Optimering av underhållsstrategier i åldrande kärnkraftsanläggningar : En litteratur- och intervjustudie med kompletterade fallstudie kring kabel- och rörgenomföringar

Rapporten baseras på en litteratur- och intervjustudie kring underhållsstrategier och komponentutbyten i kärnkraftverk, med fokus på komponenter som tenderar till att påverkas av åldring i en högre grad. Exemplifiering sker genom en kompletterande fallstudie kring kabel- och rörgenomföringar av typen Brattbergare som har packbitar bestående av ett polymert material. Erhållet resultat av litteratur- och intervjustudien belyser vilka säkerhetsföreskrifter som råder för all kärnteknisk verksamhet i Sverige. Utöver det erhålls information om hur åldring påverkar ett materials egenskaper över tid och att detta ligger till grund för fastställandet av ett system eller en komponents kvalificerade livslängd. I takt med att majoriteten av världens kärnkraftverk närmar sig sin ursprungligt tilltänkta livslängd och planeras underhållas för fortsatt långtidsdrift finns det ett ökat intresse för effektiva underhållsstrategier. Åldershanteringen har en avgörande roll för anläggningens lönsamhet och driftsäkerhet. Fallstudien föreslår två olika underhållsstrategier som stöds av resultatet av litteratur- och intervjustudien. Deras ekologiska påverkan och ekonomiska omfattning beaktas för att utse den metod som har störst potential att öka resurseffektiviteten och minska kostnaderna för underhållsåtgärder. Vald metod går ut på att praktiska tillståndsmätningar tillämpas för att undersöka hårdheten av packbitar till Brattbergare. Hårdhetsmätningarna syftar till att ge indikationer på i vilken grad packbitarna harpåverkats av degraderande åldringsmekanismer under olika förutsättningar. Resultatet av fallstudien överensstämmer med de resultat som noterades i litteratur- och intervjustudien. Packbitarna hårdnar när de åldras. Två miljöbetingelser som tenderar till att påskynda åldringsprocessen är förhöjda temperaturer och stråldoser. Vald metod för fallstudien är praktiskt realiserbar trots vissa begränsningar i befintliga kärnkraftsanläggningar vid Forsmark. Presenterad strategi bör kunna bistå med en ekologisk och ekonomisk optimering av underhållsarbetet för kabel- och rörgenomföringar.This report is based on a literature study and interviews regarding maintenance strategies and component replacements in nuclear power plants. Focuses of the study are on components which tend to more commonly be affected by degrading aging mechanisms. Exemplification is done with a complementary case study about cable- and pipe transits with packing pieces made of polymeric materials. A frequently used application for cable- and pipe transits in Swedish NPPs is manufactured by MCT Brattberg AB. Result obtained from interviews with relevant personnel’s and the literature study providing knowledge about prevailing safety regulations at Swedish nuclear facilities. Moreover, information is gained about how aging affects the features of materials over time and that it is the basis for determining the qualified lifetime of systems and components. Further on this could be of specific interest considering that the majority of the worlds NPPs are close to its intended lifetime and soon entering a phase of LTO. A proper aging management is an important factor when it comes to a safe and reliable operation of an NPP. The case study compares two different maintenance strategies which are supported by the obtained result from interviews and the literature study. Considering ecological and economic impacts of the strategies, the one with the greatest potential to reduce negative influences are exemplified. Chosen method included practical hardness measurement with a portable durometer at packing pieces for cable- and pipe transits. Measured hardness of the packing pieces indicates at what degree which they have been affected by degrading aging mechanisms given different circumstances. The obtained result from the two different parts of the report is corresponding to each other. Packing pieces consisting polymers hardens as they age. Elevated temperatures and higher dose rates accelerates the aging process. Represented method of the case study is practically viable at existing NPPs at Forsmark. Presented strategy should be able to assist with an ecological and economic optimization maintenance work for cable- and pipe transits