La generación de energía nuclear exige un nivel de precisión de ingeniería que la mayoría de las industrias jamás alcanzan. Dentro de la arquitectura de instrumentación y control (I&C) de cualquier reactor comercial —ya sea un reactor de agua a presión, un reactor avanzado refrigerado por gas (AGR) o un reactor EPR de nueva generación— el aire comprimido no es simplemente un servicio. Es un medio crítico para la seguridad, cuya pureza puede determinar si un reactor se detiene de forma segura o continúa operando en condiciones de fallo. La más mínima traza de contaminación por hidrocarburos, entrada de humedad o partículas en una línea neumática puede provocar que una válvula piloto se atasque, un posicionador se desvíe o una válvula de aislamiento de contención falle en el momento preciso. Por eso, todo operador nuclear de renombre en el mundo especifica aire comprimido libre de aceite para el suministro de aire de instrumentación, y por eso la elección de la tecnología de compresores tiene implicaciones regulatorias que van mucho más allá de la sala de máquinas.
Los compresores de aire de tornillo sin aceite Ever Power se han diseñado desde el principio para entornos donde el fallo no es una opción. Nuestras máquinas cumplen con la norma ISO 8573-1 Clase 0, el estándar reconocido internacionalmente que define el aire comprimido verdaderamente libre de aceite, y están validadas para aplicaciones de grado de seguridad nuclear de acuerdo con la guía IAEA NS-G-1.3 y los requisitos de la Oficina de Regulación Nuclear del Reino Unido (ONR). Ya sea que esté poniendo en marcha un nuevo colector de aire de instrumentación para Hinkley Point C, reemplazando conjuntos de compresores antiguos en un sitio de desmantelamiento de Magnox administrado por la Autoridad de Desmantelamiento Nuclear (NDA), o actualizando el paquete de aire de instrumentación para una estación AGR de EDF Energy, nuestros compresores de tornillo sin aceite brindan la confiabilidad básica que requieren los casos de seguridad nuclear.
En las secciones siguientes, encontrará una descripción detallada de los principios de ingeniería que sustentan la compresión de tornillo sin aceite, un conjunto completo de parámetros de rendimiento, orientación específica para circuitos de instrumentación y control nucleares, y evidencia práctica de proyectos nucleares en funcionamiento en el Reino Unido y otros países. Si se encuentra en las primeras etapas de la especificación de un proyecto o está evaluando opciones para un reemplazo equivalente, esta página le brindará la información técnica y la confianza comercial necesarias para tomar la decisión correcta.
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Por qué es importante
Aire para instrumentación libre de aceite: el estándar innegociable para la instrumentación y control nuclear.
Integridad de la válvula de seguridad
Los aerosoles de aceite, incluso en concentraciones tan bajas como 0,01 mg/m³, pueden provocar que los asientos de las válvulas neumáticas se hinchen, se atasquen o no vuelvan a cerrarse correctamente. En un sistema instrumentado de seguridad, una válvula atascada en posición abierta o cerrada compromete directamente la función de protección de la planta, un resultado que los organismos reguladores consideran un fallo de seguridad grave.
Cumplimiento normativo
Los Principios de Evaluación de la Seguridad de la ONR y la Serie de Normas de Seguridad NS-G-1.3 del OIEA exigen que la calidad del aire de instrumentación se especifique, supervise y mantenga durante toda la vida útil de la planta. La certificación ISO 8573-1 Clase 0 proporciona el estándar de calidad documentado que requieren los estudios de seguridad y las revisiones periódicas de seguridad.
Arquitectura de redundancia
Los sistemas de aire para instrumentación y control nuclear están configurados en una base 2×100% o N+1, de modo que la falla de un solo compresor, ya sea planificada o imprevista, no interrumpa el suministro de aire para instrumentación. Los compresores Ever Power están disponibles en arquitecturas de conjunto emparejado, de servicio/reserva o totalmente segregadas para cumplir con cualquier criterio de falla única en el ámbito nuclear.
