Öljyttömät ruuvikompressorit ydinvoimalalle
Instrumentointi- ja ohjausilman syöttö
Toimitamme kontaminaatiovapaata instrumentti-ilmaa turvainstrumenttijärjestelmiin, suojarakennuksen eristysventtiileihin ja hätäpysäytysjärjestelmiin – jotka on suunniteltu maailman vaativimpien ydinturvallisuusstandardien mukaisesti.
Ydinvoiman tuotannossa paineilmalla on samanaikaisesti näkymätön ja kriittinen rooli. Reaktorin turvajärjestelmiä ohjaavat pneumaattiset toimilaitteet, asennoittimet ja säätöventtiilit ovat riippuvaisia jatkuvasta ja puhtaasta instrumentti-ilman syötöstä – ja kun tämä syöttö vaarantuu, seuraukset kasaantuvat erittäin nopeasti. Öljytön ruuvikompressori ei ole pelkästään ensisijainen spesifikaatio ydinvoimasovelluksissa; se on usein sitova turvallisuusvaatimus, jonka Kansainvälinen atomienergiajärjestö, kansalliset ydinvoima-alan sääntelyviranomaiset ja laitostason todennäköisyysperusteiset riskinarvioinnit ovat asettaneet. Syy on yksinkertainen: perinteiset öljyvoidellut kompressorit tuovat instrumentti-ilmavirtaan hiilivetyaerosoleja, jotka jopa muutaman milligramman kuutiometrissä olevina pieninä pitoisuuksina voivat heikentää venttiilien tiivisteitä, tukkia solenoidien ohjauslinjoja ja aiheuttaa turvainstrumentointijärjestelmien vikoja ohimenevien tapahtumien aikana. Öljytön ruuvikompressori poistaa tämän kontaminaatioreitin itse puristusvaiheessa – se ei ole riippuvainen pelkästään alavirran suodatuksesta, joka voi vikaantua, kyllästyä tai ohittua huoltovälien aikana. Laitosinsinööreille tämä ero on hallittavan huoltoriskin ja hyväksymättömän turvallisuushaavoittuvuuden välinen ero.
Yhdistyneen kuningaskunnan ydinvoimalaitokset – EDF Energyn hallinnoimista Heyshamin, Tornessin ja Hartlepoolin toimivista edistyneistä kaasujäähdytteisistä reaktorilaitoksista Somersetin rakenteilla olevaan Hinkley Point C -painevesireaktoriin ja Rolls-Royce SMR:n ajamiin pieniin modulaarisiin reaktorihankkeisiin – käyttävät yhä useammin öljyttömiä ruuvikompressoreita ensisijaisena ja varakäyttöisenä instrumentti-ilman lähteenä ydinturvallisuusluokkien järjestelmissä. Ydinvoima-alan sääntelyviraston (Office for Nuclear Regulation) turvallisuusarviointiperiaatteita koskeva ohjeistus edellyttää, että turvallisuuteen liittyvät paineilmajärjestelmät ovat riittävän luotettavia ja että kunkin järjestelmän rajojen sisällä olevan komponentin mahdolliset vikaantumistilat ymmärretään ja niitä lievennetään. Öljyvoidellulla kompressorilla öljyn kulkeutuminen ei ole marginaalinen riski – se on ennustettavissa oleva, mitattavissa oleva vikaantumistila, jolla on suora yhteys turvallisuusjärjestelmän heikkenemiseen. Öljyttömän ruuvikompressorin valitseminen poistaa kyseisen vikaantumistilan kokonaan vikaluettelosta, mikä yksinkertaistaa turvallisuusperustelua ja vähentää käytönaikaisen valvonnan ja dokumentoinnin taakkaa, jota muuten vaadittaisiin säännösten noudattamisen ylläpitämiseksi.
Miksi ydinvoimaloiden automaatiojärjestelmät eivät siedä öljykontaminaatiota
Ydinvoimalaitoksen turvallisuusinstrumentointi- ja ohjausjärjestelmät edustavat yhtä monimutkaisimmista integroiduista teknisistä järjestelmistä nykyaikaisessa teollisuudessa. Toisin kuin tuotantolaitoksessa, jossa odottamaton alasajo aiheuttaa tuotannonmenetyksiä, ydinvoimalan automaatio- ja säätöjärjestelmät ovat viimeinen puolustuslinja normaalin toiminnan ja säteilypäästöjen välillä ympäristöön. Näitä järjestelmiä syöttävien pneumaattisten signaalilinjojen, toimilaitteiden syöttökokoojien ja ohjausilmasäiliöiden on saatava ilmaa, joka täyttää tai ylittää ISO 8573-1 -standardin luokan 0 öljypitoisuuden vaatimukset – mikä tarkoittaa, että ei ole havaittavissa olevaa öljyaerosolia, öljyhöyryä tai hiilivetykontaminaatiota. Öljytön ruuvikompressori on ainoa puristustekniikka, joka voi taata tämän standardin jo tuotantovaiheessa ilman, että se on riippuvainen alavirran koalisaattorisuodattimista, jotka ikääntyvät, kyllästyvät ja heikkenevät käytössä. Kun alavirran suodatin on ainoa este, yksikin suodattimen vaihtoaikataulun laiminlyönti voi olla osasyynä turvallisuusjärjestelmän vikaantumiseen – skenaario, jonka ydinvoiman todennäköisyysturvallisuusarvioinnit johdonmukaisesti tunnistavat hyväksymättömäksi luokan 1 instrumentti-ilmajärjestelmille.
