Foutindicaties in de reactordrukvaten van Doel 3 en Tihange 2

Transcriptie

1 1. Achtergrond Foutindicaties in de reactordrukvaten van Doel 3 en Tihange 2 Technische informatienota Doel 3 en Tihange 2 zijn twee van de zeven Belgische kernreactoren die door Electrabel, een bedrijf van de GDF-SUEZ Groep, worden uitgebaat. In juni 2012 werden er tijdens een nieuw soort in-service inspectie die voor het eerst in België werd uitgevoerd, verschillende duizenden foutindicaties gedetecteerd in het stalen basismateriaal van het reactordrukvat van Doel 3, die zich voornamelijk in de bovenste en onderste kuipring van het reactorvat voordeden. Uit voorzorg werden er gelijkaardige inspecties uitgevoerd in september 2012 in de Tihange 2-eenheid die een identiek reactorvat heeft qua ontwerp en bouw. Daar werden eveneens foutindicaties aangetroffen, maar in mindere mate. Het reactordrukvat is een essentieel onderdeel in een reactoreenheid en het falen van dit vat is niet gedekt door de veiligheidsstudies. Dientengevolge besliste de exploitant om beide eenheden in een koude stilstand te behouden met de ontladen kern, ten minste tot grondige analyses werden uitgevoerd en overgemaakt aan het Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle (FANC) met het oog op een mogelijke heropstart. Met de steun van interne en externe deskundigen ging de exploitant in de zomer van 2012 van start met een onderzoek naar de precieze aard en oorsprong van deze indicaties en heeft hij zijn eigen analyse opgesteld om te bepalen of de reactoreenheden in kwestie al dan niet opnieuw veilig konden worden opgestart ondanks de gedetecteerde foutindicaties. De bewijsvoering van de exploitant werd opgenomen in twee veiligheidsverslagen die werden geschraagd door een aantal technische documenten en waaruit de exploitant concludeerde dat zowel de reactoreenheid Doel 3 als Tihange 2 in aanmerking kwamen voor een onmiddellijke heropstart. Parallel hiermee stelde de exploitant ook verschillende bijkomende maatregelen voor, bestemd om de veilige werking van de eenheden verder te vergroten en om de toestand van de reactordrukvaten mettertijd verder op te volgen, of om het oorspronkelijk materiaaltestprogramma uit te breiden. Ondertussen had het FANC een hiervoor specifieke organisatie uitgebouwd en verschillende nationale en internationale deskundigengroepen gevraagd om wetenschappelijk en technisch advies in te winnen om zo een onafhankelijk, gefundeerd en evenwichtig oordeel te kunnen vellen over de kwestie. Gedurende het beoordelingsproces haalden de deskundigengroepen een aantal kwesties aan die werden besproken met de exploitant en zijn technische ondersteuning. Uit die discussies werden een aantal open kwesties aangehaald m.b.t. de vervaardiging van de reactordrukvaten, de geschiktheid van de in-service inspectietechniek, de mogelijke evolutie van de fouten tijdens de toekomstige werking, de karakterisering van de materiaaleigenschappen en de structurele integriteit van de reactordrukvaten bij penaliserende belasting. 1

2 2. Bevindingen van het FANC Op basis van de door de exploitant verstrekte gegevens en de conclusies uitgevaardigd door Bel V, AIB-Vinçotte en de nationale en internationale deskundigengroepen m.b.t. de foutindicaties van de reactordrukvaten van Doel 3 en Tihange 2, trekt het FANC de volgende globale conclusies voor elk thema:. Met betrekking tot de fabricage van de reactordrukvaten: Enkel gebaseerd op de fabricagedocumenten kan de aanwezigheid van de foutindicaties van bij de fabricagefase niet worden bevestigd, aangezien de indicaties die in dit stadium detecteerbaar waren, niet werden gemeld in de finale inspectieverslagen met betrekking tot de fabricage van de reactorvaten. Met betrekking tot de in-service inspecties: Er bestaat nog onzekerheid over de geschiktheid van de in-service inspectietechnieken om behoorlijk alle aanwezige fouten in de reactordrukvaten te detecteren en te karakteriseren. Met betrekking tot de metallurgische oorsprong en evolutie van de indicaties: De meest waarschijnlijke oorsprong van de in de reactordrukvaten van Doel 3 en Tihange 2 geïdentificeerde indicaties zijn afwijkingen te wijten aan waterstof-flakes ( hydrogen-flakes ) ontstaan door het fabricageproces. Een significante evolutie mettertijd van de waterstof-flakes door de werking van de reactoreenheden is onwaarschijnlijk. Met betrekking tot de materiaaleigenschappen: Meer experimentele gegevens m.b.t. de eigenschappen inzake treksterkte en taaiheid van het materiaal zijn nodig voor de validatie van de aanpak gevolgd in de structurele integriteitsbeoordeling. Met betrekking tot de structurele integriteit van de reactordrukvaten: De aanpak die door de exploitant werd aangewend om de structurele integriteit van de reactordrukvaten te rechtvaardigen, moet nog worden aangevuld of gevalideerd voor sommige thema s. De probabilistische beoordelingsaanpak verstrekt door de exploitant wordt enkel ter informatie gebruikt. Met betrekking tot het door de exploitant voorgestelde bijkomende maatregelen en acties: De bijkomende door de exploitant voorgestelde operationele maatregelen zijn relevant. In het door de exploitant voorgestelde in-service inspectieprogramma zou bijzondere aandacht moeten worden besteed aan de meest ongunstige foutindicaties. Er blijven nog sommige onzekerheden in de structurele integriteitsbeoordeling en hiervoor is bijkomende experimentele verificatie vereist. Met de huidige kennis van zaken en de op dit ogenblik beschikbare gegevens geven de geïdentificeerde open kwesties geen aanleiding tot een definitieve sluiting van de reactoreenheden van Doel 3 en Tihange 2. Deze open kwesties wijzen evenwel op bepaalde onzekerheden waardoor het conservatisme van de veiligheidsbewijsvoering van de exploitant mogelijks wordt gereduceerd en zo dus afbreuk wordt gedaan aan het niveau van vertrouwen dat wordt gesteld in de veilige werking van de reactoreenheden in kwestie. 2

