Die Abschaltung erfolgte ohne Vorwarnung. Das erste Anzeichen eines Problems war, als die Anlage aufgrund eines Trip-Signals der Hauptturbine herunterfuhr. Der unerklärte Trip stellte eine große Herausforderung dar, da es etwa 20 verschiedene Logiksignale gibt, die diesen Trip auslösen können, einige davon in Kombination mit anderen.
Steve Bono, der Supervisor für Plant Support Services, und ich hatten eine Woche vor dem Trip unsere Ausbildung zum Kepner-Tregoe Program Leader im Rahmen eines Programms des Problem Solving & Decision Making (PSDM) Learning Development Institute abgeschlossen. Nach unserer Rückkehr ins Werk hielten wir vor dem Management eine Präsentation über den Einsatz des Prozesses. Am nächsten Tag, als die Turbine auslöste, wurden wir gebeten, bei der Ermittlung der Ursache zu helfen.
Fitzpatrick ist ein Siedewasserreaktor mit 850 Megawatt. Obwohl er die Kapazität hat, über 750.000 Haushalte zu versorgen, bedient er hauptsächlich Geschäfts- und Regierungskunden und ist dafür ausgelegt, dauerhaft mit 100 % Leistung zu laufen. Die Auswirkungen einer Abschaltung c
an können sich auf 500.000 $ pro Tag an entgangenen Einnahmen und Kosten für Ersatzstrom belaufen – daher gibt es einen starken finanziellen Anreiz, die Ursache zu ermitteln und die Anlage schnell und sicher wieder in Betrieb zu nehmen.
Energie aus dem Atom zu gewinnen klingt wahrscheinlich kompliziert – und das ist es auch. Die Anlage hat über 65.000 Komponenten. Der Uranbrennstoff ist jedoch letztlich nur eine weitere Methode, Dampf zu erzeugen, um eine große Turbine und einen Generator anzutreiben. Die Turbine dreht sich durch den Dampfstrom, ähnlich wie ein Windrad eines Kindes im Wind. In diesem Fall ist das „Windrad“ eine lange Reihe von Schaufeln, die an einer Welle befestigt sind, die fast so lang ist wie ein Footballfeld.
Fitzpatrick arbeitet unter einer Lizenz der Nuclear Regulatory Commission (NRC). Unter dieser Aufsicht müssen größere Probleme an Anlagenkomponenten ursachenbezogen gelöst werden, bevor der Reaktor wieder angefahren werden darf. In solchen Fällen wird ein Team gebildet, das unter großem Zeitdruck arbeitet, um die Anlage wieder in Betrieb zu nehmen. Trotz erfahrenem Personal wird bei Unsicherheit über die Ursache eines Ereignisses normalerweise auch geraten. Zeit und Geld können durch unnötige Maßnahmen verschwendet werden.
Ein Team aufstellen und loslegen
Die Ursachensuche begann mit der Zusammenstellung eines Teams aus Maschinenbau-, Elektro- und Turbineningenieuren, einem Supervisor für Mess- und Regeltechnik sowie einem leitenden Ingenieur für die Turbinensysteme. Anfangs war das Team frustriert. Es war nicht im Rational Process geschult und stellte infrage, warum ich wissen wollte, was das Problem NICHT IST. Ich nutzte die Vier-Marker-Illustration für IST/IST NICHT, die Tom Doyle uns in unserem LDI-Kurs gezeigt hatte. Das half, das Team zu fokussieren.
In den nächsten vier Stunden durchliefen wir drei Durchgänge der Problemanalyse und verfeinerten die Problemformulierung, um einzugrenzen, welcher Teil der Trip-Logik am wahrscheinlichsten war. Mehrmals kamen Mitglieder unseres Werksmanagements vorbei, um zu sehen, wie weit wir waren und wann wir fertig sein würden. Ich erklärte, wo wir im Prozess standen und welche Inputs wir benötigten, um die Ursache zu bestimmen. Typischerweise erzeugen solche Besuche in Teams, die unter Druck Probleme lösen sollen, Unruhe. Unsere Führungskräfte verstanden jedoch unseren Bedarf an hochwertigen Daten. Auch wenn wir die Ursache schnell wissen wollten, waren wir uns alle einig, am Prozess festzuhalten.
