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Aug 09, 2023

Hervorragende Planung und Fokus auf Sicherheit führten zu einem erfolgreichen Projekt zum Austausch des Speisewassererhitzers

Ausfälle von Kernkraftwerken sind mit intensiver Arbeit und engen Zeitplänen verbunden. A

Ausfälle von Kernkraftwerken sind mit intensiver Arbeit und engen Zeitplänen verbunden. Ein Projekt zum Austausch von Speisewassererhitzern in der Oconee-Station von Duke Energy in South Carolina zeigt, wie Teamarbeit gepaart mit hervorragender Planung und einem Fokus auf Sicherheit zum Erfolg führen kann.

Speisewassererhitzer (FWHs) sind ein integraler Bestandteil des thermodynamischen Kreislaufs eines Kernkraftwerks. Abhängig von der Konstruktion einer Anlage können Niederdruck-FWHs zwischen dem Kondensator und dem Entgaser der Einheit installiert sein, während Hochdruck-FWHs häufig zwischen dem Entgaser und den Dampferzeugern installiert sind. Die Anzahl der installierten FWHs ist darauf ausgelegt, die thermische Effizienz zu optimieren. Jedes FWH nutzt typischerweise Dampf von einer Entnahmestelle, die sich auf verschiedenen Stufen der Dampfturbinen der Anlage befindet.

1. Der neue Speisewassererhitzer (FWH) wird hier vor dem Ausfall auf dem Turbinendeck bereitgestellt. Der nächste Schritt bestand darin, die Transportkappen über den Düsenanschlüssen zu entfernen und eine Isolierung anzubringen. Mit freundlicher Genehmigung: ARC Energy Services Inc.

Im Laufe der Zeit können die Rohre in FWHs erodieren, sodass es nicht ungewöhnlich ist, dass die Komponenten schließlich repariert oder ausgetauscht werden müssen, um einen langfristig effizienten Anlagenbetrieb zu gewährleisten. Im Mai 2022 ersetzte das Kernkraftwerk Oconee zwei vertikale 60-Tonnen-FWHs in Block 3 (Abbildung 1). ARC Energy Services Inc., Sarens Nuclear & Industrial Services Inc., 3SPACE Inc. und Structural Integrity Associates Inc. haben sich zusammengetan, um den Auftrag in nur 12 Tagen und einer Stunde abzuschließen. Das Projekt erforderte 700 Schweißnähte und insgesamt mehr als 42.400 Arbeitsstunden, einschließlich Planung, Vorab- und Stillstandsaktivitäten, die alle sicher abgeschlossen wurden.

3SPACE führte ein Laserscanning durch und erstellte eine Punktwolke, um alle Störungen zu erfassen, die beseitigt werden mussten, bevor die Speisewassererhitzer ausgetauscht werden konnten. Anschließend erstellte ARC eine 3D-Modellanimation, um den Prozess während der Planung zu visualisieren. ARC hat außerdem ein von Hydraulikpumpen gesteuertes Gleitschienensystem entwickelt, das in den Krangängen der Heizungsbucht installiert wurde, um die benötigte Takelageausrüstung für den FWH-Austausch zu mobilisieren, darunter:

2. Hier wird das alte FWH mit der provisorischen Hebevorrichtung entfernt. Mit freundlicher Genehmigung: ARC

Die alten FWHs wurden mit dem TLD (Abbildung 2) entfernt und auf den Rock-Over-Heckwagen und den Zapfenwagen abgesenkt, während die Kontrolle über das hydraulische Gleitschienensystem aufrechterhalten wurde. Die neuen FWHs wurden mit der gleichen Ausrüstung auf den Kopf gestellt und an ihrem Standort aufgestellt, sodass 3SPACE die Messtechnik zur Ausrichtung der 24-Zoll-Einlass- und Auslassdüsen durchführen konnte (Abbildung 3).

3. Das neue FWH ist hier am Sockel ausgerichtet dargestellt. Mit freundlicher Genehmigung: ARC

Nachdem die gesamte Ausrichtung abgeschlossen war, installierte das Team alle Rohrleitungen und Interferenzen gemäß den neuen Konstruktionszeichnungen. Structural Integrity führte Phased-Array-Ultraschallprüfungen (PAUT) an allen 24-Zoll-Düsenschweißnähten vor und nach der Wärmebehandlung nach dem Schweißen durch, ohne dass es zu Ausschuss kam.

Eine der größten Herausforderungen bestand darin, die Sicherheit und Gesundheit des Teams zu gewährleisten. In mehreren Arbeitsgruppen mussten Personen aufgrund von COVID-19 ausfallen. Das Team minimierte dieses potenzielle Problem, indem es gute Hygiene praktiziert und die geltenden COVID-Protokolle befolgt.

