Overview of Plant Life Management for Long Term Operation in Nuclear Power Plant

Panorama de la gestion de la durée de fonctionnement pour une exploitation à long terme des centrales nucléaires

International Atomic Energy Agency

Abstract

Nuclear power plants provide secure and sustainable energy supplies, however safety should always be the prime consideration. Plant operators and regulators need to take the necessary steps to ensure that plant safety margins are maintained and, where possible, even enhanced throughout the plant’s operating life. At the end of 2013, there were 434 nuclear power reactors in operation worldwide, with a total capacity of 371.7 GW(e). This represents a slight decrease of some 1.6 GW(e) in total capacity, compared to the 2012 figures. There were only three new grid connections while four reactors were officially declared permanently shut down.

Many Member States have given high priority to licensing their nuclear power plants to operate for terms longer than the time frame originally anticipated (e.g. 30 or 40 years), approximately 80% had been in service 20 years and more. The task of managing plant ageing is assigned in most Member States to an engineering specialty called Plant Life Management (PLiM) applying a systematic analysis methodology to System Structure Components (SSCs) ageing.

In many countries, the safety performance of NPPs is periodically assessed and characterized via the periodic safety review (PSR) process. Regulatory review and acceptance of PSRs constitutes for these countries the licensing requirement for continued operation of the plant to the following PSR cycle (usually 10 years). In the USA and in other countries operating US designed plants, instead of a PSR process, a license renewal application (LRA) process is followed, which requires certain prerequisites such as ageing management programmes, particularly for passive irreplaceable SSCs. Active components are normally addressed via the maintenance rule (MR) requirements and other established regulatory processes. A third group of Member States have adopted a combined approach that incorporates elements of both the PSR process and selected LRA specific requirements, such as time limited ageing analysis.

Taking into account this variety of approaches, the IAEA initiated work to collect and share information among Member States on good practices in PLiM for LTO in nuclear power plants, by comparing the various approaches to the PSR reference and by drawing lessons learned from relevant applications and experiences.

Résumé

Les centrales nucléaires fournissent une énergie sûre et durable, la sûreté étant toujours la première priorité. Les exploitants et les régulateurs doivent prendre les mesures nécessaires pour garantir que les marges de sûreté sont maintenues et même, si possible, améliorées tout au long de l’exploitation. Fin 2013, 434 réacteurs nucléaires étaient exploités dans le monde, représentant une capacité totale de 371,7 GWe. Cela représente une légère baisse de la capacité totale installée de 1,6 GWe par rapport à 2012. Il n’y a eu que trois nouvelles connexions au réseau quand quatre réacteurs ont été déclarés officiellement arrêtés de manière permanente.

De nombreux Etats Membres ont accordé une grande priorité à l’exploitation de leurs centrales nucléaires pour une durée supérieure à celle prévue à l’origine (par exemple, 30 ou 40 ans), environ 80 % d’entre elles étant en service depuis 20 ans et plus. Dans la plupart des Etats Membres, la gestion du vieillissement est confiée à une spécialité de l’ingénierie nommée Plant Life Management (PLiM - gestion de la durée de fonctionnement) qui applique une méthodologie d’analyse systématique au vieillissement des composants et systèmes (System Structure Components - SSCs).

Dans de nombreux pays, la performance de sûreté des centrales est inspectée et caractérisée régulièrement lors d’une revue de sûreté périodique (Periodic Safety Review - PSR). La validation par les autorités de sûreté des résultats de la revue de sûreté est un prérequis pour la poursuite de l’exploitation jusqu’à la revue de sûreté suivante (généralement tous les 10 ans). Aux Etats-Unis et dans d’autres pays exploitant des centrales conçues par les Etats-Unis, les revues de sûreté périodiques sont remplacées par une demande de renouvellement de la licence initiale d’exploitation (License Renewal Application - LRA). Cette demande requiert un certain nombre de pré requis tels qu’un programme de gestion du vieillissement, notamment pour les composants et systèmes passifs irremplaçables. Les composants actifs sont, eux, normalement traités dans le cadre des programmes obligatoires de maintenance et des autres process de surveillance des installations par les autorités de sûreté. Un troisième groupe d’Etats Membres a adopté une approche combinée intégrant à la fois des éléments du process de revues périodiques de sûreté et de demande de renouvellement de licence, comme des analyses du vieillissement.

Prenant en compte la variété de ces approches, l’AIEA a engagé un travail de collecte et de partage des bonnes pratiques des Etats Membres en matière de gestion du vieillissement dans le cadre d’une exploitation à long terme des centrales nucléaires, en comparant les différentes approches aux références du processus de revue de sûreté et en tirant les leçons des expériences et applications pertinentes.