Ursache identifizieren
Die Problemspezifikation deutete auf die Turbinenschutzlogik hin und wies auf ein gleichzeitiges Schließen aller Turbinen-Absperrventile und Regelventile (insgesamt acht Ventile) hin. Die Turbinen-Absperrventile bestehen aus vier Ventilen mit 24 Zoll Durchmesser und sind dafür ausgelegt, zu verhindern, dass die Hauptturbine in einen Überdrehzahlzustand gerät und sich selbst zerstört. Die Turbinen-Regelventile sind ähnlich groß und dienen dazu, den Dampfstrom gleichmäßig zu den Hochdruck- und Niederdruckstufen der Hauptturbine zu regeln.
Die Experten des Herstellers für die Hauptturbine und mehrere Personen in unserem Werk hielten ein gleichzeitiges Schließen für höchst unwahrscheinlich. Einige meinten, die Ursache liege in der Installation einer Reihe neuer Kollektorbürsten am Hauptgenerator, die etwa 20 Minuten vor dem Trip abgeschlossen worden war. Andere machten einen Blitzeinschlag verantwortlich, der 12 Stunden zuvor stattgefunden hatte. Die Spezifikation schien diese „Lieblingsursachen“ jedoch auszuschließen. Zusätzlich wurde die Problemspezifikation durch die Turbinendrehzahl erschwert, die zunächst angestiegen war – ein Hinweis darauf, dass die Ventile noch offen waren.
Das Team hielt an der Problemspezifikation fest. Wir drängten darauf, jedes Kabel in der angegebenen Ventillogik zu prüfen.
Aufgrund der anfänglichen Zurückhaltung, die identifizierte Ursache in der Ventilschutzlogik zu akzeptieren, wurden zunächst andere Inspektionen durchgeführt. Am Samstag wurden die Kabel geprüft. Es wurde ein Kurzschluss in dem Kabel gefunden, das das Signal für die Ventilpositionsschalter führt. Dadurch wurde angezeigt, dass die Ventile geschlossen hätten, obwohl sie offen blieben. Das Ergebnis: ein fehlerhaftes Trip-Signal an die Turbine.
Anstelle des kurzgeschlossenen Kabels wurde ein Ersatzkabel angeschlossen. Während unseres nächsten planmäßigen Brennstoffwechselstillstands wird eine detailliertere Bewertung des kurzgeschlossenen Kabels durchgeführt, um die Ursache des Kabelkurzschlusses weiter zu ermitteln.
Ursachen für weitere Probleme ermitteln
In der Zwischenzeit hatten Steve und ich weitere Arbeit. Wir nutzten PA, um die Ursache zusätzlicher Probleme zu bestimmen, die während des Trips aufgetreten waren. Dazu gehörten eine Verschlechterung des Vakuums im Hauptkondensator und weitere Anlagenprobleme. Ich arbeitete in der Tagschicht und Steve in der Nachtschicht. Jeder von uns brachte die Problemspezifikation so weit voran, wie es ging, bis wir mehr Daten benötigten. Sobald neue Daten vorlagen, setzte derjenige, der gerade arbeitete, die Analyse fort. Beim Schichtwechsel übergaben Steve und ich uns die PA. Üblicherweise ist die Schichtübergabe schwierig, weil Informationen zu einem Zeitpunkt klar und schnell kommuniziert werden müssen, wenn die Menschen müde sind. Durch den Einsatz von KT-Formularen zum Datenaustausch zwischen den Schichten verlief die Übergabe schneller als üblich, und wir waren sicherer, dass relevante Informationen effektiv kommuniziert worden waren.
Schließlich wurde als Ursache der Verschlechterung des Kondensatorvakuums ein Ventil bestätigt, das nicht in der angenommenen Position stand. Obwohl dies eine unpopuläre Ursache war und einige Personen den Ergebnissen der PA deutlich widersprachen, wurde sie als tatsächliche Ursache verifiziert und beim Wiederanfahren der Anlage korrigiert.
Die Vorteile des Prozesses werden sichtbar
Die tatsächlichen Kosten der Abschaltung sind nicht leicht zu quantifizieren, weil die Stillstandszeit für andere Arbeiten genutzt wird; die Vorteile der Prozessanwendung für unsere Organisation waren jedoch sofort spürbar. Der KT Rational Process trug dazu bei, das Vertrauen der NRC in unsere Fähigkeit zu stärken, die tatsächliche Ursache identifizierter Probleme zu ermitteln, und half dem Werksmanagement und den NRC-Mitarbeitenden, effektiver zusammenzuarbeiten.
