今年春天，美国核管理委员会特别检查组(SIT)对拉萨尔核电站进行了检查，以调查阀门故障的原因，并评估所采取的纠正措施的有效性。
位于伊利诺伊州渥太华东南约11英里处的Exelon发电公司拉萨尔县核电站的两个机组是沸水反应堆(BWRs)，于20世纪80年代初开始运行。虽然大多数在美国运行的BWR是采用Mark I密封设计的BWR/4型，但“更新”的LaSalle机组采用了采用Mark II密封设计的BWR/5型。这篇评论的关键区别在于，BWR/4采用蒸汽驱动的高压冷却剂注入(HPCI)系统，在连接到反应堆容器的小管道破裂时向堆芯提供补充冷却水，而BWR/5采用电机驱动的高压堆芯喷射(HPCS)系统来发挥安全作用。
事件
2017年2月11日，在对2号机组高压堆芯喷雾(HPCS)系统进行维护和测试后，工人们试图向系统注水。2号反应堆当时因为换料中断而关闭，停机时间用来检查应急系统，比如HPCS系统。
在反应堆运行期间，HPCS系统通常处于待机状态。该系统的特点是一个电动泵，为反应堆容器提供每分钟7000加仑的设计补料流量。HPCS泵从安全壳内的抑制池抽水。如果连接到反应堆容器的小直径管道破裂，冷却水将会泄漏出来，但反应堆容器内的压力将仍然过高，使低压应急系统(即余热排出和低压堆芯喷雾泵)无法正常工作。水从破裂的管道端倾倒到抑制池中重新使用。电机驱动的HPCS泵可以在电网可用时从场外电网供电，也可以在电网不可用时从现场应急柴油发电机供电。
图1 (来源:核管理委员会)
工作人员无法填充HPCS注入阀(1E22-F004)和反应堆容器之间的管道。他们发现花盘已与茎分离这种由安锚达令公司制造的双闸板闸阀的堵塞堵塞了填充管道的流动路径。HPCS注入阀是一个常闭的电动阀，当HPCS系统被启动时，它会打开，为补充水提供一条到达反应堆容器的通道。电机施加扭矩，旋转螺旋状的阀杆，以提高(打开)或降低(关闭)阀门中的阀瓣。当完全降低时，阀瓣阻断通过阀门的流量。当阀瓣完全抬起时，通过阀门的流体就不会受到阻碍。由于阀瓣在完全降低的位置与阀杆分离，电机可能会旋转阀杆，就像抬起阀瓣一样，但阀瓣不会移动。
图二(点击放大) （来源:核管理委员会)
拆卸阀帽(套管)后，工人们拍摄了分离的双阀瓣的照片(图3)。阀杆的下边缘出现在图片的顶部中心。可以看到两个圆盘和它们所沿的导轨(当连接到阀杆时)。
图三(来源:核管理委员会
工人们用供应商重新设计的部件替换了HPCS注入阀的内部部件，并重新陈述了2号机组。
背景
田纳西流域管理局提交了一份报告10 CFR第21部分到核管理委员会2013年1月布朗斯费里核电站高压冷却剂注入系统的安锚达令双阀瓣闸阀存在缺陷。接下来的一个月，阀门供应商向NRC提交了一份10 CFR第21部分的报告设计问题使用锚定达令双阀瓣闸阀，可能导致阀杆与阀瓣分离。
2013年4月，沸水反应堆所有者小组向其成员发布了一份关于第21部分报告的报告，并建议了监测受影响阀门的可操作性的方法。建议包括诊断测试和监测茎的旋转。2015年，工人们在LaSalle对HPCS注入阀2E22-F004进行了推荐的诊断测试，没有发现任何性能问题。2017年2月8日，工人在阀杆旋转监测指导下，对HPCS注入阀2E22-F004进行了维护和测试。
2016年4月，沸水反应堆所有者组织根据从一家核电站所有者那里收到的信息修订了他们的报告。工人们拆卸了26个可能易受影响的安锚达令双阀瓣闸阀，发现其中24个存在问题。
2017年4月，爱克斯龙公司通知NRCHPCS注入阀失效2E22-F004由于阀杆与阀瓣分离。在两周内，一个由NRC特许的特别检查组(SIT)抵达拉萨尔，调查阀门故障的原因，并评估所采取的纠正措施的有效性。
SIT的发现和观察
SIT审查了Exelon对2号机组HPCS注入阀失效模式的评估。SIT认为，阀门内部的一部分是由于过度用力而破裂的。断裂的部分使阀杆与阀瓣的连接变得更加稳定，直到阀瓣最终与阀杆分离。供应商重新设计了阀门内部以纠正这个问题。
