السلف في مصفاة المفاعلات في كاندو والارتقاءات لحياة الخدمة الموسعة

تصميم مركز البحوث القانونية: وظيفة واحدة ذات صلة بالطاقة النووية

ويتوقف مفاعل كندا للديوتريوم (CANDU) عن الأسطول العالمي لمصانع الطاقة النووية التجارية، الذي وضعته شركة الطاقة الذرية المحدودة في كندا، ابتداء من الخمسينات، يستخدم تصميمها الماء الثقيل (الأوكسيد الديوتروم) كمدير ومبرد، وينتج هذا الخيار اقتصاداً عالياً جداً من حيث الطاقة الكهربائية، يسمح باستخدام وقود اليورانيوم الطبيعي دون ضغط تشغيلي كبير.

ونظراً لأن المفاعل يمكن أن يزود بالوقود عبر الإنترنت من خلال آلات الوقود الآلية التي تُدخل الحزم الطازجة وتزيل الحزم المنفقة تحت الطاقة الكاملة، فإن محطات الاتحاد الوطني للاستقلال الذاتي تحقق عوامل قدرة عالية وتتجنب إطفاء الوقود المطول، كما أن المفاعلات المتميزة للمفاعلات الجديدة تقبل مجموعة واسعة من أنواع الوقود، بما في ذلك اليورانيوم المستعادة من مفاعلات المياه الخفيفة، والوقود المتطور، والأكسيد المختلط المحتوي على البلوتونيوم.

المُناسبة لمدّة الحياة للخدمة

وفي البداية، كانت معظم مفاعلات الاتحاد الوطني الصيني مرخصة لحياة تشغيلية تتراوح بين 25 و30 سنة، ونظراً إلى أن هذه المعالم تقترب أو تُنقل، يجب على المشغلين أن يقرروا بين وقف تشغيل المصنع والاستثمار في تجديد شامل لمنتصف العمر، ونظراً لأن المصانع النووية توفر قدرة عالية، وقوة مستمرة دون انبعاثات مباشرة من غازات الدفيئة، فإن الحالة الاقتصادية والبيئية لا تزال قوية.

فبعد الاقتصاد، يدعم تمديد الحياة بصورة مباشرة الأهداف المناخية، إذ إن وحدة واحدة من 700-MWe CANDU، تُزيل محطة الوقود الأحفوري ذات الإنتاج المماثل، تتجنب ما يقرب من ثلاثة ملايين طن من ثاني أكسيد الكربون سنوياً، وحيث أن الدول تسعى إلى تحقيق أهداف صافية، فإن الحفاظ على القدرة النووية القائمة تعترف به كل من الوكالة الدولية للطاقة والفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ باعتباره أحد أكثر أنواع الارتفاع عن الانبعاثات الكربونية فعالية من حيث التكلفة، ويواجه التحدي في إطار تنفيذ نظم البناء العصر الحديث.

العناصر الأساسية لمشروع تجديد اتحاد الكاندي

ويعد تجديد كامل النطاق للوحدة من المسعى الهندسي المعقد المتعدد السنوات الذي يعيد بناء جوهر المفاعل، ويترك الهياكل المدنية المحيطة، وجزيرة توربين، وتوازن النباتات، بشكل كبير، ويتبع الأنشطة الرئيسية تسلسلاً دقيقاً، مدعوماً بتخطيط واسع قبل المغادرة، وتدريباً على التكرير، وتدابير الحماية الإشعاعية، ويتلقى كل عنصر من العناصر الفرعية التالية درجة من الاهتمام المحسنة.

الضغط على التوبي والكالاندريا توبي

ومن ثم فإن قلب وحدة مكافحة المخدرات هو جمعية قنوات الوقود، التي تتألف من أنبوب ضغط الزركونيوم - السواحل الذي يحتوي على حزام الوقود ومبردات المياه الثقيلة المجهزة بالضغط الساخن، والتي تُحاط بأنبوب من الكالاندريا يفصل أنبوب الضغط الساخن عن جهاز التبريد، فأكثر من عقود من القصف المبلّر، فإن أنابيب الضغط تشهد انحرافاً وتشويهاً في نهاية المطاف، وتُحدثتْ بعضُ بعضُها.

