Al entrar en cualquier central nuclear moderna —ya sea Hinkley Point C en Somerset, un reactor Hualong One en la provincia de Fujian o una instalación Westinghouse AP1000 en Georgia, EE. UU.—, el zumbido constante de un compresor de aire de tornillo sin aceite forma parte de la base operativa. No se trata de un ruido de fondo incidental. Es el latido del corazón de cada válvula de seguridad de accionamiento neumático, de cada circuito de control de aislamiento de contención y de cada mecanismo de despresurización de emergencia de la planta. El aire de instrumentación contaminado se ha identificado como una causa fundamental de fallos en las válvulas de seguridad durante eventos transitorios en revisiones de experiencia operativa publicadas tanto por el OIEA como por la Asociación Mundial de Operadores Nucleares. Este historial documentado es precisamente la razón por la que los diseñadores de plantas, los ingenieros de seguridad nuclear y los reguladores de todo el mundo han estandarizado el compresor de aire de tornillo sin aceite como la única tecnología aceptable para sistemas de aire de instrumentación de grado de seguridad nuclear. Esta designación no es simplemente una preferencia comercial, sino un imperativo de ingeniería respaldado por la física, la lógica de seguridad radiológica y datos operativos sólidos. Esta guía está dirigida a operadores nucleares, ingenieros de instrumentación, ingenieros de planta y gerentes de compras del Reino Unido que necesitan comprender qué hacen realmente estas máquinas, por qué son categóricamente diferentes de los compresores industriales estándar que se encuentran en la mayoría de las plantas de fabricación y cómo especificar una correctamente para una aplicación relacionada con la seguridad nuclear.
En Ever Power, nuestro equipo de ingeniería lleva más de 18 años suministrando sistemas de aire comprimido a la industria de generación de energía en Europa, Asia y Oriente Medio. El aire para instrumentación nuclear sigue siendo la aplicación más exigente que gestionamos, y el área donde más invertimos en ingeniería de materiales, infraestructura de garantía de calidad y documentación de cualificación reglamentaria. Tanto si se trata de la puesta en marcha de un nuevo sistema de aire para instrumentación en una isla nuclear, la sustitución de compresores alternativos lubricados con aceite envejecidos en una central AGR existente, como si se está apoyando un programa de modernización del núcleo reforzado tras el accidente de Fukushima, el marco técnico de este artículo proporciona la base para una decisión de compra informada.
Compresor de aire de tornillo sin aceite de grado nuclear Ever Power — Control de calidad alineado con IAEA GS-R-3 · ISO 8573-1 Clase 0 · Calificado sísmicamente según IEEE 344 · Aprobado para flotas nucleares del Reino Unido
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Por qué el aire comprimido para instrumentación nuclear requiere una fuente de aire comprimido intrínsecamente libre de aceite.
El aire comprimido industrial estándar, incluso después de pasar por un sistema de filtración coalescente de alta eficiencia, contiene una concentración de aceite residual totalmente inaceptable en el sistema de aire de instrumentación de seguridad de una central nuclear. La certificación ISO 8573-1 Clase 0, el grado de pureza más alto posible, garantiza la ausencia total de aceite detectable en cualquier fase: sin aerosoles, sin vapores, sin arrastre de líquido. Un compresor de aire de tornillo sin aceite logra esta condición gracias a su diseño fundamental, ya que el aceite lubricante nunca entra en la cámara de compresión. Los rotores del compresor se fabrican con tolerancias de holgura en la punta inferiores a 50 micrómetros y se recubren con compuestos poliméricos a base de PTFE que proporcionan lubricación intrínseca gracias a la propia matriz del material. Los engranajes de sincronización que sincronizan la rotación del rotor se lubrican en una caja de engranajes completamente sellada y físicamente aislada del flujo de aire. Esto no supone una ventaja de filtración respecto a los compresores con inyección de aceite, sino una distinción técnica fundamental. La filtración posterior puede fallar. Por definición, un principio de compresión sin aceite no puede producir aire contaminado con aceite, y este es el argumento que convence tanto a los ingenieros de seguridad nuclear como a los inspectores reguladores durante la revisión del diseño.
Los sistemas de instrumentación de seguridad nuclear están diseñados para operar bajo un principio de seguridad intrínseca. Cada válvula de aislamiento de contención accionada por solenoide, cada control de agua de alimentación de emergencia accionado neumáticamente y cada posicionador de alivio de despresurización se alimentan de un suministro de aire comprimido limpio, seco y libre de aceite, mantenido a una presión estable (normalmente de 0,6 a 0,8 MPa), suministrado de forma continua y fiable incluso durante un escenario de accidente de diseño. Si la degradación del aceite provoca que el asiento elastomérico de una válvula se hinche y se atasque, una válvula de aislamiento de contención podría no cerrarse ante una señal de demanda de acción de protección. Según la Escala de Eventos del OIEA y los requisitos de notificación de la ONR del Reino Unido, esto constituye un evento significativo con posibles consecuencias regulatorias, financieras y de reputación que superan con creces cualquier ahorro en costos de capital derivado de especificar un compresor de menor calidad. Los Principios de Evaluación de la Seguridad de la Oficina de Regulación Nuclear exigen que los sistemas de aire comprimido para instrumentación que desempeñan funciones de seguridad nuclear se diseñen según los principios de Defensa en Profundidad, lo que significa que se deben mantener sin degradación múltiples trenes independientes de aire comprimido, cada uno capaz de soportar la carga completa de forma independiente, durante toda la vida útil autorizada de la central, que para las instalaciones de nueva construcción como Hinkley Point C es de 60 años.
