De productiefunctie van elke organisatie wordt geconfronteerd met bedreigingen en uitdagingen voor de lopende activiteiten. De succesvolle uitvoering van een innovatief plan kan een belangrijk verzamelpunt zijn en een belangrijke bron van trots voor het personeel. Dit gold met name voor een kerncentrale in New York.
Het belangrijkste doel bij de exploitatie van een kerncentrale is veiligheid. Alle werkzaamheden moeten worden uitgevoerd met het oog op de bescherming van het publiek en de werknemers. In de context van de veiligheid is het productiedoel de reactor gedurende een splijtstofcyclus (18-24 maanden) op 100% vermogen te laten draaien, hem stil te leggen om de splijtstof te vervangen en het geplande onderhoud uit te voeren, en hem zo snel mogelijk weer op vol vermogen te laten draaien voor de volgende cyclus. Omdat een kerncentrale een ingewikkelde machine is, is het een uitdaging om een volledige splijtstofcyclus uit te voeren zonder te moeten worden stilgelegd om problemen op te lossen. Stilleggen heeft overigens zo zijn eigen uitdagingen.
De Nine Mile Point kerncentrale ligt aan de oostkant van Lake Ontario. Er zijn twee reactoren op de site, en meer dan 1100 werknemers. Eenheid 1 is in 1969 in commerciële exploitatie gegaan, en eenheid 2 in 1988. Slechts één keer heeft een eenheid een lange periode gedraaid, en toen zij werd stilgelegd, duurde het meer dan twee jaar om weer online te komen als gevolg van programmatische problemen en slijtage. Ongeveer vier jaar geleden heeft Niagara Mohawk de centrale verkocht aan Constellation Energy.
Steve Davis is programmaleider in zowel Analytical Troubleshooting®, als Problem Solving and Decision Making. In 1990 werd hij gecertificeerd om les te geven in Constellation's Calvert Cliffs Nuclear Power Plant in Maryland. In de loop der jaren kreeg Steve een fulltime rol als hoofd troubleshooter. Hij verhuisde naar de Nine Mile Point site nadat deze door Constellation was gekocht, en heeft bijgedragen aan de prestatieverbeteringsinspanningen.
Eind dit voorjaar ontdekten de exploitanten van eenheid 2, die bijna 400 dagen in bedrijf was, een lek in de hydraulische vloeistof in de regelklep van de primaire recirculatiestroom. De klep is van cruciaal belang voor de reactorprestaties en bevindt zich in een sterk radioactieve zone. Toen het lekpercentage toenam, wees een probleemanalyse uit dat er pakkinglekken waren bij de klep en mogelijk een defecte afdichting. Veel delen van de centrale zijn te radioactief om tijdens bedrijf te bezoeken, dus voor het oplossen van problemen moet worden vertrouwd op instrumentmetingen. De pakkinglekkage bleek een waarschijnlijke oorzaak te zijn omdat manipulaties van de kleppositionering vanuit de controlekamer leksnelheidsveranderingen tot gevolg hadden.
De directie van de fabriek stond voor een moeilijke beslissing. Ze konden de fabriek stilleggen en de problemen oplossen, of de hele zomer doorwerken en het risico lopen dat ze gedwongen zouden worden stilgelegd als de problemen verergerden. Naast de zware inspanningen om de apparatuur te koelen en te heropwarmen, zou een stillegging ook een onderbreking van de dienst tot gevolg hebben. In 2001 moest eenheid 2 zeven keer noodgedwongen worden stilgelegd. Nu draaide de eenheid haar beste productie ooit. Er werd een besluitvormingsanalyse uitgevoerd om de reparatiealternatieven te onderzoeken.
Binnen de kernenergie-industrie zijn er mogelijkheden om reparaties uit te voeren tijdens vol vermogen, gereduceerd vermogen, of volledige stillegging. Een reparatie van deze apparatuur bij vol vermogen is onmogelijk omdat de stralingsniveaus in de buurt van de reactor te hoog zouden zijn voor blootstelling van mensen. Reparaties tijdens een stillegging zijn de industrienorm voor de voorgestelde werkzaamheden, omdat de stralingsblootstellingsniveaus en de hoge omgevingstemperaturen beheersbaar zijn. Elk mogelijk online-reparatiescenario zou met een aanzienlijk lager vermogen moeten worden uitgevoerd om de stralingsblootstellingsniveaus tot een minimum te beperken. Een grote hoofdturbine gedurende een langere periode op een zeer laag vermogensniveau laten draaien, wordt normaal gesproken niet geprobeerd vanwege de kans op schade aan de turbine. Een van de problemen die een langere periode van stilstand met zich meebrengt, is het beheersen van de trillingen van de hoofdturbine binnen aanvaardbare grenzen. De exploitanten van de Nine Mile Plant hadden onlangs ervaring opgedaan met een soortgelijke toepassing voor apparatuur van eenheid 1, en waren ervan overtuigd dat zij de trillingen voor de reparatie van eenheid 2 veilig konden beheersen. Het management stemde ermee in om online-reparatiealternatieven met verminderd vermogen te onderzoeken.