Öljykontaminaation seuraukset ydinvoimalaitosten instrumentti-ilmassa eivät ole teoreettisia. Magneettiventtiilien aukkojen hiilivetykalvot nostavat murtumispainekynnysarvoja, jolloin venttiilit reagoivat hitaasti tai eivät reagoi ollenkaan automaattisten turvatoimien, kuten reaktorin SCRAM-käynnistyksen tai turbiinin laukaisun, aikana. Öljykertymät pilottiohjatuissa varoventtiileissä voivat aiheuttaa niiden avautumisen väärillä asetuspaineilla tai, mikä vaarallisempaa, niiden jäämisen kiinni, kun niiden pitäisi avautua suojaamaan primääripiirin painerajoja. Suojarakennuksen eristysjärjestelmissä öljyn saastuttamat toimilaitteet eivät välttämättä saavuta täyttä liikerataa vaaditussa iskuajassa, mikä vaarantaa onnettomuuden jälkeisen radiologisen rajan juuri silloin, kun sitä eniten tarvitaan. Näitä vikaantumistyyppejä on erityisen vaikea havaita, koska ne eivät välttämättä ilmene rutiininomaisissa valvontatestausolosuhteissa, vaan ne paljastuvat vasta korkeammissa paine-ero- ja lämpöolosuhteissa, jotka liittyvät todelliseen laitoksen ohimenevään tilaan. Valitsemalla öljyttömän ruuvi-ilmakompressorin instrumentti-ilman lähteeksi laitoksen käyttäjät poistavat koko tämän piilevän vikaantumisen luokan turvallisuusperustelustaan ja korvaavat ajasta riippuvan huoltoherkän riskin koneen suunnitteluun liittyvällä passiivisella teknisellä takuulla.
Tekniset periaatteet, rakentaminen ja materiaalit
Öljyttömän ruuvikompressorin toimintaperiaate eroaa perustavanlaatuisesti voidellusta vastineesta puristuskohdassa. Tavallisessa ruuvikompressorissa öljyä ruiskutetaan suoraan roottorikammioon tiivistämään toisiinsa kytkeytyviä uros- ja naarasroottoriprofiileja, jäähdyttämään puristettavaa kaasua ja voitelemaan roottorin pintoja. Öljyttömässä rakenteessa nämä kolme toimintoa saavutetaan vaihtoehtoisilla suunnitteluratkaisuilla, joista jokainen on huolellisesti validoitu pitkäaikaisen luotettavuuden varmistamiseksi jatkuvassa käytössä. Roottoriprofiilit koneistetaan erittäin tiukkoihin toleransseihin – tyypillisesti 5–10 mikrometrin tarkkuudella koko työlohkon pituudella – käyttämällä tarkkoja CNC-hammaspyörähiomakoneita, jolloin välitiiviste saavutetaan pelkästään geometrisella tarkkuudella ilman nestemäistä tiivistysainetta. Lämmönhallinta hoidetaan joko kaksivaiheisella puristuksella, jossa on välijäähdytin vaiheiden välillä (jolloin jokainen vaihe voi toimia hallittavissa lämpötilarajoissa, jotka säilyttävät roottorin pinnoitteen eheyden), suoralla veden ruiskutuksella puristuskammioon vesiruiskutetuissa öljyttömissä versioissa tai joissakin malleissa molempien lähestymistapojen yhdistelmällä. Roottorin laakerit voidellaan eristetyillä, tiivistetyillä rasvapaketeilla tai suljetulla öljypohjalla, joka on erotettu puristusreitistä labyrinttitiivisteillä, männänrenkailla ja monissa malleissa ilmakehään johtavalla kuivakäyntiakselin tiivistevyöhykkeellä, joka tarjoaa näkyvän ilmaisimen tiivisteen kunnosta rutiinitarkastuskierrosten aikana.
Itse roottorielementti valmistetaan tyypillisesti pienemmissä yksiköissä ilmailualan alumiiniseoksesta tai suuremman kapasiteetin koneissa pallografiittivaluraudasta. Roottorin nokan pinnat on päällystetty erityisellä polymeerikerroksella – yleensä PTFE-infusoidulla fluoropolymeerillä tai patentoidulla hiilikuituvahvisteisella komposiitilla – joka tarjoaa itsevoitelevan vaikutuksen sisäänajovaiheen aikana ja jonkin verran mittasuhteiden mukautumista, jos käynnistyshäiriöiden aikana tapahtuu vähäistä kosketusta. Kotelot on tarkkuusporattu korkealaatuisista harmaavaluraudasta, ja niille tehdään mittatarkastus useissa vaiheissa valmistuksen aikana, mukaan lukien roottorin reiän samankeskisyyden tarkastus koordinaattimittauskoneella. Ydinvoimakäyttöön tarkoitetuissa sovelluksissa materiaalin jäljitettävyys ylläpidetään raaka-aineiden sertifioinnista jokaisen koneistusoperaation ja kokoonpanovaiheen läpi. Täydelliset laadunvarmistuspaketit kootaan ISO 10005 -laatusuunnitelmien mukaisesti ja ovat saatavilla tukemaan hankintojen laatusuunnitelmien lähettämistä ja ydinturvallisuusasiakirjoja, jotka toimitetaan ONR:lle, Ranskan ASN:lle, Kanadan CNSC:lle tai muille toimivaltaisille ydinvoima-alan sääntelyviranomaisille soveltuvin osin.
Tekniset suorituskykyparametrit
Alla oleva taulukko esittää öljyttömän ruuvikompressorimme vakio- ja ydinvoimalaluokan suorituskykyalueet. Kaikki luvut ovat ohjeellisia; ota yhteyttä tiimiimme saadaksesi kohdekohtaiset tekniset datalehdet.
| Parametri | Vakiovalikoima | Ydinlaatuinen Spec | Yksikkö |
|---|---|---|---|
| Ilmainen lentokuljetus | 0,5–120 | 2–120 | m³/min |
| Työpaine | 4–13 | 6–10 | palkki (g) |
| Öljypitoisuus (ISO 8573-1) | Luokka 0 | Luokka 0 (< 0,01 mg/m³) | — |
| Hiukkasten pitoisuus | Luokka 1 | Luokka 1 (< 0,1 µm) | — |
| Paine Kastepiste | −20 - −70 | −40 - −70 | °C |
| Poistolämpötila | < 80 | < 65 | °C |
| Melutaso (1 m) | 62–80 | 65–75 | dB(A) |
| Moottorin tehoalue | 7,5–900 | 22–355 | kW |
| Seisminen kelpoisuus | Ei saatavilla | IEEE 344 / IEC 60980 | — |
| Laatustandardi | ISO 9001 | ISO 9001 + Nuclear Addendum / ASME NQA-1 | — |
| Redundanssikonfiguraatio | Yksi- / kaksipuolinen | Duplex / Triplex (N+1, 2oo3) | — |
Kuusi syytä, miksi ydinvoimalaitosten käyttäjät valitsevat öljyttömät ruuvikompressorimme
Sertifioitavasta ilmanlaadusta täysin räätälöityyn suunnitteluun, jokainen ydinvoimakompressoritarjontamme osa-alue on rakennettu ydinvoimaturvallisuusjärjestelmien hankinnan erityisvaatimusten ympärille.