وتشمل عملية الاستبدال إزالة الوقود بالكامل، وعزلة نظم المياه الثقيلة، واستخدام الأدوات التي تخضع للمراقبة عن بعد لقطع وسحب أنبوب الضغط القديمة وأنبوب الكالاندريا، وتركيب مشاريع جديدة، وبدء العمل في تركيب النوافذ النهائية، كما أن كل قناة من القنوات التي تم إدخالها وعددها 380 قناة يجب أن تكتمل بدقة شديدة للحفاظ على سلامة المفاعلات، وتشتت الأدوات اليدوية مع تركيب البُعد البصري.

Feeder Pipe and Header Upgrades

وتتحمل الأنابيب المبردة الأولية من رؤساء المفاعلات إلى فرادى قنوات الوقود والخلف، وتخفض هذه الأنابيب التي تستخدم في تركيب البخار أو البخار، التي يخفض فيها عدد كبير منها من المواسير الصغيرة الحجم والمغلفة بشدة، من التآكل المهيمن على التدفق وتخفف من الحوائط، وتستبدل في أثناء التجديد جزء كبير من الأنابيب التي تعمل في مجال الصمامات الإشعاعية بمواد العالي.

وتستخدم نماذج ديناميات السوائل الحاسوبية المتقدمة للتنبؤ بمعدلات التآكل - التآكل في الهندسة الجديدة التي تستخدم فيها المولدات، مما يتيح للمهندسين تصميم النحلات السلسة وتجنب البؤر الساخنة التي تُستخدم في حرق التدفق، كما أن المغذيات مجهزة بدعم محسن يصلح مواقعها أثناء التوسع الحراري والأحداث الزلزالية، ويقلل من الارتداء الناجم عن اليقظة، وقد تم توحيد إجراءات الرحام لوصلات الآلية.

استبدال أو تجديد مولدات الطهي

المولدات الكهربائية في وحدة التنظيف الحرارية الكبيرة التي تُعالج في الهواء الطلق والماء الثقيل الساخن على جانب الأنبوب يغلي الماء الخفيف على جانب الطلقات لإنتاج البخار، على مر الزمن، تُستخدم حشرات الأنابيب، و التشقق، و التكسير على الإجهاد، في حين أن بعض النباتات قد اختارت استبدال جميع المولدات الكهربائية المُصممة لتنظيف

التحديث والمراقبة الرقميين

أما محطات وحدة تكنولوجيا المعلومات المجهزة أصلاً بأجهزة قياسية، ومسجلات مصممة خصيصاً، ومنطقية للحماية ذات مواصفات مصممة، فهي تحجب قطع الغيار، ونقص التقنيين المدربين، وتوفر القدرة على العمل على تحقيق البرمجيات المثلى للتحول إلى نظام رقمي مجهز على مراحل، وتسمح النظم الحديثة باستخدام قنوات أمان دقيقة تعمل على معالجة الميكروبات وتفضي إلى إحداث عمليات مستمرة للفحص الذاتي، مما يقلل إلى حد كبير من احتمالات حدوث عمليات الصيانة.

تعزيز نظام السلامة

أجهزة التحكم تتوقع الآن أن تُقابل مفاعلات مُعادِدة أو تتحرك بشكل كبير نحو الجيل الحالي من معايير الأمان، وهذا يتطلب في كثير من الأحيان تعزيز وسائل الضبط الداخلي للدفاع عن الغاز بإضافة سمات سلبية لا تتطلب أي عمل مشغل أو طاقة كهربائية، وفي العديد من عمليات تجديد الطيف، يتم تحديث نظام الحرق الكهربائي في حالات الطوارئ مع صهاريج مياه أكبر حجماً تعمل بالطاقة الكهربائية، كما أن نظام الرش في إطار الاحتواء

