1、库博格核电站
南非的库博格核电站
最近，南非出现了大面积停电事件，促使人们重新评估南非唯一一座在运核电站——位于开普敦附近的库博格(Koeberg)核电站的维修、翻新和维护计划。
库博格核电站的两个机组设施提供了全国约5%的电力，目前也是南非和非洲大陆唯一运行的反应堆。
尽管核电机组在维持电网稳定方面发挥着重要作用，但自年初以来，该核电站只有一台机组或一半容量在运行。
库博格核电站1号和2号机组都是压水堆(PWR)。1号机组于1976年开始建设，1984年7月开始商业运营。
2号机组1976年启动建设，1985年11月开始商业运营，比1号机组晚了一年才开始。
1号机组和2号机组的净容量分别为924 MWe和930 MWe。
南非国有电力公司Eskom负责运营和维护反应堆，今年，作为计划维修和维护计划的一部分，这两个反应堆都将关闭。
2号机组的计划大修，是自调试以来的第25次换料大修，于1月18日开始，最初预计为持续155天。
该维修方案还包括更换该机组的三台蒸汽发生器和反应堆压力容器封头(容纳反应堆的核燃料)。
2、难以如期完成
库博格核电站在南非的电力系统中扮演着关键角色(图源：Shutterstock.com)
然而，在今年3月，该公司宣布，在任何不可逆工作开始之前，Eskom和总承包商法马通(Framatome)(现为阿海珐(Areva))进行了最终审查，以确保蒸汽发生器更换工作及时完成，同时确保工程质量水平。
审查的结论是，该机组很可能在冬季需求高峰期之前无法恢复使用，这加剧了南非已经受到限制的电网所面临的挑战。
Eskom首席运营官Jan Oberholzer在一份声明中解释说：“在开始切割管道之前，我们进行了一次最终审查，以确保蒸汽发生器更换工作能够按照预期质量水平和大修计划完成。但得出结论是，继续这项工作风险太大。”
由于反应堆可能比计划的2022年6月晚恢复使用，并且如果是这种情况，会对消费者和企业造成严重影响，因此决定将翻新的蒸汽发生器元件推迟到下一次换料大修。
目前计划于2023年8月进行。
Eskom坚持认为，这些延期任务不会影响电厂的安全运行，因为蒸汽发生器将作为标准换料大修的一部分进行一系列检查和完整性测试。
正如Eskom首席核官Riedewan Barkadien后来解释的那样：“我们已经将发电机的更换转移到了一个更适合Eskom的窗口”。
虽然当前大修的第一阶段按计划进行，包括更换燃料和定期维护，但该项目的最新延迟是最近宣布的第二次。
Eskom将延误归咎于全球新冠肺炎大流行，这阻碍了该公司向现场提供资源的能力。
3、库博格LTO计划
高峰能源需求促使人们重新考虑库博格计划(图源：Shutterstock.com)
2号机组的工作最初计划在6月中旬完成。
CEO安德烈·德鲁伊特(Andre‘de Ruyter)表示，该工作将在7月底完成，因为NEI方面的工作。2号机组在1月份换料和维护停堆之前已连续发电454天，没有中断。
每座反应堆重约380吨，长约20米，蒸汽发生器的更换是一项12亿美元的长期计划的重要组成部分，该计划旨在将核电站反应堆的运行寿命分别延长20年。
原始发电机采用易开裂的U形管。一旦被移除，它们将临时储存在现场，最终在北开普省Vaalputs放射性废物储存设施“作为完整和密封单元”进行处置。
据报道，储存旧蒸汽发生器的现场设施尚未准备就绪，这是改变时间表的原因之一。
虽然延迟不会对寿命延长计划产生实质性影响，但它确实缩小了完成工作的可用窗口。
库博格核电站目前的1号机组运行许可证将于2024年到期，2号机组将于2025年到期。
两台机组的蒸汽发生器更换是国家核监管局(NNR)批准延长运行许可证所需的升级之一。
库博格长期运营(LTO)计划是一系列活动，将使库博格运营至2045年。
该计划将与支持文件一起提交给NNR进行评估，Eskom计划在2022年6月之前提交所需的支持文件。
作为库博格LTO计划审查的一部分，国际原子能机构(IAEA)10人团队在2022年3月进行了LTO(SALTO)安全方面的审查。
“我们观察到，尽管存在许多挑战，自2015年第一次SALTO任务以来，电厂在老化管理活动和安全LTO准备方面取得了进展。”团队负责人Gabor Petofi说，他是IAEA的高级核安全官员。
