保护生产运行

每个组织的生产功能都面临着对持续运营的威胁和挑战。一个创新计划的成功实施可以成为一个重要的凝聚点,也是员工自豪感的主要来源。这对纽约的一家核电站来说尤其如此。

核电站运行的最重要的绩效目标是安全。所有的工作都必须在保护公众和员工的前提下进行。在安全的前提下,生产目标是使反应堆以100%的功率运行一个燃料循环(18-24个月),关闭以更换燃料和进行预定的维护,并尽快将其恢复到全功率,进行下一次运行。因为核电站是一个复杂的机器,要运行一个完整的燃料循环而不需要停机解决问题是一个挑战。顺便说一下,关闭也有其自身的挑战。

九里角核电站位于安大略湖的东侧。该厂有两个反应堆,有超过1100名员工。1号机组于1969年投入商业运行,2号机组于1988年开始商业运行。只有一次机组实现了长期运行,当它被关闭时,由于程序问题和磨损,花了两年多时间才重新上线。大约四年前,尼亚加拉莫霍克公司将该厂卖给了Constellation能源公司。

史蒂夫-戴维斯是分析性故障排除®和问题解决与决策的项目负责人。1990年,他被认证为在马里兰州Constellation的Calvert Cliffs核电站授课。多年来,史蒂夫担任了全职的首席故障排除员的角色。在Nine Mile Point核电站被Constellation收购后,他被调到该核电站,并为绩效改进工作做出了贡献。

今年春末,已经运行了近400天的2号机组的操作人员发现初级再循环流量控制阀中存在液压动力油泄漏。该阀门对反应堆的性能至关重要,并且处于高放射性区域。随着泄漏率的增加,问题分析表明,该阀门存在填料泄漏,并可能存在密封失效。工厂的许多区域在运行期间放射性太强,无法访问,因此故障排除必须依靠仪器的读数。填料泄漏似乎是一个可能的原因,因为从控制室进行的阀门定位操作导致了泄漏率的变化。

工厂管理层面临着一个艰难的决定。他们可以关闭工厂并解决这些问题,或者在夏季运营,并在问题恶化时冒着被迫停产的风险。除了对设备进行严格的冷却和再加热之外,停产还会导致服务中断。2001年,2号机组有七次被迫停运。现在,它正经历着有史以来最好的生产运行。我们安排了一个决策分析,以探索维修方案。

在核电行业,进行维修的机会是在全功率、降低功率或完全关闭期间。对该设备进行全功率维修是不可能的,因为反应堆附近的辐射水平太高,人类无法接触。关机期间的维修是拟议工作的行业规范,因为辐射暴露水平和高环境温度是可控的。任何可能的在线维修方案都必须在相当低的功率水平下进行,以尽量减少辐射暴露水平。通常不会尝试在非常低的功率水平下长时间运行大型主涡轮机,因为有可能对涡轮机造成损害。延长停机功率带来的一个困难是将主涡轮机的振动控制在可接受的范围内。九里厂的操作人员最近在1号机组设备的类似应用方面有经验,并认为他们可以安全地管理2号机组的振动。管理层同意探索降低功率的在线维修方案。

任何核电站的决策分析都离不开对风险的管理。工厂管理层要求员工制定一个计划,在周末关闭机组,安全地执行必要的维修,并在周一早上恢复机组的全功率。一个由运营、维护、工作计划、工程、辐射防护和工业安全人员组成的工厂团队开始制定计划。

计划中涉及的挑战包括。

  • 修复-两个关键的流量控制阀的填料泄漏。
  • 修复一个流量控制阀上的阀门执行器液压泄漏。
  • 用液压泄漏修复流量控制阀上的位置指示故障。
  • 清理泄漏的液压油。
  • 在高温和高辐射环境下安全工作,以及
  • 在维修期间,保持主涡轮机在极低的功率水平下在线。

该项目计划结合了故障点的故障排除,以确认真正的原因和修复计划,以解决团队可能面临的一系列结果。在这个逻辑流程图中,有一个潜在问题分析,以分析每个步骤的风险。团队成员审查了工作计划的每项活动,并试图确定他们可能遇到的每一种情况。他们还确定了完成工作所需的所有人员、工具和资源。

最初的建议是计划在25%功率下进行一小时的工作窗口,以确认问题的原因,然后再进行第二次降功率来执行维修。但项目组成员认为,这将使维修小组暴露在相当高的辐射水平下,并没有提供足够的时间来调整任何意外情况。项目组推荐了一个替代方案,将机组的功率降至15%以下,并在一个6小时的工作窗口内执行所有的维修。这将降低对人员安全的风险,但这意味着团队必须准备好所有的答案。管理团队同意该建议。

该团队在一个电力需求较低的星期六执行了该计划。许多工厂人员密切注视着视频监视器,如果工厂接近任何操作极限,就会显示出来。

维修小组穿上了防污染服,收集了他们的工具和替换材料,并进入容纳反应堆的安全壳建筑。工作按计划进行。对流量控制阀的填料进行了调整,以阻止阀杆周围的泄漏。修复了阀门的位置指示,并安装了一个特别设计的密封圈以解决液压泄漏问题。虽然泄漏没有完全停止,但通过检查数值和确认原因,操作人员确信他们可以有效地管理泄漏率。

修复工作是成功的。Nine Mile Point团队完成了安全工作的目标,将公众和员工的风险降到最低,在没有全面停工的情况下进行了维修。这次演习展示了行业在开发新的故障排除方法方面的领先地位,该方法在使用过程和风险管理方面是有效的。通过考虑他们可能遇到的所有情况,并在每个步骤中应用潜在问题分析,维修团队已经准备好在工作的时间限制内做出安全反应。由于进行了大量的规划,修理小组的辐射暴露比预期的要少。

保持工厂在低功率下运行以维持涡轮机的旋转是至关重要的。涡轮机的主轴又长又重。在非正常运行时,轴会出现摩擦和其他缺陷,因此计划必须有效地考虑到保护涡轮机免受振动。通过保持涡轮机运行,该团队还在这次演化中为客户提供了16兆瓦的电力。

不太容易量化的结果是安全地保持工厂在线并保持生产运行的自豪感和成就感。员工的信心增强了,有效的批判性思维的价值得到了进一步的巩固。

在撰写本报告时,该工厂仍在在线。

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