Sertifioitava ISO 8573-1 luokan 0 mukainen lähtö
Jokainen ydinvoimasarjamme öljytön ruuvikompressori tuottaa paineilmaa, jonka öljypitoisuus on alle 0,01 mg/m³ poistolaipalla – luokan 0 saavuttamiseksi ei vaadita riippuvuutta alavirran suodatuksesta. Kolmannen osapuolen valvonnassa suoritettu öljynsiirtymätestaus on saatavilla tehtaan hyväksyntätestin edellytys, ja sertifiointidokumentaatio on jäljitettävissä standardiin ISO 8573-1:2010 ja IAEA:n turvallisuusoppaaseen NS-G-1.12. Tämä sertifiointi läpäisee viranomaistarkastuksen ehdoitta.
N+1-redundanssi ja yksittäisen vian kestävä suunnittelu
Ydinvoimalaitteiden ilmapaketit ovat saatavilla duplex- ja triplex-kokoonpanoina, ja niissä on erillinen johto-/valmius-/hätätilan sekvensointilogiikka, joka on rakennettu IEC 61511 -standardin mukaiseen ohjausjärjestelmään. Jokainen kompressorijoitus toimii itsenäisesti erillisillä tehonsyötöillä, erillisillä jäähdytyspiireillä ja erillisillä eristysventtiiliryhmillä, mikä tukee yksittäisen vian varmuutta ONR:n turvallisuusarviointiperiaatteiden ja todennäköisyysperusteisen riskiarvioinnin tavoitteiden mukaisesti.
Alemmat kokonaiselinkaarikustannukset
Vaikka öljyttömän ruuvikompressorin pääomakustannukset ovat korkeammat kuin voidellun vastaavan kompressorin, elinkaaren taloudelliset vaikutukset suosivat johdonmukaisesti öljytöntä vaihtoehtoa ydinvoimalaitoksissa. Öljynerotinelementtien, koalisaatiosuodatinpatruunoiden, öljy-vesierottimen huollon ja saastuneen lauhteen hävittämiskustannusten poistaminen vähentää jatkuvia kulutustarvikemenoja 35–50% kymmenen vuoden käyttöjakson aikana ydinlaitoksissa, ja samalla saavutetaan merkittäviä lisäsäästöjä radiologisen jätteen luokittelussa ja käsittelyssä.
Integroitu etäkunnonvalvonta
Jokainen yksikkö toimitetaan kattavalla anturisarjalla, joka mittaa laakerin lämpötilaa, värähtelykäyrää, vaiheiden välistä paine-eroa, purkauskastepistettä ja moottorin virrankulutusta. Tiedot lähetetään Modbus TCP:n tai Profibus DP:n kautta laitoksen valvomoon, mikä mahdollistaa ennakoivan huoltosuunnittelun ilman, että huoltohenkilöstö altistuu valvotuille tai valvotuille ydinvoima-alueille rutiininomaisten tiedonkeruukierrosten aikana – merkittävä ALARP-etu säteilysuojelun kannalta.
Täysin räätälöity suunnitteluosaaminen
Kahdellakaan ydinvoimalan paineilmajärjestelmällä ei ole samanlaisia tilarajoituksia, painevaatimuksia tai turvallisuusluokitusta. Suunnittelutiimimme työskentelee suoraan laitosautomaatiosuunnittelijoiden, rakennusinsinöörien ja ydinturvallisuusarvioijien kanssa kehittääkseen räätälöityjä öljyttömiä ruuvikompressorikoneita – yksialustaisista malleista, jotka sopivat olemassa oleviin kompressorihuoneen tiloihin, aina tarkoitukseen rakennettuihin usean kompressorin kokoonpanoihin, joissa on maanjäristysjännitteinen asennus, räjähdyksenkestävät kotelot ja passiiviset jäähdytysjärjestelyt onnettomuuden jälkeistä käyttökelpoisuutta varten.
Täysi Yhdistyneen kuningaskunnan sääntelyn ja standardien yhdenmukaisuus
Ydinvoimakäyttöön tarkoitetut öljyttömät ruuvikompressorikokonaisuutemme ovat standardin BS EN ISO 1217, Yhdistyneen kuningaskunnan vuoden 2016 painelaitteiden turvallisuusmääräysten (UK Pressure Equipment (Safety) Regulations 2016) ja UKCA:n merkintävaatimusten mukaisia. Laadunhallintajärjestelmät on sertifioitu standardin ISO 9001:2015 mukaisesti, ja niihin liittyy ydinvoimalakohtaiset lisädokumentit, jotka tukevat ONR-lisenssiehtoa 22 (muutos- ja koevalvonta) ja lupaehtoa 28 (tarkastus, huolto ja testaus) kaikilla Yhdistyneen kuningaskunnan luvan saaneilla ydinvoimalaitoksilla.