Der Prozess unterstützt weiterhin die Bemühungen, die Teamarbeit zu verbessern und Abteilungs-„Silos“ abzubauen, und vermittelt allen Beteiligten ein echtes Erfolgserlebnis. Nach der Abschaltung erkannten die Mitarbeitenden die Vorteile einer breiten Vertretung in Teams, die komplexe Themen lösen. Das Interesse an unseren Workshops wächst. Es ist zunehmend üblich, dass Personen aus mehreren Bereichen zusammenarbeiten, um Probleme zu lösen und Entscheidungen zu treffen.
Ein Erfolg mit hoher Sichtbarkeit schafft breite Unterstützung
Ein Ingenieur meldete sich am Ende einer Sitzung zu Wort und sagte: „Ich war jemand, der keine Zeit für euch hatte. Ich möchte euch wissen lassen, dass ihr jederzeit auf mich zählen könnt.“ Dieser Ingenieur ist ein wichtiger Verbündeter. Er hat in Fitzpatrick enormen Einfluss auf andere im Werk.
Personen, die zuvor beklagt hatten, dass es zu lange dauere, zur Ursache zu kommen, dankten mir nun dafür, dass ich am Prozess festgehalten hatte, und haben an der KT-Schulung zu Problem Solving and Decision Making teilgenommen. Mehrere Führungskräfte haben beantragt, mehr Mitarbeitende in PSDM schulen zu lassen. Führungskräfte aus Design, Operations und Maintenance nutzen den Prozess, um langjährige Anlagenprobleme und andere Herausforderungen anzugehen. Der leitende Operations-Manager hat inzwischen an der KT-PSDM-Schulung teilgenommen.
Das Vertrauen des Werksmanagements in den Prozess ist hoch. Über 125 Mitglieder des Managementteams von Fitzpatrick haben an einem KT-Workshop zur Verbesserung ihrer Fähigkeiten teilgenommen. Führungskräfte veranstalten vor Schulungen „KT Kickoffs“ und danach „KT Luncheons“, um zu identifizieren, was gut läuft und was verbessert werden muss. Ein zentraler Verbesserungsaspekt, den Workshop-Teilnehmende identifiziert haben, ist, den KT Rational Process in die Werksverfahren zu integrieren. Der Design-Change-Prozess mit einem Jahresbudget von 11 Millionen $ wird derzeit auf Basis der Kepner-Tregoe-Prozesse weiterentwickelt. Weitere Prozesse, für die Verbesserungen identifiziert wurden, sind Work Control und Corrective Action.
Die Unterstützung wächst weiter. Steve und ich werden regelmäßig gebeten, den Prozess zu moderieren, was zu einigen kreativen Planungsakrobatiken führt. In einer kürzlichen Woche half ich bei einer PA (die sich als Decision Analysis herausstellte), um Mängel an unseren Steckverbindern der nuklearen Instrumentierung zu beheben, sowie bei einer weiteren PA, um die Ursache einer hohen Ausfallrate eines Dampfleitungsventils zu identifizieren. Gleichzeitig unterstützte Steve bei einer DA, um zu entscheiden, wie sich die Statuskontrolle der Anlagenkomponenten im Werk am besten verbessern lässt, sowie bei einer PA, um die Ursache von Leckagen an einem großen Ventil in einem Notkühlsystem der Anlage zu ermitteln.
Unsere Herausforderung besteht darin, die Dynamik aufrechtzuerhalten. Ich glaube nicht, dass Dinge durch Schicksal und Zufall passieren. Ich glaube, dass Dinge aus einem Grund passieren. Unser KT-Engagement begann, als Branchenaufsichtsbehörden uns sagten, wir bräuchten bessere Problemlösungskompetenzen – für uns keine Überraschung. Einer unserer Manager, Dave Wallace, schaute sich in der Branche um und hörte Gutes über KT. Obwohl er die Schulung nicht selbst absolviert hatte, erhielt er die Genehmigung, Steve und mich zertifizieren zu lassen.
Der Turbinen-Trip, nur eine Woche nach unserer Schulung, gab uns eine unmittelbare und sehr sichtbare „Gelegenheit“, die Stärke des Prozesses zu demonstrieren. Das war viel Druck, aber es bewies die Qualität des LDI und brachte uns auf den Weg zum Erfolg. Jetzt freuen wir uns darauf, den vollen Wert des Prozesses auszuschöpfen.
About Kepner-Tregoe:
Founded in 1958, and based on ground-breaking research regarding how people think, solve problems, and make decisions, Kepner-Tregoe provides a unique combination of training and consulting services to improve quality and effectiveness while reducing overall costs. The KT methodology is used at every level of client organizations: to implement strategy, achieve continuous improvement, increase customer satisfaction, and drive effective issue resolution throughout the organization.