de l'équipement de secours tel que les générateurs diesel et des pompes et renfort de l'infrastructure aux conditions séismiques.

Grâce aux programmes d'inspection et d'entretien déjà mis en application aux centrales nucléaires pour assurer leur opération sûre et fiable continue, l'industrie est portée en équilibre pour faire face à des problèmes techniques et de technologie de front.

? La prolongation à partir de 40 à 60 ans a commencé 15 ans en avance sur ces unités atteignant cette date ? dit Lee Williams, vice-président principal, projets de base installée, chez AREVA Inc. ? L'industrie a conduit la recherche étendue et le travail de technologie pour s'assurer que les usines continuent à fonctionner sans risque. Il y a eu des millions de dollars investis dans ces unités au cours des 25 dernières années dans des mises à niveau mécaniques, comme des générateurs de vapeur, comme l'instrumentation et la commande (systèmes d'I&C). ?

Issues de chaîne d'approvisionnements

En plus des issues matérielles de dégradation concernant le béton de vieillissement aussi bien que la tuyauterie et le câble enterrés, la gestion de chaîne d'approvisionnements peut également émerger comme défi potentiel. ? Sur une si longue période, les technologies et/ou les fournisseurs évoluent et peuvent disparaître ? Pelin indique. ? C'est souvent une issue avec des composants et des fournisseurs d'I&C. ?

Critique à traiter ce problème est-il à approvisionnement proportionné ? c'est-à-dire, projetant des années à l'avance les types d'équipement ou composants ayant besoin de remplacement au cas où les pièces de rechange deviendraient désuètes.

? Si vous avez le composant X, est-ce que Y ou Z et ce fabricant plus ne fournit autour ou plus à la solution le pedigree nécessaire pour aller au régulateur, y a-t-il des manières que vous peut machiner et analyser les composants semblables pour voir s'il y a une équivalence qui peut être employée ? sayss Michael Hsia, programmes de technologie de chef de produit pour AREVA.

Williams dit également que la construction des défis peut être unité-spécifique. ? Vous avez différents mécanismes du vieillissement pour une unité sur la côte en raison des issues liées à l'eau de mer contre une qui est intérieure. ?

Surveillant le vieux, construisant le nouveau

Quand vient-elle à l'essai, surveillant et mesurant un service d'énergie nucléaire ? les composants, les ingénieurs et les techniciens de vieillissement de s ont accès à un certain nombre de méthodologies et de directives. EPRI a édité les rapports qui informent le développement et l'exécution des programmes de gestion de vieillissement basés sur des décennies d'expérience de recherches liées à identifier les mécanismes possibles de dégradation et à comprendre des technologies d'inspection, des méthodologies d'évaluation et des stratégies de réduction.

Par exemple, les rapports techniques d'EPRI fournissent des conseils pour l'inspection, la surveillance et l'évaluation des internals de cuve de réacteur, les câbles de basse et moyenne tension, et les becs de mécanisme d'entraînement de tringle de commande. Ses directives de composition chimique de l'eau adressent des limites de chimie pour atténuer des impacts sur des métaux de système primaire.

les technologies d'ew peuvent également aider, comme rapporté par l'association nucléaire du monde, y compris les dispositifs spéciaux qui permettent la surveillance de condition in-situ pour les composants critiques tels que des tubes de valves et de générateur de vapeur, l'ultrason périodique ou des examens de rayon X sur des soudures, et les pleines maquettes physiques qui peuvent être construites pour simuler des composants et leur vieillissement.

Quatre nouveaux réacteurs nucléaires de Westinghouse AP1000 étant construits aux Etats-Unis (unité y compris 3 de Vogtle de la puissance de la Géorgie, décrite), avec encore quatre en Chine, comporteront une conception plus simple qui pourrait faciliter une plus longue durée de vie, dit Pezze.

? Les usines AP1000 ont peu de composants actifs comme des pompes et des valves ? Pezze indique. ? _ un complet numérique commande pièce signifier le usine utilisation dramatique moins câble, qui prêter le usine être facile pour maintenir et permettre câble remplacement, si cela être nécessaire, pour être faire dans un beaucoup moins compliqué manière. ?