3 Bijgevolg is het Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle van mening dat in de huidige toestand, de reactoreenheden van Doel 3 en Tihange 2 enkel mogen heropstarten nadat er door de exploitant aan de in de volgende paragraaf 3 opgesomde vereisten werd voldaan. De exploitant dient een actieplan uit te werken om aan deze vereisten tegemoet te komen, met inbegrip van een methodologie en de ermee gepaard gaande aanvaardingscriteria, daar waar ze toepasselijk zijn. Dit actieplan dient door de Belgische nucleaire veiligheidsautoriteit te worden goedgekeurd. Eens de exploitant zijn actieplan heeft uitgevoerd, zal het FANC, samen met Bel V en AIB-Vinçotte, evalueren of alle veiligheidsvragen die aan de oorsprong van de vereisten lagen, opgelost zijn en of de hieraan verbonden beperkingen kunnen opgeheven worden. Op deze basis zal het FANC zijn beslissing over een mogelijke heropstart van de reactoreenheden Doel 3 en Tihange 2 in een finaal evaluatierapport motiveren. Deze positie is enkel van toepassing op de reactoreenheden van Doel 3 en Tihange 2 en wordt niet uitgebreid naar andere kernreactoren elders in de wereld waarop ze tevens betrekking zou kunnen hebben. De evaluatie van hun veiligheid blijft binnen de jurisdictie van de bevoegde nationale autoriteiten. 3. FANC vereisten De suggesties, opmerkingen en conclusies van deze verschillende organisaties en werkgroepen werden geëvalueerd door het Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle. Daar waar nodig en relevant, besliste het FANC om deze input te gebruiken bij de formulering van de specifieke vereisten voor de exploitant. Het FANC vaardigt de volgende vereisten uit voor elk onderwerp: Met betrekking tot de fabricage van de reactordrukvaten: Aangezien alle nu beschikbare documentatie werd onderzocht en hieruit geen bijkomende bevindingen kunnen worden afgeleid, vaardigt het FANC op dit gebied geen verdere vereisten uit. Met betrekking tot de in-service inspecties 1 : Als een voorwaarde voor de heropstart van beide reactoreenheden dienen de kortetermijnvereisten betreffende inspecties vermeld in de beoordeling van AIB-Vinçotte door de exploitant te worden vervuld: De exploitant moet de verkregen EAR-data voor Tihange 2 heranalyseren in een dieptebereik van 0 tot 15 mm in de zones met waterstof-flakes zodat al dan niet kan worden bevestigd of sommige van deze technologische bekledingsdefecten moeten worden beschouwd als waterstof-flakes. De exploitant moet aantonen dat er geen kritieke defecten van het waterstofflaketype te verwachten zijn in de niet-inspecteerbare gebieden. 1 Het FANC wil benadrukken dat de vereisten m.b.t. de verificatie van de niet-destructieve onderzoeksprocedure en de revisie en opvolging van hun kwalificatieprogramma de verantwoordelijkheid is van AIB-Vinçotte, de erkende controleinstelling in België. 3