Sovellusskenaariot ydinvoimalan rajojen yli
Öljyttömän paineilman kysyntä ydinvoimalaitoksessa ei rajoitu yhteen järjestelmään tai rakennukseen – se läpäisee voimalaitoksen turvallisuus- ja toiminta-arkkitehtuurin kaikki tasot. Turvallisuusinstrumentointijärjestelmä valvoo jatkuvasti parametreja, kuten primääripiirin jäähdytysnesteen lämpötilaa, neutronivuota ja suojarakennuksen paine-eroa, ja se luottaa instrumentti-ilmakäyttöisiin venttiileihin, jotka muuntavat suojausjärjestelmän laukaisusignaalit fyysisiksi laitetoiminnoiksi. Mikä tahansa viive, epäröinti tai vika näissä pneumaattisissa toimilaitteissa reaktorin suojausjärjestelmän toiminnan aikana – jonka aiheuttaa öljykontaminaatio, joka kaventaa ohjausaukkoa tai nostaa kalvon halkeamiskynnystä – voi estää primääripiirin oikea-aikaisen eristämisen tai viivästyttää suojarakennuksen eristysventtiilien sulkeutumista. Nämä ovat toimia, joita onnettomuussekvenssianalyysissä mitataan sekunneissa, ja siellä, missä sekunneilla on merkitystä, vain öljytön ruuvikompressori tarjoaa luontaisen luotettavuuden, jota tarvitaan puolustettavan turvallisuusperustelun tukemiseen.
Sydämen suojausjärjestelmien lisäksi öljyttömät ruuvikompressorit palvelevat reaktorin hätäjäähdytysjärjestelmän venttiilien toimilaitteita, joiden on avauduttava luotettavasti, kun jäähdytysnesteen menetysonnettomuuden jälkeen saadaan turvaruiskutussignaali. Ne syöttävät höyryä päähöyryn eristysventtiileille, jotka sulkevat painevesireaktoreiden höyrygeneraattorit tiettyjen onnettomuussekvenssien aikana, ja ne syöttävät turbiinin laukaisu- ja ohitusjärjestelmiä, jotka paineistavat sekundääripiirin. Käytetyn polttoaineen altaiden jäähdytysjärjestelmissä – joiden suunnitteluun on kiinnitetty erityistä huomiota vuoden 2011 Fukushiman Daiichin onnettomuuden ja sitä seuranneiden IAEA:n turvallisuusstandardien päivitysten jälkeen – luotettava instrumentti-ilman syöttö valvonta- ja täydennysventtiilien ohjaimiin on nyt edellytys kaikissa uusien ydinvoimaloiden turvallisuustapauksissa. Onnettomuuden jälkeiset valvontalaitteet, vedyn rekombinaattorin ohjausjärjestelmät ja passiivisen autokatalyyttisen rekombinaattorin käyttö käyttävät kaikki instrumentti-ilman jakotukkia puhtaana ja luotettavana käyttöväliaineena, jonka laatu voidaan todentaa ja dokumentoida koko laitoksen käyttöiän ajan.
Turvallisuusmittaristo (SIS)
Suojausjärjestelmien laukaisuventtiilien pneumaattiset toimilaitteet, jotka vaativat jatkuvaa luokan 0 instrumentti-ilman syöttöä ilman sallittua keskeytystä suunnitteluperusteisissa olosuhteissa.
Suojarakennuksen eristysventtiilit
Suuriaukkoiset paineilmakäyttöiset läppä- ja sulkuventtiilit tiivistävät suojarakennuksen säteilyrajaa onnettomuustilanteissa, kun iskuaikaa koskevat vaatimukset ovat lyhyet.
Hätätilanteiden SCRAM-järjestelmät
AGR- ja PWR-malleissa käytettävät pikatoimiset sammutustangon vapautusmekanismit ja toissijaisten sammutusjärjestelmien toimilaitteet, jotka vaativat vikasietoisen ilmansyötön.
Käytetyn polttoaineen altaan jäähdytyksen säätimet
Venttiilien ohjaus- ja valvontajärjestelmät, jotka ylläpitävät jäähdytysveden virtausta polttoaineen varastoaltaisiin, mukaan lukien voimalan sähkökatkosten aikana, joissa olennainen teho on rajoitettua.
Onnettomuuden jälkeinen seuranta
Säteilymittauskokoojaputkien ja vetypitoisuuden mittausjärjestelmien mittausilman syöttö suunnitteluperusteisten onnettomuusolosuhteiden mukaisesti.
Päähöyryn eristys ja turbiinin ohitus
MSIV-venttiilien ja turbiinin ohitusventtiilien luotettava käyttö sekundääripiirin turvallisen ja nopean paineenalennuksen tukemiseksi reaktorin pikasulkujen ja häiriötilanteiden aikana.
Britannian ydinvoimateollisuuden tukeminen — käyttöiän pidentämisestä uudisrakentamiseen
Yhdistyneellä kuningaskunnalla on ainutlaatuinen asema maailmanlaajuisessa ydinvoimateollisuudessa – sillä sillä on samanaikaisesti yksi maailman vanhimmista toimivista ydinvoimalaitoksista ja yksi sen kunnianhimoisimmista uudisrakennusohjelmista. EDF Energyllä on useita AGR-laitoksia Englannissa ja Skotlannissa, mukaan lukien Heysham 1, Heysham 2, Hartlepool, Dungeness B ja Torness, jotka kaikki vaativat jatkuvia instrumentti-ilmajärjestelmien päivityksiä ja vaihtoja osana niiden pidennettyä käyttöikää. Jokaisella näistä laitoksista on ainutlaatuisia teknisiä rajoituksia, jotka ovat muodostuneet vuosikymmenten käyttöhistorian myötä, minkä vuoksi ydinvoimalaitosten öljyttömän ruuvikompressorin toimittajan räätälöintikyky on yhtä tärkeä kuin itse koneen suorituskykyominaisuudet. Hinkley Point C EPR -rakennusprojekti Somersetissa – ensimmäinen Isossa-Britanniassa yli kolmeen vuosikymmeneen rakennettu uusi ydinvoimalaitos – sisältää erillisen ydinvoimalakohtaisen instrumentti-ilmajärjestelmän, joka on määritelty korkeimpien eurooppalaisten yleishyödyllisten vaatimusten mukaisesti. Hankinnan laatuvaatimukset haastavat jopa vakiintuneita ydinvoiman toimitusketjun yrityksiä osoittamaan täyden vaatimustenmukaisuuden.