La dimensión de calificación sísmica añade una capa adicional de complejidad que distingue la adquisición de equipos nucleares de cualquier otra aplicación de aire comprimido. Los equipos mecánicos relacionados con la seguridad nuclear deben estar calificados para mantener su funcionalidad —o recuperarla en un plazo definido— tras un terremoto de base de diseño. Esto requiere pruebas de calificación completas en una mesa vibratoria triaxial, generando un informe de prueba que demuestre la capacidad del compresor para operar bajo el espectro de respuesta requerido específico de la planta. Los compresores de aire de tornillo sin aceite de grado nuclear de Ever Power están diseñados y probados para cumplir con los requisitos de calificación sísmica IEEE 344, con documentación completa de las pruebas —que incluye la línea base previa a la prueba, los registros operativos durante la prueba y los informes de inspección posteriores a la prueba— suministrada como parte del paquete estándar de control de calidad nuclear.
Seis ventajas de ingeniería de la tecnología de tornillos sin aceite de grado nuclear.
Cada especificación existe porque detrás de ella existe una consecuencia de un fallo nuclear.
Calidad del aire según la norma ISO 8573-1 Clase 0: Diseño, no filtración.
Ausencia total de aceite detectable en cualquier fase: líquida, aerosol o vapor. El compresor de doble husillo utiliza perfiles de rotor recubiertos de PTFE que funcionan en configuración sin contacto con engranajes de sincronización aislados del aceite, por lo que la cámara de compresión es físicamente inaccesible a los lubricantes. La certificación de calidad del aire por parte de terceros, a cargo de TÜV Rheinland o Bureau Veritas, está disponible de forma estándar en los contratos de suministro nuclear, con pruebas supervisadas incluidas en el programa de pruebas de aceptación en fábrica.
Capacidad de configuración redundante N+1 y 2×100%
Las funciones de seguridad nuclear toleran cero interrupciones en el suministro de aire para instrumentación. Nuestros sistemas compactos se pueden configurar como pares de servicio/reserva de 2×100%, configuraciones de anillo de 3×50% o configuraciones N+1 con conmutación automática y monitorización continua del estado. Toda la lógica de conmutación está integrada en el DCS de la planta o se suministra como un paquete PLC de seguridad independiente con documentación de evaluación SIL cuando lo requiera la especificación de seguridad del proyecto.
Calificación sísmica y ambiental completa (IEEE 344 / IEC 60780)
Las pruebas en mesa vibratoria conforme a los espectros de respuesta requeridos específicos de la planta, los registros de pruebas de ciclos térmicos, la evidencia de calificación de dosis de radiación y la documentación completa de trazabilidad de materiales se suministran como parte del paquete estándar de calificación nuclear. El equipo de ingeniería nuclear de Ever Power coordina el programa de calificación directamente con la autoridad independiente de verificación y validación del proyecto para cumplir con los requisitos de inspección de puntos de control de la ONR.
Documentación de control de calidad nuclear según EN 10204 3.1 / IAEA GS-R-3
Cada componente sometido a presión cuenta con la certificación completa de materiales según la norma EN 10204 3.1 o 3.2. Las cualificaciones de los procedimientos de soldadura, los registros de inspección no destructiva, los certificados de pruebas de presión y los informes de verificación dimensional se conservan en un sistema de gestión documental controlado, conforme a las normas IAEA GS-R-3 e ISO 9001:2015. A cada contrato de suministro nuclear se le asigna un ingeniero de control de calidad nuclear especializado, quien actúa como punto de contacto único para todas las consultas sobre la documentación de calidad durante el ciclo de vida del proyecto.
Eficiencia del variador de velocidad (VSD): reducción de energía de 30 a 45%
Las centrales nucleares operan de forma continua durante ciclos de vida de varias décadas. Un compresor de aire de tornillo sin aceite con variador de velocidad (VSD), que ajusta con precisión la producción a la demanda real de aire de instrumentación, puede reducir el consumo de energía del aire comprimido entre 30 y 451 TP5T en comparación con las unidades de velocidad fija. En una licencia de operación de la central de 40 años, el ahorro energético acumulado es sustancial y contribuye directamente a los compromisos del gobierno británico en materia de energías bajas en carbono. Las unidades VSD también reducen el estrés mecánico durante los ciclos de arranque y parada, prolongando la vida útil del compresor y reduciendo la frecuencia del mantenimiento programado.
Intervalos de servicio de 8000 horas con monitorización de estado mediante IIoT.
El mantenimiento planificado en un área supervisada por radiación requiere una gestión meticulosa de las paradas programadas para minimizar la exposición a la dosis ALARP. Las máquinas de grado nuclear de Ever Power están diseñadas para intervalos de servicio del compresor de 8000 horas —cuatro veces el intervalo típico de los compresores alternativos sin aceite— y están equipadas con sensores de vibración y temperatura compatibles con IIoT que envían datos predictivos sobre el estado de la planta al sistema CMMS. Las acciones de mantenimiento se planifican durante las ventanas de parada programadas, y no se activan de forma reactiva por alarmas durante el funcionamiento.