Larga vida útil
La vida útil prevista de una central nuclear es de entre 40 y 60 años, y se espera que cada compresor de aire de instrumentación funcione durante más de 60 000 horas durante los periodos de parada programada. El diseño de tornillo sin aceite elimina la degradación del lubricante como factor limitante de la vida útil, lo que se traduce en un coste del ciclo de vida sustancialmente menor que el de los sistemas equivalentes con inyección de aceite adaptados con filtración posterior.
Principios de ingeniería
Cómo un compresor de tornillo sin aceite logra una pureza de aire de clase 0
El compresor de tornillo sin aceite funciona con el mismo principio de rotor helicoidal entrelazado que su contraparte con inyección de aceite, pero con un enfoque fundamentalmente diferente para la gestión de la holgura del rotor y el control térmico. En una máquina con inyección de aceite, el lubricante llena la mínima holgura entre los rotores macho y hembra, desempeñando tres funciones simultáneas: sellar la cámara de compresión para evitar fugas, enfriar el proceso de compresión para controlar las temperaturas de descarga y lubricar los perfiles del rotor para evitar el contacto metal con metal. Al eliminar el aceite, estas tres funciones deben abordarse por medios alternativos.
Ever Power logra esto mediante un diseño de compresión de dos etapas con un enfriador de aire intermedio. En la primera etapa, el aire ambiente se aspira a través de rotores mecanizados con precisión, mantenidos en su lugar mediante engranajes de sincronización de compuesto de PTFE en lugar de películas de aceite. Los rotores están recubiertos con una capa de polímero antiadherente especializada que mantiene la superficie de sellado sin lubricante de hidrocarburo en la cámara de compresión. La compresión eleva la temperatura del aire; el enfriador intermedio disipa el calor y elimina la humedad condensada antes de que la segunda etapa lleve el aire a su presión de entrega final. La lubricación de los engranajes se limita por completo a cámaras de cojinetes selladas, separadas de la trayectoria de compresión por sellos de eje y barreras laberínticas, lo que garantiza que ni siquiera el vapor del lubricante migre al flujo de aire del proceso.
El resultado es aire comprimido que, según las mediciones, no contiene aceite detectable, verificado conforme a los requisitos de la norma ISO 8573-1 Clase 0 mediante análisis del contenido total de aceite a la salida del compresor. Para aplicaciones de aire para instrumentación nuclear, el aire de salida pasa por un secador de aire refrigerante específico y un sistema de filtración coalescente redundante, lo que reduce el punto de rocío de la humedad a -40 °C pfd o menos y las partículas a la clase ISO 1. Este paquete integrado es el que suministramos como una unidad de aire para instrumentación preconfigurada y montada sobre patín, lista para conectarse al colector de aire para instrumentación nuclear.
Datos técnicos
Parámetros de rendimiento y especificaciones
La siguiente matriz de especificaciones abarca la gama estándar de paquetes de aire comprimido para instrumentación y control nuclear. Se pueden solicitar configuraciones personalizadas, que incluyen variantes de mayor presión para requisitos específicos de posicionadores, envolventes con certificación ATEX para áreas eléctricas de Zona 2 y cubiertas acústicas de bajo ruido para instalaciones en edificios de control.