Myöhemmässä vaiheessa projektiputkea Suffolkissa sijaitseva Sizewell C -projekti, joka sekin on EPR-suunnittelun kohteena, sekä Rolls-Roycen SMR-ohjelma, joka kohdistuu useisiin ehdokaskohteisiin, kuten Wylfaan Angleseyssä sekä Englannin ja Walesin kohteisiin, edellyttävät kaikki ydinvoimalaatuista öljytöntä paineilmainfrastruktuuria turvallisuus- ja operatiivisten instrumentointijärjestelmiensä varmistamiseksi. Öljyttömät ruuvikompressoripakettimme toimittaa Isossa-Britanniassa rekisteröidyn tahon kautta, joka noudattaa täysin Ison-Britannian ydinvoimatoimitusketjun laadunvarmistuskehystä, mukaan lukien rekisteröinti Nuclear Decommissioning Authorityn toimitusketjuportaaliin ja tekninen yhdenmukaisuus Nuclear Industry Associationin laatustandardiryhmän vaatimusten kanssa. EDF Energyn hankintainsinööreille, Hinkley Point C:n päätoimitusketjun urakoitsijoille tai uusille SMR-projektikehittäjille voimme tarjota esikarsinta-asiakirjat, hyväksyttyjen toimittajien luettelot ja yksityiskohtaiset laatusuunnitelmat kymmenen arkipäivän kuluessa – tukien vaativia hankinta-aikatauluja, jotka ovat tyypillisiä ydinvoimahankkeille Englannissa, Skotlannissa ja Walesissa.
Asiakkaan menestys: Todistettua suorituskykyä kolmella mantereella
Pitkäaikaisista painevesireaktorilaivastoista Euroopassa aina Pohjois-Amerikan CANDU-operaatioihin, öljyttömät ruuvikompressorimme ovat ansainneet ydinvoimainsinöörien luottamuksen maailman vaativimmissakin sääntelyympäristöissä.
Philippe Marchetti — Vanhempi instrumentointi-insinööri
Civaux'n ydinvoimala (1 500 MWe:n painevesivoimala), EdF, Vienne, Ranska
”Vuonna 2021 korvasimme ikääntyvän öljyvoidellun instrumentti-ilmajärjestelmämme yksikössä 2 Ever Powerin öljyttömällä duplex-ruuvikompressoripaketilla. Siirtymää tuki yksityiskohtainen suunnitteludokumentaatio, jonka ASN:n ydinturvallisuusarvioijat hyväksyivät ensimmäisessä tarkastuksessa – mitä emme olleet kokeneet aiempien laitetoimittajien kanssa. Kahdeksantoista kuukautta käyttöönoton jälkeen molemmat yksiköt olivat toimineet ilman suunnittelemattomia seisokkeja, ja luokan 0 ilmanlaatua varmennettiin jatkuvasti sisäänrakennetulla kastepisteen valvontajärjestelmällämme. Pelkästään kulutustarvikkeiden kustannusten ja radiologisen jätteen käsittelyn vähentäminen on oikeuttanut päätöksen kaupallisesti, ja kunnossapitotiimi on kommentoinut, kuinka paljon puhtaampi kompressorihuone on ilman öljysumuhuolia.”
James R. Holloway — automaatio- ja säätöjärjestelmien hankintajohtaja
Merkittävä uudisrakennushanke, Lounais-Englanti, Yhdistynyt kuningaskunta
”Ydinvoimalakäyttöön tarkoitettujen paineilmalaitteiden hankkiminen, jotka täyttävät laatusuunnitelmamme vaatimukset ja voidaan toimittaa ydinvoimalaitoksen uudisrakennusprojektin aikataulun mukaisesti, on aina haasteellista. Ever Power -tiimi ymmärsi heti ensimmäisestä teknisestä keskustelusta lähtien, että tarvitsimme enemmän kuin tuotteen – tarvitsimme täydellisen dokumentaatiopaketin, joka kattaa materiaalien jäljitettävyyden, valmistuksen laadunvarmistusrekisterit, todistetut pitopisteiden tulokset ja seismiset kelpoisuustestiraportit tunnustettujen standardien mukaisesti. He toimittivat kaiken sovitussa aikataulussa, ja öljyttömät ruuvikompressoriyksiköt läpäisivät asennusta edeltävän tarkastuksemme ilman yhtäkään poikkeamaraporttia. Viidentoista vuoden ydinvoimahankintojen aikana tällainen puhdas ensitarkastus on todella epätavallista, ja se heijastaa laitteiden rakennuslaatua.”
Tohtori Catherine Osei — Laitosjärjestelmien insinööri
Brucen ydinvoimala (CANDU 6), Ontario, Kanada
”CANDU-yksikkömme toimivat hieman erilaisella instrumentti-ilmafilosofialla moderaattorin ja jäähdytyspiirin riippumattomuuden vuoksi, mutta perusvaatimus öljyttömälle ruuvikompressorille, joka syöttää sammutusjärjestelmän pneumatiikkaa, on yhtä ehdoton CNSC-säännösten näkökulmasta. Valitsimme Ever Power -yksiköt tiukan neljäntoista kuukauden toimittajan kelpuutusprosessin jälkeen, johon sisältyi useita laitostarkastuksia, suunnitteluasiakirjojen tarkastuksia ja tehtaan valvontaa painetesteissä. Heidän suunnittelemansa mittatilaustyönä tehty alustajärjestely kompressorihuoneeseemme – jonka korkeus on huomattavasti pienempi kuin perinteisessä ydinvoimalassa – osoitti juuri sellaista sovelluskohtaista ongelmanratkaisua, joka erottaa aidon pitkäaikaisen teollisuuskumppanin luettelosta löytyvästä toimittajasta. Kaksi vuotta käytössä ilman yhtäkään luotettavuusongelmaa.”
