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Préserver le cycle de production

La fonction de production de chaque organisation est confrontée à des menaces et à des défis pour les opérations en cours. La mise en œuvre réussie d'un plan innovant peut constituer un point de ralliement important et une source de fierté majeure pour le personnel. Cela a été particulièrement vrai pour une centrale nucléaire de New York.

L'objectif de performance primordial de l'exploitation d'une centrale nucléaire est la sécurité. Tous les travaux doivent être effectués en vue de la protection du public et des employés. Dans le contexte de la sûreté, l'objectif de production est de faire fonctionner le réacteur à une puissance de 100% pendant un cycle du combustible (18-24 mois), de l'arrêter pour changer le combustible et effectuer la maintenance prévue, et de le remettre en marche à pleine puissance dès que possible pour le cycle suivant. Une centrale nucléaire étant une machine complexe, il est difficile de faire fonctionner un cycle complet de combustible sans devoir l'arrêter pour résoudre des problèmes. La mise à l'arrêt, d'ailleurs, présente son propre lot de difficultés.

La centrale nucléaire de Nine Mile Point se trouve sur la rive orientale du lac Ontario. Le site compte deux réacteurs et plus de 1 100 employés. L'unité 1 est entrée en service commercial en 1969, et l'unité 2 en 1988. Une seule fois, une unité a atteint une longue durée de fonctionnement, et lorsqu'elle a été arrêtée, il a fallu plus de deux ans pour la remettre en service en raison de problèmes programmatiques et d'usure. Il y a environ quatre ans, Niagara Mohawk a vendu la centrale à Constellation Energy.

Steve Davis est responsable des programmes Analytical Troubleshooting® et Problem Solving and Decision Making. En 1990, il a été certifié pour enseigner à la centrale nucléaire de Calvert Cliffs de Constellation, dans le Maryland. Au fil des ans, Steve a assumé un rôle à plein temps en tant que dépanneur principal. Il a rejoint le site de Nine Mile Point après son rachat par Constellation, et a contribué aux efforts d'amélioration des performances.

À la fin du printemps, les opérateurs de l'unité 2, qui fonctionnait depuis près de 400 jours, ont identifié une fuite de fluide hydraulique dans la vanne de contrôle du débit de recirculation primaire. Cette vanne est essentielle aux performances du réacteur et se trouve dans une zone hautement radioactive. Comme le taux de fuite a augmenté, une analyse des problèmes a indiqué qu'il y avait des fuites de garniture au niveau de la vanne et peut-être une défaillance du joint. De nombreuses zones de la centrale sont trop radioactives pour être visitées en cours de fonctionnement, le dépannage doit donc s'appuyer sur les relevés des instruments. La fuite de garniture semblait être une cause probable car les manipulations de positionnement de la vanne depuis la salle de contrôle entraînaient des modifications du taux de fuite.

La direction de l'usine a dû prendre une décision difficile. Elle pouvait soit fermer l'usine et résoudre les problèmes, soit fonctionner pendant l'été et risquer une fermeture forcée si les problèmes s'aggravaient. En plus des rigueurs du refroidissement et du réchauffage de l'équipement, un arrêt provoquerait une interruption du service. En 2001, l'unité 2 a subi sept arrêts forcés. Aujourd'hui, elle connaît la meilleure production de son histoire. Une analyse de décision a été organisée pour explorer les alternatives de réparation.

Dans le secteur de l'énergie nucléaire, les réparations peuvent être effectuées à pleine puissance, à puissance réduite ou à l'arrêt complet. Une réparation à pleine puissance de cet équipement est impossible car les niveaux de radiation à proximité du réacteur seraient trop élevés pour une exposition humaine. Les réparations pendant un arrêt sont la norme industrielle pour les travaux proposés, car les niveaux d'exposition aux rayonnements et les températures ambiantes élevées sont gérables. Tout scénario possible de réparation en ligne devrait se faire à un niveau de puissance réduite important pour minimiser les niveaux d'exposition aux rayonnements. L'exploitation d'une grande turbine principale pendant une période prolongée à un niveau de puissance très faible n'est normalement pas tentée en raison du risque d'endommagement de la turbine. Une difficulté présentée par une baisse de puissance prolongée est la gestion des vibrations de la turbine principale dans des limites acceptables. Les opérateurs de la centrale de Nine Mile avaient une expérience récente d'une application similaire pour l'équipement de la tranche 1, et ils étaient convaincus de pouvoir gérer les vibrations en toute sécurité pour la réparation de la tranche 2. La direction a accepté d'explorer les alternatives de réparation en ligne à puissance réduite.