تخطيط المشاريع وإدارة المخاطر

ويقتضي تنفيذ عملية تجديد في إطار الجدول الزمني والميزانية وجود هيكل مشروع متناسق، وقد أنشئ فريق مخصص للتجديد قبل سنوات من بدء العمل، يعمل في كثير من الأحيان على إدارة مشاريع نووية من المشاريع السابقة، وتشمل أدوات التخطيط الرئيسية جداول متكاملة للمشاريع تربط بين المشتريات والصناعة التحويلية والعمل في المواقع والمعالم التنظيمية، وتحتفظ سجلات المخاطر وتستكمل شهريا، مع تدابير التخفيف من حدة اختلالات المفاعلات، وضغوط الأدوات، وتوافر اليد العاملة.

دراسات حالة في مصفاة CANDU

وقد تم بالفعل إنجاز عدة مشاريع واسعة النطاق للتجديد أو يجري تنفيذها، مما يوفر قاعدة ثرية من الخبرات تسترشد بها أفضل الممارسات الحالية، وتبرز الأمثلة التالية نطاق النهج التقنية والإدارية المطبقة.

برنامج (بروس باور) لتمديد الحياة

وتشغل شركة بروس فورون في شاطئ بحيرة ثمانية وحدات من وحدات وحدة إنتاج المواد الكيميائية في محطتين، وهي أكبر موقع نووي في العالم حسب الناتج، وبعد إعادة الوحدات 1 و2 إلى الخدمة بنجاح في عام 2012 بعد مشروع رئيسي لإعادة التشغيل، بدأت شركة بروس باور برنامجا منهجيا لتوسيع نطاق الحياة للوحدات من 3 إلى 8 وحدات، وتوقع أن تبلغ تكلفته نحو 13 بليون وحدة من وحدات توليد الطاقة الكهربائية، وشملت عمليات الاستعادة الرئيسية في وقت متأخر من أجل إنتاج المواد الكيميائية(23).

دارلنغتون التجديد: نموذج التنفيذ

وحدة إدارة الطاقة في (دارلنجتون) تعمل على توليد الطاقة النووية، مع 4881 ميغاواط في (كوندو) حالياً تمر بمرحلة تجديد رئيسية خاصة بها، الوحدة 2 تم إعادتها إلى الخدمة في أوائل عام 2023 بعد إصلاح ناجح لسجلات منتصف العمر، والوحدتان 1 و3 في مراحل مختلفة من التنفيذ،

نقطة التجديد: الدروس المستفادة

وقد كان تجديد محطة توليد النقاط الوحيدة في نيو برونزويك، التي اكتملت في عام 2012، مشروعا رائدا ومع ذلك من التحديات، وكان التقدير الأصلي البالغ 18 شهرا، و 1.4 بليون دينار جزائري، قد امتد إلى أكثر من 40 شهرا، و 2.4 بليون دينار جزائري، ويرجع ذلك جزئيا إلى مسائل من النوع الأول ذات الأدوات البعيدة، والتأخيرات في معالجة المواد، وإلى منحنى تعلمي لقوة عاملة جديدة لمثل هذه العقود الكبرى.

الخبرة الدولية: وولسونغ وكينشان

وحدة (كولسونغ) من 1 إلى 4 مفاعلات من طراز CANDU-6، تصميم 700-MWe الذي يشكل العمود الفقري لصادرات (كاندا)

علوم المواد والابتكار

وقد تُعزى مكاسب كثيرة في معدلات النجاح في التجديد إلى التقدم في علوم المواد، كما أن مشغلي تركيبات الضغط - ٢,٥ نب قد تم صقلها من خلال عقود من البحث في مختبرات نووية ذات حجم متطور، حيث تم تركيب أجهزة كهرباء ثابتة في إطار نظام الكيمياء - ١، مما يؤدي إلى تباطؤ شديد في استخدام أجهزة الأشعة دون المضغ.