| Parámetro | Especificación / Gama | Relevancia nuclear |
|---|---|---|
| Tipo de compresor | Tornillo rotativo de dos etapas sin aceite | Sin aceite en el circuito de compresión; se puede alcanzar la clase ISO 0. |
| Clase de pureza del aire | ISO 8573-1 Clase 0 (aceite total < 0,01 mg/m³) | Obligatorio para el aire de instrumentación de grado de seguridad nuclear |
| Presión de entrega | 7,0 – 13,0 bar g (ajustable) | Cubre toda la gama de requisitos de actuadores neumáticos nucleares. |
| Envío aéreo gratuito | 2,5 – 22,0 m³/min (por unidad) | Escalable para cabezal de estación de un solo reactor o de múltiples unidades |
| Punto de rocío de humedad | -40 °C pfd (con secador integrado) | Evita la formación de hielo y la corrosión en las tuberías de instrumentación y control. |
| Contenido de partículas | ISO 8573-1 Clase 1 (≤ 0,1 µm / 0,1 mg/m³) | Protege las placas de orificio y los transmisores de boquilla-aleta. |
| Clase de motor de accionamiento | Eficiencia premium IE3 / IE4, IEC 60034 | Costes operativos reducidos; en consonancia con los compromisos de cero emisiones netas del Reino Unido. |
| Sistema de control | PLC con E/S Modbus / PROFIBUS / HART | Se integra con el sistema DCS/SCADA de la planta para la monitorización remota. |
| Nivel de ruido | ≤ 72 dB(A) a 1 m (dosel estándar) | Adecuado para casetas de compresores ocupadas cerca de edificios de control. |
| Rango de temperatura ambiente | De -5 °C a +45 °C (opciones de rango extendido) | Operable durante todo el año en entornos de plantas costeras del Reino Unido. |
| Configuración de redundancia | 2×100% en servicio/reserva o unidad múltiple N+1 | Cumple con los requisitos del criterio de fallo único nuclear |
| Vida útil del servicio de diseño | ≥ 60.000 horas de funcionamiento (intervalo de revisión general) | En consonancia con los ciclos de planificación de paradas de las centrales nucleares. |
| Certificaciones | ISO 9001 | ISO 8573-1 Clase 0 | CE | UKCA | Compatible con el OIEA | Paquete completo de documentación para la presentación del caso de seguridad nuclear. |
Dónde funciona
Aplicaciones críticas de instrumentación y control alimentadas con aire de instrumentación libre de aceite.
Actuación del Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS)
Los elementos finales neumáticos del SIS, incluidas las válvulas de aislamiento de proceso y las válvulas de disparo, dependen de aire de instrumentación limpio y seco para mantener su posición de seguridad ante una pérdida de energía o una orden del solucionador lógico. Los compresores Ever Power proporcionan la presión del colector y la estabilidad de flujo que eliminan los disparos espurios debidos a variaciones de presión de aire, con una tolerancia de presión de ±0,15 bar en todo el rango de demanda del circuito SIS.
Válvulas de aislamiento de contención
El perímetro de contención primario depende del cierre de válvulas de aislamiento neumáticas dentro de tiempos de carrera definidos tras una señal de aislamiento. Cualquier degradación en la calidad del suministro de aire para instrumentación —ya sea por contaminación con aceite, congelación por humedad o pérdida de presión— compromete directamente la estanqueidad de la envolvente de contención. Nuestros compresores redundantes mantienen un suministro constante de aire para instrumentación, incluso durante los periodos de mantenimiento programado, gracias a la lógica de conmutación por reserva integrada.
SCRAM y parada de emergencia del reactor
Los sistemas de parada de emergencia, ya sean mecanismos de interruptor de disparo de reactor hidráulicos o neumáticos, requieren un suministro de aire de tracción ultra fiable con presiones mínimas definidas en el colector. El cambio automático a modo de reserva de Ever Power, combinado con un acumulador receptor dimensionado para soportar el transitorio de cambio, garantiza que el colector de aire SCRAM se mantenga presurizado por encima de la presión mínima de activación de la válvula de disparo durante cualquier escenario plausible de fallo de un solo compresor.
Sistema de refrigeración de emergencia del núcleo (ECCS)
La carga del acumulador ECCS, la activación de la válvula de la línea de inyección ECCS y la lógica de inicio de la pulverización del núcleo cuentan con elementos neumáticos que deben funcionar durante y después de los eventos de diseño, incluidos los eventos sísmicos y los escenarios de apagón de la central. Los compresores de aire de instrumentación suministrados a los circuitos relacionados con ECCS se especifican con documentación de calificación sísmica (metodología IEEE 344) y distribución de energía de emergencia con respaldo diésel; ambas características son opciones estándar que el paquete nuclear de Ever Power ofrece.