4 De exploitant moet aantonen dat de toegepaste ultrasone testprocedure met een hoge graad van vertrouwen de detectie mogelijk maakt van de fouten met een hogere hellingshoek in de gegevens van Doel 3/Tihange 2 (inspecties 2012). De exploitant dient het gedetailleerde verslag voor te leggen van alle macrografische onderzoeken, met inbegrip van de staalname met de 45 T reflecties en dient eveneens bijkomende staalnames met 45 T reflectievermogen te analyseren en te rapporteren. De exploitant dient een reeks gedeeltelijk door andere defecten verborgen fouten op te nemen in het macrografische onderzoek om te kunnen bevestigen of de meetmethode verder goed blijft werken. De exploitant dient de hellingshoek van de fouten in het VB-395/1-blok te heranalyseren met dezelfde methode als degene die op de site werd toegepast. Zo snel als mogelijk na de heropstart van beide reactoreenheden: Dient de exploitant een volledig kwalificatieprogramma uit te voeren om de geschiktheid aan te tonen van de in-service-inspectietechniek voor dit geval. De kwalificatie dient voldoende vertrouwen te bieden betreffende de nauwkeurigheid van de resultaten ten aanzien van het aantal en de eigenschappen (locatie, omvang, oriëntering,..) van de foutindicaties. Daar waar nodig zal het proces worden onderbouwd door de gepaste experimentele gegevens, door gebruik te maken van representatieve staalnames. Het volledige kwalificatieprogramma zal uitgevoerd worden vóór de volgende geplande stop voor herlading. Met betrekking tot de metallurgische oorsprong en evolutie van de indicaties: Na een heropstart van beide reactoreenheden: Dient de exploitant follow-up-in-service-inspecties uit te voeren tijdens de volgende geplande stop voor herlading om er zeker van te zijn dat er zich geen evolutie van de foutindicaties heeft voorgedaan tijdens de werking. Met betrekking tot de materiaaleigenschappen: Als voorwaarde voor een heropstart van beide reactoreenheden: Dient de exploitant het materiaaltestprogramma aan te vullen met staalnames met macrosegregaties die waterstof-flakes bevatten. Dit experimentele programma dient het volgende te omvatten: o o Kleinschalige tests op monsters: lokale taaiheidstests aan het uiteinde van de scheur van de waterstof-flake; lokale trekproeven op ligamentmateriaal in de nabijheid van de flakes; Grootschalige (trek)proeven op monsters. De exploitant dient bijkomende metingen uit te voeren van de huidige residuele waterstofinhoud in stalen met waterstof-flakes, zodat het resultaat van het beperkt aantal tests dat tot nog toe werd uitgevoerd, kan worden bevestigd. Zo heeft de exploitant een schatting gemaakt van een bovengrens m.b.t. de hoeveelheid residuele waterstof die nog in de fouten aanwezig kan zijn. De exploitant dient aan te tonen dat de gekozen materiaaleigenschappen nog geldig zijn, zelfs wanneer de bovengrens van de hoeveelheid waterstof nog aanwezig zou zijn in de kritieke fouten. 4

5 Zo snel als mogelijk na de heropstart van beide reactoreenheden: Dient een verder experimenteel programma om de materiaaleigenschappen van bestraalde monsters met waterstof-flakes te bestuderen, door de exploitant te worden uitgewerkt. Dient de exploitant verder experimenteel onderzoek te doen naar de lokale (microschaal) materiaaleigenschappen van monsters met macro-segregaties, ghost-lijnen en waterstof-flakes (bijvoorbeeld lokale chemische samenstelling). Afhankelijk van deze resultaten zal het effect van de samenstelling op de lokale mechanische eigenschappen (i.e. breuktaaiheid) gekwantificeerd worden. Dient de exploitant het effect van de thermische veroudering van de zone met macro-segregatie verder te evalueren. Met betrekking tot de structurele integriteit van de reactordrukvaten: Als voorwaarde voor de heropstart van beide reactoreenheden: Rekening gehouden met de resultaten van de acties die verband houden met de voorgaande vereisten m.b.t. de detectie van de fouten met een hogere hellingshoek tijdens de in-service-inspecties, dient de exploitant de impact te evalueren van de mogelijke niet-melding van scheurtjes met hogere hellingshoek op de resultaten van de structurele integriteitsbeoordeling. Dient de exploitant het lopende materiaaltestprogramma te vervolledigen door grote monsters met waterstof-flakes te testen, met 2 doelstellingen: Doelstelling 1: Trekproeven op monsters met meerdere (schuine) waterstof-flakes, die in het bijzonder moeten aantonen dat het materiaal voldoende ductiliteit en draagvermogen heeft en dat er geen voortijdige brosse breuk is. Doelstelling 2: Een experimentele validatie voor de geschiktheid en het conservatisme van 3D eindige elementen analyse. Met betrekking tot het door de exploitant voorgestelde actieplan: Als een voorwaarde voor de heropstart van beide reactoreenheden: Dient de exploitant, bijkomend bij de door hem voorgestelde acties, en de bijkomende in de voorgaande secties door het FANC gespecificeerde vereisten, een belastingstest uit te voeren van beide reactordrukvaten. Het doel van de test bestaat niet in de validering van de analytische bewijsvoering m.b.t. het reactordrukvat zelf, maar om aan te tonen dat er geen onvoorziene condities aanwezig zijn in de reactordrukvaten. De methodologie en de ermee gepaard gaande tests (akoestische emissie en ultrasone tests...) zullen gedefinieerd worden door de exploitant en ter goedkeuring aan de nucleaire veiligheidsautoriteit worden overgemaakt. De aanvaardingscriteria zullen inhouden dat er zich geen scheurvorming of scheurgroei wordt vastgesteld onder de drukbelasting. 5