المنافع الاقتصادية والبيئية

إن التجديد الناجح يكشف عن حياة تشغيلية ثانية تتراوح بين ٢٥ و ٣٠ سنة بجزء من تكلفة رأس المال لبناء جيل جديد، وهذا يعني بالنسبة لحاملي الأسعار، أن تكون أسعارا مستقرة ويمكن التنبؤ بها للكهرباء على المدى الطويل، وأن العمل نفسه يدعم آلاف الحرف المهرة والوظائف الهندسية في أونتاريو وحدها، ومن المتوقع أن تستمر عمليات تجديد بروس ودارلنغتون في إنتاج ما يقرب من ٠٠٠ ٣٠ وظيفة مباشرة وغير مباشرة سنويا.

(أ) الطاقة النووية التي تم نشرها في (كيو تي) و(كيو) و(كيو) و(ك)(ب)

الإطار التنظيمي وتأمين السلامة

وتشرف اللجنة الكندية للسلامة النووية على جميع جوانب تجديد اتحاد المواطنين الكندي من خلال عملية ترخيص مُعَلَّم بالمخاطر، وقبل أن تبدأ محطة تجديد رئيسية، يجب على المرخَّص له أن يقدم استعراضاً متكاملاً للأمان يُحدِّد المفاعل من الرموز والمعايير الحديثة، ويحدد الثغرات، ويقترح تدابير تعويضية بشأن الهامش التنظيمي ERSGDOC-2.5].

(أ) إجراء عمليات تفتيش على أفضل المستويات، وفحصات على المستوى الدولي، وفحصات على المستوى العالمي، وفحصات على أفضل المستويات، وفحصات على المستوى العالمي، وفحصات دقيقة، وتقنيات على مستوى العالم، وفحصها على مستوى العالم، وفحصها بشكل دوري، و(أ)

المستقبل: ما بعد الحياة التصميمية الأصلية

ويمكن لأسطول كندا أن يرى تمديداً أطول مدى الحياة بعد فترة الـ 25 إلى 30 سنة الحالية من التجديد، ويمكن أن تجري البحوث في مختبرات نووية كندية أخرى، إذا ما كانت هذه المواد تنطوي على مقاومة قوية وممكنة من خلال إجراء اختبارات متقدمة على المواد الصغيرة الحجم على المواد التي تم إزالتها من عمليات التجديد الحالية.

:: إن الاهتمام العالمي بالمفاعلات النموذجية الصغيرة والمفاعلات المتقدمة يخلق أوجه تآزر مع تجديدات وحدة مكافحة المخدرات في كندا، حيث إن القوى العاملة الماهرة وقدرات التصنيع الدقيق التي توضع لمشاريع إطالة العمر قابلة للنقل مباشرة إلى بناء مفاعلات متقدمة، بما في ذلك مفاهيم ذات قدرة عالية على إحداث تغيير في المياه، التي تحتفظ بمرونة دورة الوقود في منصة CANDU.

كما أن التحول الرقمي سيشكل مستقبل وحدات الإزالة المتجددة، إذ يتيح تجهيز المصنع بآلاف أجهزة الاستشعار الإضافية واستخدام الخوارزميات المتعلمة آلياً، ويسمح المشغلون بالتحول من الصيانة القائمة على الزمن إلى الصيانة القائمة على الظروف، والكشف عن وجود تشوهات فرعية في المضاربة المكثفة، والانبعاثات الصوتية، أو التوزيع الحراري قبل أن يهددوا السلامة أو الإنتاجية بصورة مستمرة.

وتمثل التطورات في تجديد مفاعلات اتحاد رابطات الموظفين المدنيين الدوليين وتحسيناتها تقاربا في علوم المواد والهندسة الرقمية وفلسفة السلامة، وهي تكفل استمرار هذه المفاعلات الفريدة من المياه الثقيلة في توفير الكهرباء القابلة للإرسال، والتي تهبط بدرجة كبيرة في منتصف هذا القرن، ومن خلال تنفيذ المشاريع المصنَّفة، والرقابة التنظيمية القوية، والالتزام بمواصلة التحسين، تضع برامج التجديد معيارا عالميا للطريقة المبتكرة التي تُستخدم فيها محطات توليد الطاقة النووية في الأجل الطويل.