库博格管理层还要求IAEA在2024年安排一次后续访问。
“Eskom已将IAEA的一些标准和指南纳入其政策和程序，并为延长寿命制定了一个强有力的框架。”Barkadien说。
南非矿产和能源部核安全与技术首席主任Katse Maphoto在一份声明中强调了库博格LTO从国家能源安全和电网平衡角度的重要性：“政府仍然乐观地认为，LTO项目将从IAEA的任务建议中受益匪浅，以使电站达到最高安全水平。”
南非政府此前表示了对核能未来的坚定承诺。除了2019年10月的库博格LTO，该国还概述了到2030年建设1 GW新核容量的计划。
库博格核电站1号机组目前计划在9月份关闭，以进行年度燃料添加和维护计划，该机组上的蒸汽发生器更换将按计划从2022年10月开始。这也是在冬季高峰期之后，计划为类似的155天大修，该机组反应堆压力容器封头在几年前已经更换。
4、供应商
阿海珐是库博格核电站的原始设备制造商(OEM)，2014年8月，Eskom以43亿南非兰特(2.58亿美元)的合同将蒸汽发生器更换合同授予了阿海珐，该合同后来被西屋公司在法庭上提出质疑。
Eskom表示，替换蒸汽发生器的安装原定于2018年开始。其中三台蒸汽发生器已经完成制造，其余三台进展良好。
去年8月，总部位于美国的雅各布斯(Jacobs)公司宣布，该公司已被选中，进行必要的工程改造，为安装六台替代蒸汽发生器做准备。
雅各布斯负责与二次汽轮机系统改造相关的施工管理，工作范围包括管道预制、管道支架和改造以及管道更换;安装现场脚手架、索具和绝缘层;船舶改装和加固;以及更换强制空气冷却器单元。约12.6吨石棉屋顶板和14.1吨钢结构提前安全拆除。
雅各布斯能源安全与技术高级副总裁凯伦·维梅尔特(Karen Wiemelt)说：“该项目对于保持核能在南非能源结构中的关键作用至关重要。”
他补充说：“我们还有一种新的设计，安装了一个独立的密封冷却系统和一个独立电源系统。”
2017年3月，总部位于加拿大的L3 MAPPS赢得了一份合同，升级库博格核电站的两台模拟器，考虑到新蒸汽发生器将对电厂性能带来的变化。这两台模拟器将从PC/Linux模拟服务器切换到运行最新Orchid模拟环境的基于PC/Windows的计算机。
反应堆堆芯模型也将被替换。2013年，L3 MAPPS完成了电厂原始模拟器的升级工作，并在现场调试了第二台全范围模拟器。这项工作是根据2009年签署的合同进行的。
与此同时，7月，有消息称，Barkadien已递交辞呈，将加入加拿大的一家核能公司。
前库博格核电站经理基思·费瑟斯通(Keith Featherstone)将担任首席核官一职，同时招募一名Barkadien的替代者。
“作为非洲唯一的核电站，我们都在确保核电站安全和最佳工作场所方面发挥了作用。因此，辞职的决定绝非易事。” Barkadien说。
在一项相关发展中，现任代理电站总经理Nomawethu Mtwebana将在2号机组大修完成后临时加入世界核运营商协会(WANO)。Mahesh Valaitham将成为库博格核电站的代理总经理。
5、电力供应紧张
库博格核电站2号机组恢复使用，将有助于降低Eskom发电机组的其余部分的压力，并将降低冬季进一步甩负荷的风险。
甩负荷增加的原因是电厂计划外故障水平较高，截至2022年3月，平均占机组的26%。在此期间，能源可用系数(EAF)平均为62%。
Eskom的Oberholzer说：“计划维护是Eskom试图为一个被忽视的电厂带来可靠性和可预测性的唯一武器。”
他强调了维护其大型发电机组的挑战。事实上，在夏季，约有12%的总发电容量已离线进行计划维护，为冬季高峰需求期做准备。
库博格核电站2号机组的恢复服务，将为南非电力系统增加930 MW的急需电力，降低输电网的压力，限制甩负荷需求。
在此之前，南非国家电力公司一直敦促南非居民“节俭”用电，尤其是在早晚高峰时段，因为容量限制要求其实施甩负荷作为保护国家电网的“最后手段”。
尽管采取了这些节能措施，但由于今年1月1日至5月10日电厂可用性较低，减负荷已实施32天，比2021同期发生的26天减负荷多6天。