Principio de compresión, ciencia de los materiales y construcción de grado nuclear
El principio de funcionamiento de un compresor de doble tornillo es bien conocido en ingeniería mecánica: dos rotores helicoidales entrelazados —uno macho y otro hembra— giran dentro de una carcasa mecanizada con precisión. El aire ambiente entra por el extremo de succión, queda atrapado entre los lóbulos del rotor y la pared del orificio, y se comprime progresivamente a medida que el volumen de la cavidad disminuye hacia el puerto de descarga. En una máquina convencional con inyección de aceite, este se inyecta en la cámara de compresión para sellar el espacio libre entre las puntas del rotor y la carcasa, y para absorber el calor de la compresión. En un compresor de aire de tornillo sin aceite, ese mismo espacio debe controlarse completamente mediante tolerancias de fabricación extremadamente ajustadas —normalmente inferiores a 50 micrómetros en todo el rango de temperatura de funcionamiento— y los perfiles de los rotores están diseñados de manera que no exista contacto mecánico, y por lo tanto no se requiera lubricación límite, durante el funcionamiento normal. Los rotores funcionan sincronizados mediante engranajes externos alojados en una caja de engranajes sellada y completamente cerrada que nunca se comunica con el conducto de aire. Esta separación arquitectónica de las funciones de lubricación y compresión es la característica de diseño fundamental que hace que el rendimiento de la clase 0 según la norma ISO 8573-1 sea inherente, en lugar de depender de un tratamiento posterior.
Para aplicaciones nucleares, la selección de materiales en el circuito de compresión difiere significativamente de la práctica comercial. Las superficies en contacto con el fluido —el orificio de la carcasa, los recubrimientos del perfil del rotor, los tubos del intercooler, las carcasas del posenfriador y los componentes internos del separador de humedad— se especifican en acero inoxidable austenítico según ASTM A182 Grado F316L, o en aleación de aluminio anodizado duro de grado aeroespacial para secciones de baja presión donde la reducción de peso es una limitación del diseño del patín. Los componentes elastoméricos —sellos de eje, acoplamientos flexibles y conexiones de instrumentación— se especifican en compuestos de EPDM o PTFE calificados para el entorno de dosis de radiación específico definido en el Informe de Análisis de Seguridad de la planta, con registros de calificación de dosis de radiación proporcionados según EN 61000 o IEEE 323. El conjunto completo está diseñado para operar sin desprender residuos fibrosos o particulados en suspensión, para mantener la limpieza radiológica de la sala del compresor de aire de instrumentación y proteger el tren de tratamiento de aire posterior de la carga de partículas que exceda su base de diseño.
El enfriamiento del calor de compresión en una aplicación nuclear se logra típicamente mediante un diseño de enfriamiento intermedio de dos etapas. Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos refrigerados por agua son la configuración preferida en instalaciones nucleares porque eliminan la dependencia de las condiciones de temperatura ambiente, lo cual es importante cuando el sistema HVAC de la sala de compresores de aire de instrumentación está sujeto a restricciones de control de temperatura de clase de seguridad. El tren de tratamiento de aire aguas abajo, que comprende un prefiltro, un secador refrigerado o desecante, un postfiltro y un recipiente receptor de acero inoxidable, está integrado en el conjunto del skid y está diseñado para lograr un punto de rocío a presión de -40 grados Celsius como mínimo, cumpliendo con la especificación de humedad ISO 8573-1 Clase 1. Para aplicaciones donde la tubería de aire de instrumentación pasa por secciones exteriores expuestas, lo cual es relevante en algunas instalaciones nucleares del Reino Unido donde la tubería aérea atraviesa juntas de expansión de edificios, se puede lograr una especificación PDP de -70 grados Celsius utilizando tecnología de secador desecante regenerativo calentado de doble torre integrado en el mismo paquete de skid.
Parámetros de rendimiento técnico: compresor de aire de tornillo sin aceite de grado nuclear
| Parámetro | Grado nuclear estándar | De grado nuclear de alta capacidad | Configuración personalizada |
|---|---|---|---|
| Caudal nominal (FAD) | 1,0 – 5,0 m³/min | 5,1 – 20,0 m³/min | Hasta 35 m³/min |
| Presión de descarga | 0,6 – 0,8 MPa | 0,6 – 1,0 MPa | Hasta 1,3 MPa |
| Arrastre de petróleo | 0 mg/m³ (Clase 0) | 0 mg/m³ (Clase 0) | 0 mg/m³ (Clase 0) |
| Punto de rocío a presión (PDP) | -40 °C (con secador) | -40 °C (con secador) | -70 °C disponible |
| Rango de potencia del motor | 7,5 – 37 kW | 37 – 160 kW | Hasta 400 kW |
| Temperatura ambiente | 5 – 45 °C | 5 – 45 °C | -20 – 55 °C |
| Nivel de presión sonora | ≤ 68 dB(A) | ≤ 72 dB(A) | ≤ 75 dB(A) |
| Material del rotor/carcasa | Acero aleado recubierto de PTFE / hierro fundido | Acero aleado recubierto de PTFE / hierro fundido | Discos de freno de acero inoxidable 316L disponibles |
| Acuerdo de redundancia | N+1 / 2×100% | N+1 / 2×100% | 3×50% / 4×33% |
| Intervalo de servicio del compresor de aire | 8.000 horas | 8.000 horas | Según el diseño del proyecto |
| Certificaciones | IAEA GS-R-3 · ISO 8573-1 · ISO 9001 | OIEA · ONR · CE · PED · IEEE 344 | Según las especificaciones del proyecto |
Todos los datos de rendimiento se midieron en las condiciones de referencia del Anexo C de la norma ISO 1217 (20 °C, 1 bar, humedad relativa 0,%). Las configuraciones personalizadas se diseñan según los requisitos específicos de cada proyecto y se presupuestan individualmente.