Valmistusvalmiudet ja räätälöity ydinvoimatekniikka
Tuotantolaitoksemme toimii ISO 9001:2015 -sertifioidun laatujärjestelmän mukaisesti, johon on liitetty ydinvoima-alan lisäykset. Paineilmatuotteemme käyvät läpi vaiheittaisen tarkastus- ja testausohjelman, joka on täysin avoin asiakkaille kaikissa tärkeimmissä tarkastus- ja testauspisteissä. Ydinvoimasovelluksiin laadimme rutiininomaisesti räätälöityjä materiaalitestausraportteja standardin EN 10204 tyyppi 3.1 ja 3.2 mukaisesti, hitsausmenetelmien pätevyyskirjat standardin EN ISO 15614 mukaisesti, rikkomattomien aineiden tarkastuspöytäkirjat standardin EN ISO 9712 tason 2 henkilöstöpätevyyden mukaisesti ja täydelliset paineastioiden suunnittelulaskentakirjat standardin PD 5500 tai ASME Section VIII Division 1 mukaisesti – sen mukaan, kumpi koodi soveltuu kyseiseen ydinvoimaprojektiin. Öljytön ruuvi... ilmakompressori Jalustat voidaan konfiguroida asiakaskohtaisten tilantarverajoitusten mukaisesti: ne mahdollistavat matalan kompressorihuoneen käytön, ATEX-vyöhykkeen 2 rajausvaatimukset, joissa ympäröivällä alueella voi olla vetyä, seismisen luokan I kiinnitys- ja ankkurointisuunnittelun suunnitteluperusteiden ulkopuolisten maanjäristysten huomioon ottamiseksi sekä hätätasavirransyötön yhteensopivuuden aseman sähkökatkosten sietokykytestausohjelmia varten.
Tuotteidemme räätälöintimahdollisuus ulottuu koko instrumentti-ilmajärjestelmän tasolle, ei pelkästään yksittäiseen kompressoriyksikköön. Suunnittelemme ja toimitamme täydellisiä ydinvoimalaitosten instrumentti-ilmapaketteja, mukaan lukien ilmasäiliöt täydellisellä suunnitteludokumentaatiolla, regeneratiiviset tai puristuslämpökuivaimet, jotka saavuttavat −70 °C:n painekastepisteen, automaattiset esisuodatin- ja jälkisuodatinkokoonpanot paine-erovalvonnalla, järjestelmän paineensäätö- ja varoventtiiliryhmät kalibrointidokumentaatioineen sekä PLC-pohjaiset ohjauspaneelit ydinvoimalaitosten turvallisuusluokan automaatio- ja säätöhankintoihin vaadittavalla SIL-arviointidokumentaatiolla. Jokainen räätälöidyn ydinvoimalaitosten instrumentti-ilmapaketin osa suunnitellaan alusta alkaen asiakkaan erityisten prosessivaatimusten, tilarajoitusten ja ydinvoimaturvallisuusluokituksen mukaisesti – ydinvoimasopimuksissa ei sovelleta valmiita kompromisseja, ja jokainen suunnittelupoikkeama vakiotuotteesta vaatii dokumentoidun teknisen perustelun ennen valmistuksen aloittamista.
Usein kysytyt kysymykset
Vastauksia kysymyksiin, joita ydinvoimahankintainsinöörit, automaatio- ja säätösuunnittelijat sekä laitospäälliköt meiltä useimmiten kysyvät ydinvoimakäyttöön tarkoitetuista öljyttömistä ruuvikompressoreista.
Mitä eroa on öljyttömällä ruuvikompressorilla ja öljyvoidellulla kompressorilla ydinvoimaloiden instrumentti-ilmasovelluksissa Isossa-Britanniassa?
Öljytön ruuvikompressori saavuttaa puristuksen ruiskuttamatta öljyä roottorikammioon. Sen sijaan se käyttää tarkkuuskoneistettuja roottoriprofiileja, erikoispolymeeripinnoitteita ja labyrinttitiivisteitä, jotka estävät öljyn pääsyn paineilmareittiin. Öljyvoideltu kompressori ruiskuttaa öljyä suoraan puristusvaiheeseen tiivistystä ja jäähdytystä varten, mikä vaatii alavirran koalisaatiosuodatuksen öljyn poistamiseksi ilmavirrasta. Yhdistyneen kuningaskunnan ydinvoimalaitosten sääntelyviraston (Office for Nuclear Regulation) sääntelemissä ydinvoimaloiden instrumentti-ilmasovelluksissa öljytöntä suunnittelua suositaan vahvasti, koska se poistaa hiilivetykontaminaation vikaantumisen jo sen lähteellä – mikään alavirran suodatin ei voi olla instrumentti-ilmanlaadun ainoa vikaantumispiste, eikä suodattimen vaihtoaikataulun valvomatta jättäminen voi luoda piilevää turvallisuushaavoittuvuutta. Tämä perustavanlaatuinen suunnitteluero on koko öljyttömän teknologian turvallisuusperustelun perusta ydinvoiman automaatio- ja säätöilmansyötössä.
Mikä ISO- tai IAEA-standardi säätelee ydinturvallisuusinstrumentointijärjestelmissä vaadittavaa paineilman laatua, ja miten öljytön ruuvikompressori täyttää sen?
ISO 8573-1:2010 määrittelee paineilman laatuluokat, joista luokka 0 edustaa korkeinta puhtausstandardia öljypitoisuuden (alle 0,01 mg/m³), hiukkaskoon ja kosteuspitoisuuden suhteen. IAEA:n turvallisuusohje NS-G-1.12, joka käsittelee ydinvoimalaitosten turvallisuuden kannalta tärkeitä instrumentointi- ja ohjausjärjestelmiä, edellyttää, että ydinturvallisuusluokkiin syötettävä instrumentti-ilma täyttää suunnitteluperusteiset vaatimukset ilmanlaadulle, virtaukselle ja paineen luotettavuudelle kaikissa suunnitteluperusteisissa olosuhteissa, mukaan lukien ulkopuolisen sähkönjakelun katkeaminen ja seismiset tapahtumat. Öljytön ruuvikompressori yhdistettynä validoituun adsorptiokuivaukseen ja varmennettuun loppusuodatukseen tuottaa paineilmavirran, joka täyttää tai ylittää ISO 8573-1 -luokan 0 vaatimukset kaikissa kolmessa laatuparametrissa, täyttäen molemmat standardit ilman, että ensisijaisena öljynpoistomekanismina käytetään kuluvia koalisaattorielementtejä.