La gestion du risque est inhérente à toute analyse décisionnelle d'une centrale nucléaire. La direction de la centrale a mis le personnel au défi d'élaborer un plan pour mettre l'unité hors tension pendant un week-end, effectuer les réparations nécessaires en toute sécurité et remettre l'unité à pleine puissance le lundi matin. Une équipe de personnel de la centrale représentant les opérations, la maintenance, la planification du travail, l'ingénierie, la radioprotection et la sécurité industrielle s'est mise au travail pour élaborer le plan.

Les défis abordés dans le plan sont les suivants

  • Réparation des fuites de garniture sur - deux vannes de contrôle de débit critiques,
  • Réparation d'une fuite hydraulique de l'actionneur d'une des vannes de contrôle du débit,
  • Réparation d'une indication de position défaillante sur la vanne de régulation de débit avec la fuite hydraulique,
  • Nettoyage de la fuite de liquide hydraulique,
  • Travailler en toute sécurité dans un environnement à haute température et à forte radiation, et
  • Maintenir la turbine principale en marche pendant la réparation à un niveau de puissance très bas.

Le plan de projet combinait un dépannage au point de défaillance pour confirmer la cause réelle et un plan de réparation pour faire face à l'éventail des résultats auxquels l'équipe pouvait être confrontée. Cet organigramme logique comportait une analyse des problèmes potentiels pour analyser les risques à chaque étape. Les membres de l'équipe ont examiné chaque activité du plan de travail et ont tenté d'identifier tous les scénarios qu'ils pourraient rencontrer. Ils ont également identifié toutes les personnes, tous les outils et toutes les ressources nécessaires pour accomplir le travail.

La suggestion initiale était de prévoir une fenêtre de travail d'une heure à la puissance 25% pour confirmer la cause des problèmes, puis une seconde à la puissance réduite pour effectuer les réparations. Mais les membres de l'équipe du projet ont décidé que cela exposerait l'équipe de réparation à des niveaux de radiation assez élevés et ne donnerait pas assez de temps pour s'adapter à toute condition inattendue. L'équipe a recommandé à la direction de réduire la puissance de l'unité à moins de 15% et d'effectuer toutes les réparations dans une seule fenêtre de travail de six heures. Cela permettrait de réduire les risques pour la sécurité du personnel, mais cela signifiait que l'équipe devait avoir toutes les réponses prêtes. L'équipe de gestion a accepté la recommandation.

L'équipe a exécuté le plan un samedi, lorsque la demande d'électricité était faible. De nombreux membres du personnel de la centrale ont surveillé de près les moniteurs vidéo qui indiquaient si la centrale approchait des limites de fonctionnement.

L'équipe de réparation s'est habillée de vêtements anti-contamination, a rassemblé ses outils et son matériel de remplacement, et est entrée dans le bâtiment de confinement qui abrite le réacteur. Le travail s'est déroulé comme prévu. Les garnitures ont été ajustées sur les vannes de contrôle du débit afin de stopper les fuites autour des tiges des vannes. L'indication de la position de la vanne a été réparée et un joint spécialement conçu a été installé pour réparer la fuite hydraulique. Bien que la fuite n'ait pas été complètement arrêtée, en inspectant la valeur et en confirmant la cause, les opérateurs ont été assurés de pouvoir gérer efficacement le taux de fuite.

Les travaux de réparation ont été couronnés de succès. L'équipe de Nine Mile Point a atteint l'objectif de travailler en toute sécurité, en minimisant les risques pour le public et les employés, afin d'effectuer les réparations sans arrêt complet. Cet exercice a montré le leadership de l'industrie dans le développement d'une nouvelle approche de dépannage qui est efficace dans son utilisation du processus et de la gestion des risques. En envisageant tous les scénarios possibles qu'elle pourrait rencontrer et en appliquant l'analyse des problèmes potentiels à chaque étape, l'équipe de réparation était prête à intervenir en toute sécurité dans les délais impartis. L'exposition de l'équipe de réparation aux radiations a été moins importante que prévu en raison de l'importante planification.

Il était essentiel de faire fonctionner la centrale à faible puissance pour maintenir la rotation des turbines. Les arbres principaux des turbines sont longs et lourds. Les arbres peuvent développer des frottements et d'autres défauts lorsqu'ils sont utilisés en dehors des normes, le plan devait donc tenir compte de la protection de la turbine contre les vibrations. En maintenant la turbine en marche, l'équipe a également fourni 16 mégawatts d'électricité aux clients pendant cette évolution.

Le résultat moins quantifiable était la fierté et l'accomplissement de maintenir l'usine en ligne en toute sécurité et de préserver le cycle de production. La confiance du personnel s'est accrue et la valeur d'une pensée critique efficace a été renforcée.

À ce jour, l'usine est toujours en activité.

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