Dónde se requieren compresores de aire de tornillo sin aceite dentro de una central nuclear
El término «aire de instrumentación» abarca una amplia gama de sistemas neumáticos distribuidos en todas las áreas funcionales de una central nuclear. Cada aplicación presenta requisitos ligeramente diferentes de presión, caudal, punto de rocío y control de la contaminación, pero todas comparten el requisito indispensable de un compresor de aire de tornillo sin aceite como fuente de aire comprimido. Los cinco principales consumidores de aire de instrumentación que se describen a continuación representan la mayor parte de la demanda de aire de instrumentación en una central típica de reactor de agua a presión o de reactor avanzado refrigerado por gas, y cada uno ilustra una consecuencia específica de la mala calidad del aire que justifica la especificación nuclear.
Actuadores del Sistema de Instrumentación de Seguridad (SIS)
Los actuadores neumáticos a prueba de fallos en las válvulas clasificadas como SIS requieren un suministro de aire de instrumentación garantizado que resista las condiciones de accidente de diseño. El aire comprimido debe cumplir con un PDP mínimo de -40 °C, ISO 8573-1 Clase 1 para partículas sólidas y un contenido absoluto de aceite Clase 0. Cualquier evento de contaminación que provoque el fallo de una válvula SIS ante una señal de demanda de acción de protección constituye un evento significativo que requiere la notificación obligatoria a la ONR según las condiciones de la licencia del sitio nuclear.
Válvulas de aislamiento de contención (CIV)
Las válvulas de aislamiento de contención constituyen la principal barrera de ingeniería entre el circuito primario y el entorno externo. Estas válvulas, accionadas neumáticamente, deben cerrarse en cuestión de segundos tras recibir una señal de aislamiento de contención y mantener la estanqueidad frente a la presión de diseño. Las tasas de fuga en el asiento de la válvula, medidas según la norma ANSI/FCI 70-2 Clase VI, son extremadamente sensibles a la contaminación por película de aceite en las superficies elastoméricas del asiento, lo que puede provocar hinchazón, pérdida de fuerza de asentamiento y, en última instancia, fallos en la estanqueidad del asiento durante las pruebas de fugas posteriores a un accidente.
Controles del sistema de refrigeración de emergencia del núcleo (ECCS)
En caso de pérdida de refrigerante, la inyección del sistema ECCS debe comenzar en cuestión de segundos. Las válvulas de control de inyección de alta presión, descarga del acumulador y recirculación de baja presión se accionan neumáticamente y utilizan acumuladores de aire comprimido de clase 1E, mantenidos a presión por compresores de aire de tornillo redundantes sin aceite, que cumplen con los requisitos sísmicos de categoría I de la central, lo que significa que deben seguir funcionando durante y después de un terremoto de diseño.
Purga de aire de la bomba de refrigerante del reactor
Las bombas de refrigerante del reactor utilizan sellos de eje de fuga controlada que requieren aire de instrumentación limpio para la monitorización y purga de los sellos. La contaminación por aceite en el aire de purga de los sellos degrada las superficies mecánicas de los mismos y puede provocar fugas incontroladas del refrigerante primario, una situación que se clasifica como una fuga del sistema de refrigeración del reactor que supera la capacidad normal de suministro, lo que requiere una intervención inmediata del operador y, potencialmente, una parada no planificada del reactor con las consiguientes operaciones de limpieza radiológica.
Sistemas de refrigeración de piscinas de combustible gastado y sistemas reforzados posteriores a Fukushima
Los requisitos de mejora posteriores a Fukushima, exigidos por la ONR en el marco del proceso de Revisión de Accidentes Japonesa (JAR), requieren que los controles de reposición de la piscina de combustible gastado y de flujo de refrigeración funcionen en condiciones de apagón prolongado de la central. Los acumuladores de aire para instrumentación con respaldo de batería, cargados mediante compresores de aire de tornillo sin aceite de grado nuclear como fuente principal, forman parte de la arquitectura de respaldo diverso reforzado (HDB), que ahora es una característica estándar de las mejoras de seguridad de las centrales nucleares del Reino Unido en toda la flota AGR operada por EDF.
Adquisición de aire comprimido para centrales nucleares en el Reino Unido: lo que los operadores y los equipos de proyecto deben saber.
El Reino Unido opera actualmente 9 centrales nucleares autorizadas que generan aproximadamente 151 TP5T de la electricidad del país. La flota de reactores avanzados refrigerados por gas —en Hartlepool, Heysham 1, Heysham 2, Dungeness B, Hinkley Point B y Torness— se gestiona mediante un programa de extensión de vida útil y mejoras de los sistemas de seguridad coordinado con la ONR. Junto a estas centrales operativas, el reactor de agua a presión Sizewell B continúa siendo la central nuclear operativa más joven del Reino Unido, mientras que el proyecto Hinkley Point C, liderado por EDF en Somerset —la primera nueva construcción nuclear en el Reino Unido en más de 30 años— se encuentra en plena construcción. El proyecto Sizewell C en Suffolk avanza en el marco de aprobación regulatoria, y el programa Great British Nuclear SMR está evaluando múltiples emplazamientos en el Reino Unido para el posible despliegue de la tecnología SMR de Rolls-Royce en la década de 2030.