¿Por qué siempre?
Seis ventajas de ingeniería para el aire de instrumentación nuclear
Cero arrastre de aceite — Verificado
Cada unidad se entrega con un certificado de prueba ISO 8573-1 Clase 0 emitido por un laboratorio externo acreditado. El informe de prueba forma parte del paquete de datos del equipo que se presenta para fines de seguridad nuclear, lo que elimina la necesidad de que el comprador encargue pruebas posteriores a la instalación antes de la entrega.
Paquete de documentación completo
La adquisición de equipos nucleares exige trazabilidad de materiales, registros de inspección de soldadura, protocolos FAT/SAT y manuales de operación y mantenimiento adaptados a las especificaciones del cliente. Ever Power cuenta con un equipo especializado en documentación nuclear que elabora libros de datos conformes a la normativa para instalaciones reguladas por la ONR, contratos marco NDA y requisitos de adquisición de EDF Energy, todo ello bajo nuestro sistema de gestión de calidad certificado según la norma ISO 9001.
Calificación sísmica disponible
Para aplicaciones de aire comprimido para instrumentación clasificadas por seguridad en nuevas instalaciones nucleares, como Hinkley Point C, Ever Power puede suministrar paquetes de compresores con documentación de diseño de anclaje sísmico, informes de pruebas en mesa vibratoria conformes a la norma IEEE 344 y cálculos estructurales que certifican el rendimiento en la ZPA específica del sitio. Este servicio, poco común entre los proveedores de compresores industriales estándar, refleja nuestra amplia experiencia en proyectos nucleares.
Cambio automático de servicio/modo de espera
El panel de control PLC integrado supervisa simultáneamente la presión de descarga y las señales de estado del compresor de ambas unidades. Una caída de presión por debajo del punto de ajuste de baja presión, o una señal de fallo en el compresor en servicio, activa el arranque automático en modo de espera y la conmutación en tres segundos, más rápido de lo que tardan la mayoría de los colectores neumáticos en reducir la presión del aire de instrumentación hasta el mínimo. Los eventos de conmutación se registran con marca de tiempo para su posterior revisión por parte de los ingenieros de planta.
Costo del ciclo de vida bajo
Eliminar el aceite implica eliminar el separador de aceite, los filtros de eliminación de aceite en línea y los cambios de aceite programados que requieren las máquinas con inyección de aceite cada 2000 a 4000 horas. Durante un período operativo de 20 años en una central nuclear, el ahorro en costos de mantenimiento, sumado al menor consumo de energía del motor IE4, suele generar un ahorro durante el ciclo de vida de entre 30 y 401 toneladas en comparación con un sistema equivalente con inyección de aceite y filtración posterior de Clase 1.
Integración de sistemas de monitoreo remoto y alarmas
La integración con el sistema de control distribuido (DCS) de la planta es estándar. Las salidas de E/S cableadas Modbus RTU, PROFIBUS DP o de 4 a 20 mA permiten que el estado del sistema de aire de instrumentación (estado de funcionamiento, presión del colector, punto de rocío de salida, alarmas del monitor de calidad del aire y condiciones de falla del compresor) se anuncie en la sala de control principal y se incorpore al sistema de gestión de alarmas de la planta sin necesidad de ingeniería adicional.
Éxito del cliente
Proyecto nuclear de nueva construcción en el Reino Unido — Somerset, Inglaterra
Proyecto: Paquete de suministro de aire para instrumentación para un importante proyecto de construcción de una nueva central nuclear en Somerset, Inglaterra. El proyecto requería un paquete completo de aire para instrumentación montado sobre patines para alimentar los circuitos de seguridad de instrumentación y control de la planta, incluidos los elementos finales del sistema de aislamiento de instrumentación (SIS) y las válvulas de aislamiento de contención, durante la puesta en marcha de la construcción y durante la operación nuclear inicial.