Au delà des défis de technologie

Dans la discussion prolongation de permis d'une de 20 deuxième ans, d'autres influences au delà de la technologie héritent le jeu. Non seulement la prolongation de permis doit-elle être techniquement viable, il doit également être économiquement faisable.

? Les conditions physiques de l'usine sont juste un facteur ? dit EPRI ? s Bernhoft. ? Les conditions de marché projetées, par exemple, peuvent être telles que l'investissement continu à l'usine pendant encore 20 années n'est pas économique, même si l'usine peut techniquement continuer de fonctionner. ?

Aux États-Unis, les installations de la production nucléaires en cristal de fleuve (la Floride) et de San Onofre (la Californie) ont récemment clôturé en raison des difficultés techniques qui auraient exigé des investissements de capitaux significatifs de renvoyer les unités à l'opération. En attendant, le Wisconsin ? l'usine de s Kewaunee s'est arrêtée parce que le marché continu de puissance n'a pas livré assez de revenus aux dépenses de fonctionnement d'exploitation de couverture. La centrale nucléaire de Yankee du Vermontn ira en différé vers la fin de 2014 avec ses propriétaires citant le coût en baisse de gaz naturel qui le rendent trop cher de produire l'énergie nucléaire, bien que les facteurs politiques aient également influencé cet arrêt.

En fait, les bas prix du gaz et une surabondance dans la capacité de puissance globale sortant de 2012 ont mené pour abaisser des revenus pour beaucoup de propriétaires de centrale nucléaire des États-Unis. ? Pendant que l'économie s'est améliorée et des prix du gaz ont récupéré un peu, prévoyons-nous que la situation de revenu pour les centrales nucléaires également s'améliorera ? dit Gary McDonald, associé de recherches, puissance nord-américaine, à SON énergie. ? Nous mettons ? t voient que beaucoup plus plantent des retraites au delà de celles qui sont actuellement annoncées dans la décennie suivante. ?

SIEN ? s Wang précise également cela juste parce qu'une usine reçoit encore prolongation de 20 ans ne signifie pas qu'elle sera opérationnelle le temps entier dû aux pressions économiques et techniques. ? On imaginerait la possibilité que si nous avons programme un de 20 deuxième ans, pas toutes les usines sont des candidats à poursuivre, ou elles ne peut pas finir l'obtenir vers le haut ? elle dit.

Transfert de la connaissance

Un autre piège potentiel faisant face à l'industrie est transfert de la connaissance. ? Le défi de maintenir le capital intellectuel devient plus aigu pendant que les usines fonctionnent pour plus longtemps ? dit Pelin. ? Les gens et même les organismes changent au-dessus de cette période de temps. Les programmes de formation et la capture de la connaissance sont essentiels pour maintenir et améliorer l'exécution d'usine à la longue tandis que le partage continué de l'expérience d'opération aide internationalement à éviter et atténuer des événements non planifiés. ?

AREVA aborde cette issue par partnering avec l'université de Lee d'états de William de la technologie, université de la Caroline du Nord à Charlotte dans les domaines de la recherche et développement et aider également à nous assurer « avoir le personnel droit avec les bons ensembles de compétence avec succès pour machiner et actionner ces machines ? Williams dit.

En dépit des soucis entourant le transfert de la connaissance, Schwitters indique que les plus grands outils en relevant les défis de technologie de la prolongation de permis sont les personnes.

? L'industrie nucléaire a une communauté de la recherche active, avec les opérateurs et les ingénieurs bien entraînés qui traitent des problèmes de technologie jour après jour ? Schwitters indique. ? Ils savent l'histoire des matériaux et réalisent l'essai robuste et détaillé des composants critiques. Ils ont un arrangement physique des processus de vieillissement et peuvent prévoir de futurs problèmes. ?

Car l'industrie énergétique nucléaire des États-Unis considère l'opération de centrale nucléaire de jusqu'à 80 ans, les défis multiples de technologie surgiront infrastructure et composants environnants de vieillissement. Étant donné que les propriétaires de centrale nucléaire déjà méticuleusement inspectent et contrôlent leurs opérations, cependant, l'industrie peut déjà être une étape en avant pendant qu'elle regarde pour fixer de futurs approvisionnements en énergie.