Cada uno de estos proyectos genera requisitos de adquisición distintos para compresores de aire de tornillo sin aceite. Para la flota operativa de AGR, la prioridad suele ser la sustitución por unidades alternativas lubricadas con aceite envejecidas en sistemas relacionados con la seguridad, donde el equipo de adquisiciones necesita un proveedor que pueda igualar el rendimiento del sistema existente, proporcionar la documentación completa de Dedicación de Grado Comercial (CGD) para convertir un artículo comercial en un artículo relacionado con la seguridad nuclear y entregar dentro del período de parada planificado, que suele ser una parada de recarga de combustible y mantenimiento de 4 a 8 semanas. Para Hinkley Point C, el diseño EPR especifica los requisitos de rendimiento del sistema de aire de instrumentación que deben cumplirse a través de la base de diseño aprobada por la Evaluación de Diseño Genérico (GDA), con la adquisición regida por el marco de calificación de la cadena de suministro nuclear de EDF Energy. Para futuros proyectos SMR, las especificaciones del compresor de aire de instrumentación aún se están desarrollando a través de los procesos de certificación de diseño del proveedor de tecnología, pero el requisito fundamental de aire comprimido sin aceite de Clase 0 ya está establecido en los estudios de seguridad previos a la licencia.
Ever Power ha desarrollado una infraestructura de cadena de suministro nuclear en el Reino Unido específicamente para dar servicio tanto a la flota operativa existente como al programa de nueva construcción. Nuestro equipo de servicio de campo incluye ingenieros con base en el suroeste de Inglaterra —a menos de una hora de Hinkley Point— y en la región de Midlands, lo que proporciona capacidad de respuesta rápida a las centrales de Hartlepool y Heysham. Todos nuestros ingenieros de servicio nuclear con base en el Reino Unido poseen la autorización de seguridad (SC) apropiada para el acceso a instalaciones nucleares autorizadas y mantienen registros de competencia actualizados del Grupo de Habilidades Nucleares (NSG). Nuestro inventario de repuestos en depósito aduanero en el Reino Unido, mantenido en un centro logístico en Midlands, cubre todos los componentes críticos del compresor para entrega al día siguiente en cualquier instalación nuclear autorizada del Reino Unido, con servicio de emergencia fuera del horario laboral disponible para centrales operativas.
Probado en la práctica: éxito del cliente
Resultados reales de operadores nucleares que han especificado compresores de aire de tornillo sin aceite de Ever Power.
Caso de estudio destacado · Corea del Sur · Generación de energía nuclear
Korea Hydro & Nuclear Power — Sustitución del sistema de aire para instrumentación de la unidad 2 de Shin-Hanul
Cuando Korea Hydro & Nuclear Power emprendió la revisión del sistema de aire de instrumentación para la central Shin-Hanul Unidad 2 en la provincia de Gyeongsang del Norte, el equipo de ingeniería se enfrentó a un desafío que muchos operadores nucleares de todo el mundo reconocerán. Los compresores alternativos lubricados con aceite existentes habían acumulado una carga de mantenimiento que consumía un tiempo de parada planificado considerable, y el sistema había generado tres eventos documentados de contaminación por aceite en el aire de instrumentación en un período de cinco años; dos de ellos requirieron mantenimiento no planificado de válvulas y uno resultó en una condición degradada que debía notificarse en un actuador clasificado por el SIS. El comité de seguridad de la central exigió un reemplazo completo con tecnología sin aceite certificada según la norma ISO 8573-1 Clase 0, que cumplía con los requisitos sísmicos de Categoría II de la central y especificaba una configuración redundante N+1 con conmutación automática.
Ever Power suministró un paquete redundante 2×100% que comprende dos compresores de aire de tornillo sin aceite de 11 kW, cada uno con una capacidad nominal de 1,8 m³/min FAD a 0,75 MPa, acoplados a secadores desecantes regenerativos sin calor de doble torre que logran un punto de rocío de presión garantizado de -40 °C. Los patines de tratamiento de aire completos, incluidos los filtros de entrada, prefiltros, postfiltros, recipientes receptores de acero inoxidable y toda la instrumentación del sistema, se preensamblaron completamente en bastidores de acero estructural comunes y se sometieron a un programa integral de pruebas de aceptación en fábrica. Los ingenieros de control de calidad nuclear de KHNP presenciaron las pruebas de aceptación en fábrica durante un período de tres días, revisando todos los registros de inspección de ensayos no destructivos, certificaciones de materiales, documentación de calibración y datos de pruebas de rendimiento funcional en comparación con el plan de calidad específico del proyecto.
Desde su puesta en marcha a principios de 2021, las dos unidades Ever Power han acumulado más de 20 000 horas de funcionamiento combinadas sin una sola parada no planificada. El punto de rocío del aire de instrumentación de la planta se ha mantenido en -40 °C PDP en todo momento, y las ocho pruebas trimestrales de calidad del aire ISO 8573 realizadas desde la puesta en marcha han registrado un contenido de aceite de 0 mg/m³. El intervalo de mantenimiento planificado se ha ampliado del ciclo anterior de 2000 horas al intervalo de 8000 horas especificado por Ever Power, lo que reduce la demanda de mano de obra para el mantenimiento del sistema de aire de instrumentación en aproximadamente 62% en términos de ciclo de vida. El director de ingeniería de KHNP reconoció formalmente el resultado como un modelo para la especificación de compresores sin aceite en futuros proyectos de modernización de estaciones dentro de la flota de KHNP.