Paljonko ydinvoimalakäyttöön tarkoitettu öljytön ruuvikompressoripaketti tyypillisesti maksaa Ison-Britannian ydinvoimalan hankintatiimille, ja mitkä tekijät vaikuttavat hintaan?
Ydinvoimakäyttöön tarkoitetun öljyttömän ruuvikompressoripaketin hinta vaihtelee huomattavasti vapaan ilman tuottotarpeen (tyypillisesti 2–50 m³/min instrumentti-ilmakäytössä), redundanssikokoonpanon (simplex, duplex tai triplex), kelpuutusdokumentaation laajuuden (seisminen testaus, luokan 1E sähkönsyöttö, laadunvarmistustaso) ja järjestelmäintegraation laajuuden (kuivaimet, vastaanottimet, ohjauspaneelit, putkistoalusta) mukaan. Ison-Britannian ydinvoimalaitoksen turvallisuusluokkaan sopivan duplex-instrumentti-ilmapaketin hinta vaihtelee tyypillisesti 180 000–650 000 punnan välillä tehtaalta noudettuna, ja toimitus, asennuksen valvonta, käyttöönottotuki ja dokumentaatiopaketit kattavat lisäkustannukset. Suosittelemme ottamaan yhteyttä suoraan Ison-Britannian ydinvoimasovellustiimiimme saadaksesi kohdekohtaisen budjettiarvion, sillä vaatimukset vaihtelevat merkittävästi kohteiden ja saman laitoksen ydinturvallisuusluokitusten välillä.
Mistä Isosta-Britanniasta löydän luotettavan öljyttömien ruuvikompressorien toimittajan, jolla on ydinturvallisuusluokan huoltolupa, ja mitä asiakirjoja minun pitäisi pyytää?
Yhdistyneen kuningaskunnan ydinvoimaloiden hankintatiimien, jotka hankkivat öljyttömiä ruuvikompressoreita ydinvoimakäyttöön, tulisi pyytää seuraavat asiakirjat kaikilta potentiaalisilta toimittajilta esikarsintavaiheessa: ISO 9001:2015 -sertifiointi, jossa ydinvoimasektorin laajuus on selkeästi ilmoitettu; tuotteen laatusuunnitelma, jossa viitataan sovellettavaan ydinturvallisuuskategoriaan; materiaalien jäljitettävyystiedot standardin EN 10204 tyypin 3.1 tai 3.2 mukaisesti; seisminen kelpuutusraportti standardin IEEE 344 tai IEC 60980 mukaisesti; ja riippumattoman todistajan laatima öljynsiirtymätestausraportti standardin ISO 8573-2 mukaisesti. Ydinvoimaloiden purkamisviranomaisen (Nuclear Decommissioning Authority) hyväksymään toimittajaportaaliin rekisteröityneet tai NIA:n toimitusketjun jäseniksi listatut toimittajat tarjoavat lisävarmuuden. Yrityksellämme on kaikki edellä mainitut kelpoisuudet, ja se voi toimittaa esikarsinta-asiakirjapaketit kymmenen arkipäivän kuluessa ensimmäisestä yhteydenotosta.
Miten konfiguroidaan öljytön ruuvikompressori N+1-redundanttisessa järjestelyssä ydinturvallisuusinstrumentointijärjestelmässä, ja miten lyijy-/varakytkentä toimii?
Ydinvoimalaitosten instrumentti-ilmankäsittelyyn tarkoitettu N+1-redundanttinen öljytön ruuvikompressorikokoonpano koostuu tyypillisesti kahdesta täysin mitoitetusta kompressorikoneistosta – joista kumpikin pystyy syöttämään täyden instrumentti-ilmantarpeen itsenäisesti – joista toinen toimii pääkompressorina ja toinen valmiustilassa tuloventtiili auki ja moottori valmiina käynnistykseen. Jos pääkompressori ei pysty ylläpitämään järjestelmän pääpaineen asetusarvoa, minkä kaksipaineanturia havaitsevat kaksi-kahdesta-äänestyslogiikkaa käyttäen, varakompressori käynnistyy automaattisesti noin viiden sekunnin kuluessa ilman manuaalisia toimia. Ohjausjärjestelmä hallitsee säännöllistä vuorottelua pääkompressorin ja varakompressorin välillä konfiguroitavan aikataulun mukaisesti käyttötuntien tasaamiseksi ja valmiustilan valmiuden varmistamiseksi. Korkeimpien ydinturvallisuusluokkien osalta kolmas hätädieselgeneraattorin sähköväylästä virtansa saava kompressori tarjoaa passiivisen varakompressorin, joka pystyy käynnistymään pelkällä välttämättömällä teholla ja tukee aseman pimennysmittari-ilman saatavuusvaatimuksia.
Voidaanko öljytön ruuvikompressori luokitella maanjäristyskelpoiseksi ydinturvallisuuskäyttöön, ja mitä testausstandardia sovelletaan Englannin ja Skotlannin laitoksiin?