爱克斯龙公司通知了核管理委员会6月2日该公司计划对另外16个与安全相关的、对安全很重要的锚定达令双阀瓣闸阀进行修正，这些阀瓣闸阀可能在LaSalle的两台机组下一次加油中断期间容易受到这种故障机制的影响。
SIT审查了Exelon等待修复这16个阀门的理由。SIT发现，除了1号机组的HCPS注入阀外，理由是合理的。Exelon估算了1号机组和2号机组HPCS注入阀的循环次数。2号机组的阀门是在20世纪80年代早期安装的原始设备，而1号机组的阀门在1987年因其他原因损坏后被更换。Exelon公司认为，2号机组阀门的冲程次数较多，可以解释其故障，并证明有理由等到下次加油中断时再解决1号机组阀门的问题。
引用一些因素，如机组之间未知的运行前测试差异，未知后果的轻微设计差异，不确定的材料强度特性，以及阀杆-楔螺纹磨损的不确定差异，SIT得出结论，“这是一个‘何时’问题，而不是‘是否’1E22-F004阀门在未来失效的问题，如果它还没有失效的话。”换句话说，SIT并不买账延迟看1号机组的阀门。
Exelon于2017年6月22日关闭了LaSalle 1号机组，以更换HPCS注入阀1E22-F004的内部部件。
美国核管理委员会的制裁
的SIT认定违反了标准三、设计控制10 CFR第50部分附录B与Exelon为HPCS喷射阀1E22-F004和2E22-F004的电机开发的扭矩值相关联。Exelon认为阀门的阀杆是薄弱环节，并确定了不会对阀杆施加过大压力的电机扭矩值。但薄弱环节原来是内部的另一个部分。Exelon施加的电机扭矩值对该部件施加了过大的压力，导致其断裂，圆盘从阀杆分离。
NRC根据阻碍HPCS系统执行安全功能的阀门故障，确定该违规为严重级别III违规(在四个级别系统中，I级是最严重的)。
但NRC根据其执行政策行使了执行自由裁量权，并没有发布违规行为。NRC认定阀门设计缺陷太过细微，以致于Exelon在2号机组阀门失效前未能合理预见并加以纠正。
UCS的角度来看
Exelon在这次比赛中表现不错。NRC的SIT文件显示，爱克斯龙公司知道2013年田纳西流域管理局和阀门供应商发布的第21部分报告。他们无法利用这种意识来识别和纠正2号机组HPCS注入阀的问题，这真的不是对他们性能的不良反映。毕竟，他们执行了沸水反应堆所有者小组为第21部分的两份报告所建议的措施。缺点在于指导，而不是Exelon的应用。
Exelon公司处理此事的唯一缺陷是，在检查其HPCS注入阀是否损坏或破裂之前，它没有充分的理由运行1号机组，直到下一次计划的加油停机。但NRC的SIT帮助Exelon决定加快这一计划，结果是1号机组于2017年6月关闭，以更换易受影响的1号机组阀门。
NRC在这次事件中看起来很不错。NRC不仅在LaSalle 1号机组的问题上引导Exelon到一个更安全的地方，而且还敦促整个行业尽快解决这个问题。核管理委员会发布了信息通告2017-032017年6月15日向工厂业主通报，关于安锚达令双盘闸阀设计缺陷及在指导监测阀门性能方面的局限性。NRC与行业和阀门供应商代表就该问题及其解决方案举行了一系列公开会议。从这些相互作用的结果是一个解决计划列举了一系列目标截止日期不迟于2017年12月31日的步骤，以及a调查锚达令双阀瓣闸阀在美国核电站的使用情况。调查显示，美国核电站中使用了约700个锚定达林双闸阀(AD ddgv)，但只有9个阀门具有高/中等风险，多燃料阀门的特征。(许多阀门是单冲程的，因为它们的安全功能是开启时关闭，或关闭时打开。多冲程阀门在实现其安全功能时，可称为开启或关闭，有时可多次开启或关闭。)
图四(来源:核能研究所)
核电行业仍有时间从胜利的虎口夺下败局，但NRC似乎已准备好看到这个问题得到及时有效的结果。