En nuestra estación AGR, sustituimos compresores alternativos lubricados con aceite, con 12 años de antigüedad, por compresores de tornillo sin aceite Ever Power. La mejora en la calidad del aire fue perceptible en la primera prueba trimestral: Clase 0 en todos los aspectos. La integración del diagnóstico remoto con nuestro sistema CMMS ha transformado la forma en que planificamos el mantenimiento del aire de instrumentación; ahora programamos las intervenciones durante los periodos de inactividad planificados, en lugar de reaccionar a las alarmas durante el funcionamiento, que es precisamente lo que exige la Defensa en Profundidad.
— Ingeniero mecánico sénior
Central de reactores avanzados refrigerados por gas, norte de Inglaterra, Reino Unido
Al evaluar a los proveedores para el sistema de aire comprimido de Hinkley Point C, analizamos a cuatro fabricantes según las especificaciones de nuestro proyecto. La propuesta de Ever Power para el control de calidad nuclear fue la más completa que recibimos: trazabilidad completa de los materiales según la norma EN 10204 3.1, informes de ensayos de cualificación sísmica con testigos y un gestor de cuentas nucleares que comprendió nuestro programa de puntos de control de la ONR desde el primer día. El precio era competitivo, pero la calidad de la documentación y la experiencia demostrable en proyectos nucleares fueron los factores decisivos para la adjudicación del contrato.
— Gerente de Adquisiciones, Sistemas de Islas Nucleares
Importante proyecto de construcción de una nueva central nuclear en el Reino Unido, Somerset.
Especificamos compresores de aire de tornillo sin aceite Ever Power para la modernización del núcleo reforzado del sistema de refrigeración de la piscina de combustible gastado en nuestra central nuclear francesa. El rendimiento durante los 24 meses posteriores a la puesta en marcha ha sido impecable. Lo que distinguió a este proveedor fue su genuina capacidad de ingeniería a medida: el panel de control se diseñó desde cero para integrarse con nuestra arquitectura Schneider DCS, la estructura del módulo se modificó para adaptarse a la distribución existente de nuestra sala de compresores y la documentación de cualificación se estructuró en torno a nuestra interfaz normativa ASN específica. La entrega se realizó a tiempo, dentro del presupuesto y cumpliendo con las especificaciones.
— Ingeniero jefe de instrumentación y control
Operaciones nucleares de EDF, Francia
Paquetes de aire comprimido para instrumentación nuclear diseñados a medida: Capacidad de fabricación y diseño de Ever Power
Uno de los factores diferenciadores más importantes de Ever Power en el mercado de suministro nuclear es nuestra genuina capacidad de ingeniería a medida: no nos limitamos a cambiar la etiqueta de compresores comerciales estándar por documentación nuclear. Nuestra planta de fabricación cuenta con una nave de producción nuclear dedicada, donde toda la fabricación relacionada con la seguridad se encuentra físicamente separada de las líneas de producción comerciales. Esta separación abarca desde la inspección de recepción de materia prima, donde todos los materiales de grado nuclear se verifican de forma independiente con respecto a los certificados del fabricante antes de su liberación a la planta de producción, hasta el ensamblaje y las pruebas finales, donde los componentes nucleares son ensamblados por técnicos cualificados en los procedimientos de soldadura y ensamblaje nuclear pertinentes. La nave de producción nuclear opera bajo un sistema de gestión de calidad independiente y auditado, alineado con la norma IAEA GS-R-3 y supervisado periódicamente por inspectores nucleares independientes de Lloyd's Register, Bureau Veritas o el propio equipo de control de calidad nuclear del cliente. Cada paso de la producción se documenta, cada medición se registra y cada no conformidad se resuelve formalmente a través de nuestro programa de acciones correctivas nucleares antes de que el artículo pase a la siguiente etapa.
Nuestra capacidad de personalización de productos abarca todo el conjunto de un paquete de patín neumático para instrumentación nuclear. Diseñamos la presión de descarga a cualquier valor entre 0,5 MPa y 1,3 MPa, configuramos sistemas de redundancia para adaptarnos a los requisitos específicos de análisis de seguridad del proyecto e integramos la tecnología de secado seleccionada (refrigerada, regenerativa sin calentamiento o regenerativa con calentamiento) en un conjunto de bastidor base común. Las dimensiones del patín están diseñadas para adaptarse a las necesidades existentes. compresor Diseños de salas donde la modificación del edificio no es factible, con cálculos estructurales proporcionados según las normas Eurocódigo para el diseño de anclaje sísmico. La arquitectura del panel de control está configurada para interactuar con las plataformas Siemens S7 o TIA Portal, ABB 800xA, Schneider EcoStruxure o Yokogawa CENTUM, o para operar como un paquete PLC autónomo. Para las funciones de control clasificadas bajo un requisito SIL, diseñamos y documentamos la lógica de control según IEC 61508 y proporcionamos la evaluación SIL y la evidencia de verificación requerida por el caso de seguridad del proyecto. Nuestro compromiso de soporte de ciclo de vida de 40 años, respaldado por un programa de disponibilidad garantizada de piezas de repuesto con existencias aduaneras en el Reino Unido y plazos de entrega definidos para artículos no almacenados, aborda el requisito de confiabilidad operativa a largo plazo que los equipos de adquisiciones nucleares priorizan con razón por encima de todos los demás factores.
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Preguntas frecuentes
Respuestas a las preguntas que los ingenieros nucleares, los responsables de compras y los operadores de plantas del Reino Unido nos hacen con mayor frecuencia sobre los compresores de aire de tornillo sin aceite para aplicaciones de aire comprimido en instrumentación nuclear.