Kyllä — ydinturvallisuusluokkaan tarkoitetut öljyttömät ruuvikompressorit kelpuutetaan seismisesti rakenneanalyysin ja fyysisen tärypöytätestauksen yhdistelmällä. Sovellettavat standardit ovat IEEE 344 (Recommended Practice for Seismic Qualification of Class 1E Equipment for Nuclear Power Generating Stations) ja IEC 60980, joihin molempiin viitataan ONR:n teknisissä arviointioppaissa, joita sovelletaan Isossa-Britanniassa sijaitseviin luvanvaraisiin ydinvoimalaitoksiin Englannissa ja Skotlannissa. Kelpuutukseen kuuluu tyypillisesti lattiavastespektrianalyysi ehdotetulle asennuspaikalle tietyssä laitosrakennuksessa, jota seuraa moniakselinen tärypöytätestaus tunnustetussa akkreditoidussa testilaboratoriossa, jossa toimivuus ja rakenteellinen eheys osoitetaan laitoksen seismisen vaaraluokan vaadittujen nollajaksokiihtyvyysarvojen avulla. Seisminen kelpuutusdokumentaatiomme on hyväksytty projekteissa Isossa-Britanniassa, Ranskassa ja Kanadassa.
Mikä on ydinvoimalaitosten automaatio- ja säätöjärjestelmässä käytettävän öljyttömän ruuvikompressorin tyypillinen huoltoväli, ja miten se vertautuu voidellun koneen huoltoon?
Ydinvoimalaitosten instrumentti-ilmahuollossa käytettävät öljyttömät ruuvikompressorit vaativat tyypillisesti puristuselementin perusteellisen huollon – mukaan lukien roottorin pinnoitteen tarkastuksen, laakerin vaihdon ja tiivisteen vaihdon – 40 000–60 000 käyttötunnin välein käyttöjaksosta, ympäristöolosuhteista ja imuilman laadusta riippuen. Välihuollot, jotka ovat 4 000–8 000 tuntia, kattavat laakeriöljyn täydennyksen (vain eristetyssä laakeripiirissä, ei ilmavirrassa), käyttökytkimen tarkastuksen ja imuventtiilin istukan tarkastuksen. Öljyvoideltu kompressori sitä vastoin vaatii öljynvaihdon 2 000 tunnin välein, koalisaattorisuodattimen vaihdon 4 000 tunnin välein ja öljy-vesierottimen materiaalin vaihdon – kulutusosia, jotka lisäävät sekä kustannuksia että säteilykontaminaatioriskiä, kun niitä käsitellään ydinvoimaloiden valvotuilla alueilla, joilla kaikki jätevirrat vaativat luokittelua ja hallittuja hävitysreittejä.
Miten öljytön ruuvikompressori tukee Hinkley Point C:n instrumentti-ilmajärjestelmän suunnittelua Somersetissa, ja mitä laatustandardeja sovelletaan ydinvoiman toimitusketjuun?
Hinkley Point C:n instrumentti-ilmajärjestelmä – joka on luokiteltu ydinturvallisuuteen liittyväksi järjestelmäksi European Utility Requirements Vol. 2:n mukaisesti – edellyttää öljyttömiä paineilmalähteitä, joilla on täydellinen laadunvarmistusdokumentaatio RCC-M:n (Ranskan ydinvoimalaitteiden suunnittelu- ja rakennusmääräykset) mukaisesti, ja Ison-Britannian toimitusketjun tuotteiden osalta yhteensopiva ASME NQA-1- tai ISO 19443 -standardin kanssa. Tähän projektiin toimitetuilla öljyttömillä ruuvikompressoreilla on oltava projektin laatusuunnitelman mukaisesti laadittu valmistustietoraportti, jossa asiakkaan laadunvarmistusedustaja ja soveltuva ilmoitettu laitos ovat erikseen allekirjoittaneet jokaisen pidätys- ja valvontapisteen. Tiimillämme on omaa kokemusta ydinvoimaloiden uudisrakennusten laatusuunnitelman dokumentointivaatimusten tukemisesta, ja he voivat tarjota yksityiskohtaisen selvityksen Hinkley Point C:n toimitusketjun odotuksista suorasta tiedustelusta.
Mikä on nopein tapa saada tarkka tarjous öljyttömästä ruuvikompressorista ydinvoimalahuoltoon toimittajalta, jolla on kokemusta Ison-Britannian ydinvoimateollisuuden hankinnoista?
Nopein tie tarkkaan tarjoukseen on ottaa yhteyttä suoraan ydinvoimasovellusten tiimiimme osoitteessa [email protected], joka sisältää seuraavat keskeiset datapisteet: vaadittu vapaa ilmantuotto m³/min, käyttöpaine bar(g), ydinturvallisuusluokka tai -luokituskoodi, paikan sijainti ja sovellettava maanjäristysvyöhyke, vaadittava redundanssikokoonpano sekä hankintapakettiisi tarvittavan laadunvarmistusdokumentaation tyyppi ja laajuus. Näiden tietojen avulla annamme yleensä budjettiarvion 48 tunnin kuluessa ja sitovan tarjouksen 10 arkipäivän kuluessa. Monimutkaisten usean junan ydinvoimalaitteiden ilmajärjestelmissä suunnittelutiimimme on käytettävissä sitoumuksettoman teknisen tarkastuskäynnin automaatio- ja säätösuunnittelutiimisi kanssa ennen tarjouksen antamista. Näin varmistetaan, että laajuus ymmärretään täysin ja että kaupallinen tarjous vastaa projektin todellisia vaatimuksia eikä konservatiivista pahimman mahdollisen arvion.
Oletko valmis määrittämään ydinvoimalakäyttöön soveltuvan öljyttömän kompressorin?
Ever Powerin ydinvoimasovellusten tiimi tukee instrumentti-ilmajärjestelmien suunnittelua toteutettavuustutkimuksesta aina laitoksen käyttöönottoon asti. Olipa kyseessä sitten Ison-Britannian AGR-reaktorin käyttöiän pidennysohjelma, uusi EPR-rakennusprojekti tai uusi SMR-kehitysprojekti, meillä on hankintaohjelmasi edellyttämä syvällinen suunnittelu ja laadukas dokumentointiosaaminen.
Pyydä tarjous — Ota yhteyttä ydinvoimatiimiimme
📧 [email protected] · Palvelemme Hinkley Point C:n, Sizewell C:n ja NDA:n toimipisteitä sekä SMR-projekteja Englannissa, Skotlannissa ja Walesissa.