Requisito: Las especificaciones del cliente requerían un compresor de tornillo redundante sin aceite de 2×100% con un caudal mínimo de 14 m³/min a 8,5 bar g, y una pureza del aire de clase 0 según la norma ISO 8573-1, verificada a la salida del compresor. Para la presentación de la documentación de seguridad, se exigía la documentación completa de cualificación sísmica y los libros de datos compatibles con la ONR. El sistema debía ajustarse a una sala de compresores compacta con una altura libre limitada a 3,8 m.
Solución de energía Ever: Suministramos dos unidades idénticas de 8,0 m³/min (combinadas en 2×100% a 16 m³/min con margen) sobre una base común de acero estructural con una cubierta acústica de perfil bajo de 3,6 m de altura instalada. El panel de control integrado proporcionaba conmutación automática entre servicio y reserva con un tiempo de transición inferior a 3 s, interfaz Modbus TCP/IP DCS y monitorización continua del contenido de aceite mediante un sensor paramétrico de calidad del aire con salida de 4–20 mA. Ambas unidades fueron aceptadas en fábrica tras una prueba de aceptación en fábrica (FAT) presenciada por el inspector de control de calidad del cliente.
Lo que dicen nuestros clientes del sector nuclear.
“El paquete de documentación que nos entregó Ever Power fue el más completo que hemos recibido de cualquier proveedor de equipos rotativos para este proyecto. Los registros de FAT, FMEA y los certificados de trazabilidad de materiales llegaron en el formato correcto para nuestro sistema de control de calidad nuclear, sin una sola solicitud de revisión; algo realmente excepcional en nuestra experiencia.”
— Ingeniero mecánico sénior
Contratista de ingeniería nuclear, Somerset
“Teníamos un calendario muy ajustado para poner en marcha el sistema de aire comprimido para instrumentación antes de la fecha límite para las pruebas de rendimiento del SIS. El jefe de proyecto de Ever Power cumplió con los hitos del programa y las unidades llegaron completamente probadas en fábrica, sin ningún problema durante la puesta en marcha. El cambio a reserva funcionó a la primera en las pruebas in situ, justo lo que se necesita en un programa nuclear.”
— Responsable de puesta en marcha de instrumentación y control
Integrador de sistemas nucleares, noroeste de Inglaterra
En nuestra estación AGR, sustituimos tres compresores antiguos con inyección de aceite por unidades Ever Power sin aceite. La carga de trabajo de mantenimiento se redujo significativamente: ya no hay que cambiar los filtros de aceite ni realizar comprobaciones semanales del nivel de aceite, y el monitor de calidad del aire no ha activado ni una sola alarma por exceso de aceite desde su instalación. Nuestra planificación de paradas programadas ha mejorado gracias a que el alcance del mantenimiento es ahora mucho más predecible.
— Gerente de Mantenimiento y Confiabilidad
Estación AGR de EDF Energy, Escocia
Fabricación y personalización
Diseñado según las especificaciones de su proyecto nuclear, no al revés.
No existen dos sistemas de aire comprimido para instrumentación nuclear idénticos. Las presiones de operación, los espacios disponibles, las zonas de clasificación eléctrica, los requisitos de documentación y los estándares de adquisición varían de una central a otra y de un proyecto a otro. La planta de fabricación de Ever Power opera como un centro de personalización basado en proyectos, en lugar de un proveedor de catálogo. Nuestro equipo de ingeniería trabaja directamente con su ingeniero de proyecto, diseñador de instrumentación o integrador de sistemas desde la fase de consulta, utilizando su diagrama P&ID, el cálculo de la demanda de aire comprimido y el plano de distribución de la sala como base para el diseño de un paquete a medida, no un producto estándar con complementos.
Las opciones de personalización típicas para aplicaciones de aire comprimido en sistemas nucleares incluyen: envolventes eléctricas con clasificación ATEX Zona 2 (Ex d IIB T4 o Ex e), diseños de cubierta de perfil bajo para instalaciones con espacio limitado, sistemas de pintura de grado marino para centrales nucleares costeras como Sizewell y Dungeness, tuberías de acero inoxidable dentro del perímetro del paquete para circuitos de alta pureza, capacidad de purga de nitrógeno para el arranque en atmósferas contaminadas y lógica de desconexión de carga del generador diésel para secuencias de arranque en caso de apagón. Todo el trabajo de personalización se lleva a cabo bajo control de cambios dentro de nuestro plan de calidad del proyecto nuclear y se documenta en el libro de datos del equipo tal como fue construido.