¿Cuál es la diferencia práctica entre un compresor de aire de tornillo sin aceite y una unidad con inyección de aceite y filtración posterior, y por qué es importante específicamente para los sistemas de aire de instrumentación de las centrales nucleares en el Reino Unido?
Un compresor de aire de tornillo sin aceite produce aire comprimido con contenido cero de aceite por diseño de ingeniería: nunca entra aceite en la cámara de compresión, por lo que se alcanza inherentemente la Clase 0 de la norma ISO 8573-1. Una máquina con inyección de aceite utiliza aceite como fluido de proceso en la cámara de compresión y depende de filtros coalescentes posteriores para reducir la concentración de aceite a típicamente 0,01 mg/m³ (Clase 1), que aún es aceite detectable y, fundamentalmente, un nivel que solo se puede alcanzar mientras el elemento filtrante esté intacto y dentro de su vida útil. Para las centrales nucleares del Reino Unido reguladas por la ONR en virtud de la Ley de Instalaciones Nucleares de 1965, el aire de instrumentación que alimenta los actuadores de válvulas de seguridad debe cumplir la Clase 0. Una máquina con inyección de aceite y filtración no puede satisfacer este requisito porque la falla del elemento filtrante —un modo de falla creíble— resultaría en que el aceite sin filtrar llegara a los actuadores de las válvulas de seguridad, sin detección intermedia antes de la degradación del actuador.
¿Cuánto suele costar un compresor de aire de tornillo sin aceite de grado nuclear para un proyecto de central nuclear en el Reino Unido, y qué factores influyen más significativamente en el precio final de compra y el coste del ciclo de vida?
Un compresor de aire de tornillo sin aceite de grado comercial en el rango de 11 a 22 kW cuesta aproximadamente entre 20 000 y 40 000 libras esterlinas. Una unidad de grado nuclear totalmente cualificada con un paquete completo de documentación de control de calidad (certificados de materiales según EN 10204 3.1, informes de pruebas de cualificación sísmica, FAT supervisada y documentación de calidad conforme a la ONR) suele costar entre 60 000 y 200 000 libras esterlinas por unidad, antes de incluir el secador integrado, el receptor y el equipo auxiliar. Un paquete completo de 2×100% redundante para una planta nuclear del Reino Unido, que incluye todo el equipo de tratamiento de aire, la integración de controles y la documentación, oscila entre 180 000 y más de 500 000 libras esterlinas, dependiendo del caudal y la profundidad de las especificaciones. Los costos del ciclo de vida —incluidos los intervalos de servicio de 8000 horas en lugar de los ciclos de 2000 horas— generalmente hacen que la tecnología de tornillo sin aceite sea más económica que las alternativas de pistón sin aceite en un horizonte de 20 años. Para obtener una estimación presupuestaria específica del proyecto, contáctenos. [email protected] con sus requisitos de caudal y presión.
¿Qué certificaciones y cualificaciones debo verificar al elegir un proveedor de compresores de aire sin aceite para aplicaciones de aire comprimido para instrumentación relacionadas con la seguridad nuclear en el Reino Unido?
Como mínimo, verifique: certificación ISO 8573-1 Clase 0 con pruebas de testigo independiente de terceros (no autodeclarada); alineación del sistema de gestión de calidad IAEA GS-R-3, auditada por un organismo acreditado; ISO 9001:2015 con alcance de suministro nuclear; marcado CE bajo la Directiva de Equipos a Presión (2014/68/UE, mantenida en la legislación del Reino Unido como PSSR 2000); evidencia de calificación sísmica según IEEE 344 o IEC 60780 para la base de diseño específica de la planta; y certificados de materiales EN 10204 3.1 para todos los componentes que contienen presión. Para los sitios nucleares del Reino Unido, verifique también que el SGC del proveedor aborde NS-TAST-GD-058 (guía de evaluación técnica de garantía de calidad de la ONR para fines de seguridad nuclear), que tengan un procedimiento demostrado de Dedicación de Grado Comercial para el suministro nuclear, y que sus ingenieros de acceso al sitio tengan registros de competencia NSG apropiados y autorización de seguridad.
¿Dónde puedo encontrar un proveedor cualificado y con experiencia de compresores de aire de tornillo sin aceite de grado nuclear para proyectos en Hinkley Point C, Sizewell B u otros emplazamientos nucleares autorizados en el Reino Unido?
Ever Power es un proveedor consolidado con una trayectoria documentada en sistemas de aire comprimido para instrumentación de centrales nucleares en Asia, Europa y Oriente Medio. Nuestra infraestructura de suministro nuclear en el Reino Unido incluye ingenieros de servicio de campo con sede en Somerset y Midlands, un inventario de repuestos en depósito aduanero en el Reino Unido para entrega al día siguiente en cualquier instalación nuclear autorizada, y un equipo de ventas e ingeniería nuclear con experiencia en el cumplimiento de los requisitos de cualificación de adquisiciones de la ONR. Estamos participando en el proceso de cualificación de la cadena de suministro de Hinkley Point C y estamos preparados para la fase de adquisición previa a la FEED de Sizewell C. Para iniciar la conversación sobre la cualificación o solicitar un presupuesto, envíe un correo electrónico [email protected] con los detalles de su proyecto y los documentos de referencia de las especificaciones.
¿Cómo demuestra un compresor de aire de tornillo sin aceite que seguirá funcionando de forma segura tras un sismo en una central nuclear, y qué pruebas exige la ONR?
