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Alterungsmanagement bei technischen Einrichtungen in Anlagen der E.ON Kernkraft GmbH

Die Veröffentlichung erläutert das praktizierte Alterungsmanagement bei technischen Einrichtungen in den Anlagen der E.ON Kernkraft GmbH und verdeutlicht es anhand von spezifischen Maßnahmen. Zunächst wird auf den historischen Hintergrund und die Motivation zur Einführung eines Alterungsmanagements zur Begrenzung und Beherrschung von lebensdauerbeeinflussenden Faktoren in kerntechnischen Anlagen eingegangen.
Anschließend erfolgt eine Abgrenzung des Alterungsmanagements für sicherheitstechnisch wichtige technische Einrichtungen zum Lebensdauermanagement für verfügbarkeitsrelevante technische Einrichtungen. In diesem Kontext wird der Betrachtungsumfang des kontinuierlichen Alterungsmanagements im Hinblick auf die physikalische Alterung definiert.
Entsprechend den abgestuften Anforderungen an die Qualität der technischen Einrichtungen erfolgt eine Eingruppierung. Auf Basis der abzusichernden Qualität werden den unterschiedlichen Komponentengruppen entsprechende betriebliche Maßnahmen zugeordnet und erläutert. Diese kontinuierlichen Maßnahmen reichen von der ausfallorientierten Instandhaltung über die vorbeugende Instandhaltung bis hin zum Integritätskonzept für technische Einrichtungen. Hinsichtlich der Dokumentation der Ergebnisse und der Bewertung der Wirksamkeit der getroffenen Maßnahmen wird die Integration des Prozesses beschrieben, wobei auf die kontinuierliche Optimierung nach den PDCA- Grundsätzen eingegangen wird.
Mit der expliziten Einführung des Prozesses Alterungsmanagement wird eine Plattform geschaffen, die eine Dokumentation der vielfältigen und umfassenden Maßnahmen zur Beherrschung der Alterungsphänomene von technischen Einrichtungen ermöglicht.

Primärausfälle müssen an jeder Stelle durch erfolgreiche gestaffelte Schutzmaßnahmen im Entstehen ausgeschaltet werden. Bei Westinghouse wird dieser gestaffelte Ansatz wirksam zur Behandlung aller potenziellen primären Schadensmechanismen angewandt. Verbesserungen in der Brennstoffauslegung, bei den Werkstoffen und in der Herstellung zusammen mit einer besseren Überwachung der Wasserchemie und des Reaktorbetriebs haben die Häufigkeit der meisten Schadensmechanismen drastisch gesenkt. Reibungskorrosion auf Grund von Trümmerstücken ist der einzige nachgewiesene Schadensmechanismus bei modernen SWR-Brennstoffen von Westinghouse, d.h. 10x10-Brennstoff mit LK3-Hülle und Liner. Sehr wichtig sind ein gut funktionierender Ausschluss von Fremdmaterial (FME) und geeignete Reinhaltungsmaßnahmen bei der Fertigung ebenso wie am Einsatzort, damit die Trümmermengen gering bleiben. Es sind auch verschiedene Ausführungen von Trümmerfiltern entwickelt worden, die verhindern, dass Trümmer in die Brennelemente eindringen. Ein Ziel bei der Entwicklung des Abstandshalters für SVEA-96 Optima3 bestand darin, das Risiko gering zu halten, dass Trümmer erfasst werden, die den modernen Westinghouse-Trümmerfilter passieren können. Das Brennelement soll dadurch voll geschützt werden, dass alle die Trümmerfilter passierenden Trümmer zu klein sind, als dass sie in den Abstandshaltern festgehalten werden könnten. Das wird mit dem geänderten Trümmerfilter TripleWave+ erreicht.
Ein wirksames Vorgehen gegen Brenn- stoffschäden einschließlich der Möglichkeit, den Betrieb auch mit schadhaftem Brenn- stoff im Kern fortzusetzen, stellt die letzte Stufe in der Westinghouse-Strategie der gestuften Schutzmaßnahmen dar. Bei einem Primärschaden in einem SWR muss das undichte Brennelement lokalisiert werden, damit es vor Leistungssteigerungen entweder durch a) Unterdrückung oder b) Einfrieren der Regelstabbewegungen in seiner Nähe geschützt wird. Durch das übliche Schief- lastfahren bei niedriger Leistung kann der ausgefallene Brennstab beschädigt werden. Eine weniger nachteilige Fahrweise bei Schieflast für höhere Leistung ist entwickelt worden. Sie schont den Brennstoff und weist dabei Schäden mit hoher Treffsicherheit und geringem Leistungsverlust nach.


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