Inherent aan elke besluitvormingsanalyse voor een kerncentrale is risicobeheer. Het management van de centrale daagde het personeel uit een plan te ontwikkelen om de centrale in het weekend uit te schakelen, de noodzakelijke reparaties veilig uit te voeren en de centrale tegen maandagochtend weer op volle kracht te laten draaien. Een team van fabriekspersoneel dat Operations, Maintenance, Work Planning, Engineering, Radiation Protection en Industrial Safety vertegenwoordigde, ging aan de slag om het plan te ontwikkelen.
De uitdagingen die in het plan aan de orde kwamen, waren onder meer:
- Lekkage aan de pakking van twee kritieke stroomregelkleppen verhelpen,
- Reparatie van een hydraulisch lek in de klepbediening van een van de stroomregelkleppen,
- Reparatie van een defecte positie-indicatie op de stroomregelklep met het hydraulische lek,
- De gelekte hydraulische vloeistof opruimen,
- veilig werken in een omgeving met hoge temperaturen en veel straling, en
- De hoofdturbine tijdens de reparatie op een zeer laag vermogen draaiende houden.
Het projectplan combineerde foutopsporing om de ware oorzaak te bevestigen en een reparatieplan om de verschillende mogelijke gevolgen voor het team aan te pakken. Binnen dit logische stroomschema was een Potentiële Probleem Analyse om de risico's bij elke stap te analyseren. De teamleden namen elke activiteit van het werkplan door en probeerden elk scenario te identificeren dat ze zouden kunnen tegenkomen. Zij identificeerden ook alle mensen, hulpmiddelen en middelen die nodig waren om de taak uit te voeren.
Aanvankelijk werd voorgesteld om een werkvenster van een uur te plannen bij 25% vermogen om de oorzaak van de problemen te bevestigen, en vervolgens een tweede werkvenster bij laag vermogen om de reparaties uit te voeren. De leden van het projectteam besloten echter dat het reparatieteam dan zou worden blootgesteld aan vrij hoge stralingsniveaus en niet genoeg tijd zou hebben om zich aan te passen aan eventuele onverwachte omstandigheden. Het team beval een alternatief aan, namelijk de eenheid op minder dan 15% te laten werken en alle reparaties in één werkperiode van zes uur uit te voeren. Dit zou de risico's voor de veiligheid van het personeel verminderen, maar betekende wel dat het team alle antwoorden paraat moest hebben. Het managementteam stemde in met de aanbeveling.
Het team voerde het plan uit op een zaterdag toen de vraag naar elektriciteit laag was. Veel personeel van de centrale hield de videomonitoren nauwlettend in de gaten, die aangaven wanneer de centrale in de buurt van bedrijfslimieten kwam.
De reparatieploeg kleedde zich in anti-besmettingskleding, verzamelde hun gereedschap en vervangingsmaterialen, en ging het insluitingsgebouw binnen waarin de reactor is ondergebracht. De werkzaamheden verliepen volgens plan. De pakking van de stroomregelkleppen werd aangepast om de lekkage rond de klepstelen te stoppen. De klepstandindicatie werd hersteld, en er werd een speciaal ontworpen afdichting geïnstalleerd om het hydraulische lek te verhelpen. Hoewel de lekkage niet volledig werd gestopt, waren de exploitanten er door de inspectie van de waarde en de bevestiging van de oorzaak van verzekerd dat zij de lekkage doeltreffend konden beheersen.
De reparatiewerkzaamheden waren succesvol. Het Nine Mile Point-team bereikte het doel om veilig te werken, met zo weinig mogelijk risico voor het publiek en de werknemers, en de reparaties uit te voeren zonder een volledige stillegging. Deze oefening gaf blijk van leiderschap in de industrie bij de ontwikkeling van een nieuwe aanpak voor probleemoplossing die doeltreffend is in het gebruik van proces- en risicobeheer. Door rekening te houden met alle mogelijke scenario's die ze zouden tegenkomen en bij elke stap de potentiële probleemanalyse toe te passen, was het reparatieteam klaar om veilig te reageren binnen de tijdslimieten van de opdracht. De blootstelling van het reparatieteam aan straling was minder dan verwacht dankzij de aanzienlijke planning.
Het was van cruciaal belang de centrale op laag vermogen te laten draaien om de turbine draaiende te houden. De hoofdassen van de turbine zijn lang en zwaar. De assen kunnen wrijving en andere defecten ontwikkelen wanneer ze buiten de norm worden gebruikt, dus moest het plan effectief rekening houden met de bescherming van de turbine tegen trillingen. Door de turbine draaiende te houden, leverde het team tijdens deze evolutie ook 16 megawatt stroom aan de klanten.
Het minder kwantificeerbare resultaat was de trots en de prestatie van het veilig online houden van de fabriek en het behouden van de productierun. Het vertrouwen van het personeel nam toe, en de waarde van effectief kritisch denken werd verder gestaafd.
Op dit moment is de fabriek nog steeds online.