La norma IEEE 344 rige la calificación sísmica de los equipos mecánicos relacionados con la seguridad en las centrales nucleares. La calificación se logra montando una unidad de producción representativa en una mesa vibratoria triaxial y aplicando un movimiento de entrada dinámico que abarca el espectro de respuesta requerido (RRS) específico de la planta, tanto para condiciones de terremoto de operación (OBE) como de terremoto de parada segura (SSE). El compresor debe demostrar su funcionamiento durante la entrada OBE y su integridad estructural con recuperación a la función tras la entrada SSE. El informe de la prueba de calificación —que incluye la línea base funcional previa a la prueba, los registros operativos durante la prueba y los resultados de la inspección posterior a la prueba— se proporciona como documentación controlada de control de calidad nuclear. La ONR no prescribe una norma específica para la calificación sísmica de la planta mecánica, pero espera que los solicitantes demuestren la equivalencia con la metodología aceptada de IEEE 344 o IEC 60780 durante la evaluación genérica del diseño o el proceso de revisión de la licencia del proyecto.
¿Cuál es el intervalo de mantenimiento previsto para un compresor de aire de tornillo sin aceite en un sistema de aire comprimido para instrumentación nuclear, y cómo se compara con los compresores alternativos lubricados con aceite que utilizan actualmente muchas centrales AGR del Reino Unido?
Los compresores de aire de tornillo sin aceite de grado nuclear de Ever Power están diseñados para un intervalo de mantenimiento planificado de 8000 horas para la inspección preventiva del compresor y el reemplazo programado de componentes. Los compresores alternativos sin aceite, que aún operan en varias centrales AGR del Reino Unido, generalmente requieren la inspección de la placa de válvulas y los anillos a las 2000 horas y el reemplazo completo de los anillos del pistón a las 4000 horas, debido a la tasa de desgaste mecánico fundamentalmente mayor del mecanismo alternativo. La consecuencia práctica es que una unidad de tornillo sin aceite requiere aproximadamente una cuarta parte de las intervenciones de mantenimiento planificadas durante un ciclo operativo de 40 000 horas, lo que representa una reducción directa en la exposición a la dosis de radiación para los técnicos de mantenimiento que trabajan en áreas de radiación supervisadas, una reducción significativa en la duración del mantenimiento de parada planificada y un menor costo de mantenimiento del ciclo de vida a pesar del mayor precio de compra.
¿Puedo obtener un compresor de aire de tornillo sin aceite totalmente personalizado, diseñado para adaptarse al diagrama P&ID de aire de instrumentación, la distribución de la sala y la arquitectura de control DCS específicos de mi central nuclear en el Reino Unido?
Sí, y esta es una de las principales capacidades diferenciadoras de Ever Power para aplicaciones nucleares. No suministramos paquetes de aire comprimido para instrumentación nuclear de un catálogo; cada proyecto nuclear se diseña a medida a partir del diagrama P&ID del sistema, la especificación funcional, los criterios de diseño ambiental y los requisitos de la arquitectura de control. La presión de descarga, la configuración de redundancia, la tecnología de secado, el dimensionamiento del receptor, las especificaciones de instrumentación y el diseño del panel de control se definen proyecto por proyecto. Nos integramos con las plataformas DCS de Siemens, ABB, Schneider y Yokogawa, y diseñamos la lógica de control para SIL 1 o SIL 2 cuando la clasificación de la función de protección lo requiere. El diseño estructural del skid está optimizado para adaptarse a las huellas existentes de la sala de compresores cuando la modificación del edificio no es una opción. Para iniciar una conversación sobre un diseño personalizado, envíe su documento de especificaciones y P&ID a [email protected].
¿Cuánto tiempo suele tardar la adquisición y entrega de un compresor de aire de tornillo sin aceite de grado nuclear, desde la consulta inicial hasta la puesta en marcha en una instalación nuclear del Reino Unido?
Los plazos de adquisición de equipos de grado nuclear son significativamente más largos que los del suministro comercial de aire comprimido debido a los requisitos de documentación de control de calidad y al programa obligatorio de pruebas de aceptación en fábrica. Una unidad estándar de compresor de aire de tornillo sin aceite de grado nuclear con paquete de cualificación completo suele requerir de 20 a 28 semanas desde la emisión del pedido hasta la finalización de las pruebas de aceptación en fábrica (FAT) en nuestra fábrica, con 4 a 6 semanas adicionales para el envío, la instalación en planta y la puesta en marcha, lo que da un total aproximado de 24 a 34 semanas hasta la entrega operativa. Un paquete tipo skid totalmente personalizado con secador integrado, controles y diseño estructural a medida suele requerir de 32 a 40 semanas. Para proyectos nucleares en el Reino Unido con ventanas de parada planificadas o limitaciones en el cronograma de construcción de nuevas instalaciones, recomendamos encarecidamente contactar con nuestro equipo de ventas nucleares en la fase más temprana posible del proyecto, idealmente durante la fase previa a la ingeniería básica (pre-FEED) o el diseño detallado, para garantizar que el cronograma de adquisición sea alcanzable dentro del programa del proyecto.
¿Listo para especificar su sistema de compresor de aire para instrumentación nuclear?
Nuestro equipo de ingeniería nuclear está listo para revisar sus especificaciones, responder a sus preguntas técnicas y preparar un presupuesto detallado y personalizado para su proyecto. En Ever Power, cada proyecto de aire comprimido para instrumentación nuclear comienza con una conversación técnica, no con una presentación de ventas.
📧 Solicita un presupuesto — [email protected]
Respuesta en un día hábil · Proyectos nucleares en el Reino Unido e internacionales · Editado por gzl