Opciones de paquete nuclear estándar
Sector nuclear del Reino Unido
Apoyo a la flota nuclear del Reino Unido: desde la construcción de nuevas instalaciones hasta su desmantelamiento.
El Reino Unido gestiona uno de los programas nucleares más diversos de Europa Occidental, que abarca la flota de siete centrales AGR de EDF Energy y el reactor PWR de Sizewell B, el programa de nuevas construcciones en desarrollo, cuyo eje central es Hinkley Point C en Somerset, y el extenso parque de desmantelamiento gestionado por la Autoridad de Desmantelamiento Nuclear (NDA), que incluye Sellafield en Cumbria y la antigua flota de centrales Magnox en emplazamientos que van desde Dungeness en Kent hasta Torness en East Lothian. Cada uno de estos entornos presenta desafíos distintos en materia de aire comprimido, y Ever Power ha diseñado su gama de productos nucleares específicamente en función del marco regulatorio y operativo del Reino Unido.
En las centrales AGR de EDF —Heysham 1 y 2, Hartlepool, Hunterston B, Hinkley Point B, Torness y Dungeness B— los circuitos presurizados del reactor de CO₂ implican que la calidad del aire de instrumentación se examina con aún más detenimiento que en las centrales refrigeradas por agua, ya que la contaminación por CO₂ y la gestión de la humedad interactúan con el programa químico del reactor. compresores de aire En estas instalaciones, las operaciones se rigen por la Especificación Técnica Centralizada de EDF para sistemas de aire comprimido, y el paquete nuclear de Ever Power está diseñado para cumplir plenamente con esos requisitos.
En Sizewell B —el único reactor de agua a presión (PWR) operativo del Reino Unido— y en el proyecto emergente Sizewell C, desarrollado por EDF y NNB GenCo, los sistemas de aire para instrumentación deben cumplir con los estándares de diseño occidentales para PWR, más alineados con la tradición internacional EPR/AP1000. Nuestros compresores son compatibles con las filosofías de suministro de aire para instrumentación nuclear tanto estadounidenses como europeas, lo que nos convierte en un proveedor integral y práctico para toda la flota mixta del Reino Unido.
Para las instalaciones de desmantelamiento de la NDA en Sellafield y Magnox, la calidad del aire de instrumentación sigue siendo una preocupación de seguridad fundamental durante las fases de descarga de combustible, vaciado de estanques y demolición de edificios, muchos de los cuales conservan barreras de seguridad neumáticas y sistemas de aislamiento de contención. Suministramos paquetes de compresores de repuesto idénticos para las instalaciones gestionadas por la NDA, con plazos de entrega reducidos y apoyo logístico para emplazamientos en ubicaciones remotas como Chapelcross, Dounreay en Caithness y Trawsfynydd en el norte de Gales.
Preguntas frecuentes
Preguntas frecuentes sobre compresores de instrumentación y control nuclear: respuestas de nuestros ingenieros.
¿Listo para especificar una solución de aire comprimido para instrumentación de grado nuclear?
Comparta el diagrama P&ID de su proyecto, el cálculo de la demanda de aire para instrumentación y los requisitos del emplazamiento. Nuestros ingenieros de aplicaciones nucleares le enviarán una propuesta técnica detallada en un plazo de un día hábil, que incluirá la ficha técnica del equipo, la lista de documentación preliminar y un precio indicativo.
📧 Solicita hoy mismo tu presupuesto para proyectos nucleares.
[email protected] | Se aceptan consultas del sector nuclear de contratistas registrados en el Reino Unido y socios de la cadena de suministro de la NDA.