4. Der neue FWH wird hier beim Absenken gezeigt, wobei der Knickarmkran im Vordergrund abgebildet ist. Mit freundlicher Genehmigung: ARC

Eine weitere Herausforderung war der Kraneinsatz, da in Block 3 zwei große Projekte im Gange waren, was die Kranverfügbarkeit einschränkte. Konflikte wurden durch effektive Kommunikation und Terminplanung mit den Arbeitsgruppen von Duke Energy vermieden. ARC bot in einigen Situationen auch eine alternative Möglichkeit zur Verwendung des Knickarmkrans (Abbildung 4).

Das Projektteam nutzte speziell entwickelte Ausrüstung, um die beiden 60-Tonnen-FWHs innerhalb des begrenzten verfügbaren Platzes und der begrenzten Zeit zu entfernen und zu ersetzen. Die Arbeiten wurden sicher und ohne Verletzungen oder Erste-Hilfe-Zwischenfälle durchgeführt, obwohl COVID-19 eine weit verbreitete Bedrohung darstellte. Der Erfolg des Projekts zeigt der Branche, dass mit richtiger Planung und gezielter Ausführung Aufgaben effektiv und effizient erledigt werden können. Das FWH-Projekt wurde unter Budget und früher als geplant abgeschlossen, ohne dass es in 42.400 Arbeitsstunden zu Verletzungen kam.

Als Auftragnehmer für Duke Energy arbeitet ARC eng zusammen, um die Sicherheitskultur und -protokolle des Kunden widerzuspiegeln. Das Unternehmen ist davon überzeugt, dass alle Verletzungen vermieden werden können und fördert ein sicherheitsbewusstes Umfeld am Arbeitsplatz und außerhalb der Arbeitszeit. ARC gibt an, dass Sicherheit rund um die Uhr gewährleistet ist, und beweist dies auch bei allen Kontakten mit Kunden und Mitarbeitern.

Das bei Oconee – und bei allen Projekten des Unternehmens – eingesetzte ARC-Sicherheitsprogramm soll Mitarbeiter und Subunternehmer zu einem sicheren und gesunden Arbeitsumfeld schulen und anleiten. Zusätzlich zu einer umfassenden Umwelt-, Gesundheits- und Sicherheitsrichtlinie (EH&S) und Verfahren sowie der erforderlichen Schulung zur Einhaltung aller geltenden Sicherheits- und Gesundheitsstandards nehmen die Mitarbeiter an einer wöchentlichen Sicherheitsschulung teil, in der die neuesten besten Sicherheitspraktiken in der Energiebranche behandelt werden .

Schulungen und Risikobewertungen umfassen behördliche Standards und anwendbare verhaltensbasierte Sicherheitsentwicklungen. Das Engagement des Managements für Sicherheit ist die Grundlage des ARC-Programms. Manager gehen mit gutem Beispiel voran und leiten die Besatzungen an, ein Höchstmaß an Sicherheitsbewusstsein zu entwickeln. Zu Beginn jeder Schicht führen die Teams eine Gefahrenanalyse am Arbeitsplatz durch, um die zugewiesenen Aufgaben und die damit verbundenen Risiken zu ermitteln und zu ermitteln, wie diese Risiken gemindert und die Arbeit ohne Zwischenfälle ausgeführt werden können.

Mithilfe des robusten Qualitätsmanagementprogramms (QMP) von ARC legen Manager Monate vor Projektbeginn solide Erwartungen und Pläne fest. Die Anforderungen an die Projektqualität – von der Implementierung bis zur endgültigen Auslagerung der FWHs – wurden genau festgelegt und eingehalten.

Zum Qualitätsteam des Projekts gehörten vier Inspektoren für zerstörungsfreie Tests (NDT) und Qualitätskontrolle (QCIs), die jedes Detail des verwendeten Codes, der Pläne und Verfahren überwachten. Structural Integrity stellte hochqualifizierte PAUT-Spezialisten zur Verfügung, die fehlerfrei und präzise arbeiteten.

5. Hier sind Arbeiter zu sehen, die eine der 24-Zoll-Rohrverbindungen an das FWH schweißen. Mit freundlicher Genehmigung: ARC

Qualität ging über das Schweißen hinaus. Es umfasste die Entwicklung von Qualitätsplänen, Dokumentenkontrollen, Füllmaterialkontrollen, die Professionalität jedes Teammitglieds und seine Bereitschaft, die Dinge gleich beim ersten Mal richtig zu machen, Schulung und die Befolgung jedes Elements des QMP. Das Team schloss das Projekt erfolgreich ab und fertigte fast 700 Schweißnähte an, von denen jede überprüft, dokumentiert und nachverfolgt wurde (Abbildung 5).

Genau wie Sicherheit erfordert Qualität eine Teamleistung. Ohne das großartige Team, das ARC gebildet hat, hätte die Qualität gelitten. Jedes Teammitglied trug auf folgende Weise zur erhöhten Qualität dieses Projekts bei:

—Roddy Phillips ist Präsident und CEO von ARC Energy Services Inc.

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