原子力発電所の計装用空気供給用オイルフリースクリュー式空気圧縮機

安全弁の健全性

0.01 mg/m³という低濃度のオイルエアロゾルでも、空気圧バルブのシートが膨張したり、固着したり、再着座しなくなったりする可能性があります。安全計装システムにおいて、バルブが開きっぱなしになったり閉じっぱなしになったりすると、プラントの保護機能に直接的な支障をきたします。これは、規制当局が安全上重大な故障とみなす事態です。

規制遵守

ONRの安全評価原則とIAEA安全基準シリーズNS-G-1.3はいずれも、プラントの稼働期間全体にわたって計装空気の品質を規定、監視、維持することを要求しています。ISO 8573-1クラス0認証は、安全評価や定期的な安全レビューで求められる、文書化された品質基準を提供します。

冗長アーキテクチャ

原子力発電所の計装空気システムは、2×100%またはN+1構成で設計されており、計画的か非計画的かを問わず、単一のコンプレッサーが故障しても計装空気供給ヘッダーが中断されないようになっています。Ever Power社のコンプレッサーは、マッチドセット、常用/待機、または完全分離型のアーキテクチャで提供されており、あらゆる原子力発電所の単一故障基準に対応できます。

長寿命

原子力発電所の設計寿命は40～60年であり、各計装用空気圧縮機は計画停止期間中に6万時間以上稼働することが想定されています。オイルフリーのスクリュー設計により、潤滑油の劣化が寿命を制限する要因となることがなくなり、下流側にろ過装置を後付けしたオイル注入式の同等品と比較して、ライフサイクルコストを大幅に削減できます。

安全計装システム（SIS）作動

プロセス遮断弁やトリップ弁などの空気圧式SIS最終要素は、停電時やロジックソルバーの指令下でもフェイルセーフ状態を維持するために、清浄で乾燥した計装用空気を必要とします。Ever Power社のコンプレッサーは、ヘッダー圧力と流量の安定性を確保することで、空気圧変動による誤作動を防止し、SISループの全需要範囲において±0.15バールの圧力許容範囲を実現します。

封じ込め隔離弁

主要な封じ込め境界は、封じ込め隔離信号を受けて、空気圧作動式隔離弁が規定のストローク時間内に閉じることに依存しています。計装用空気供給品質の低下（油汚れ、水分凍結、圧力低下など）は、封じ込めエンベロープの気密性を直接脅かします。当社の冗長コンプレッサーセットは、内蔵のスタンバイ切り替えロジックを使用して、計画メンテナンス期間中であっても、常に計装用空気ヘッダーを稼働状態に保ちます。

原子炉の緊急停止および緊急停止

緊急停止システム（油圧式または空気圧式原子炉遮断機構）は、規定された最小ヘッダー圧力を備えた極めて信頼性の高い駆動空気供給を必要とします。Ever Power社の自動スタンバイ運転切り替え機能は、切り替え時の過渡現象を橋渡しする容量のレシーバーバッファと組み合わせることで、あらゆる想定される単一コンプレッサー故障シナリオにおいて、SCRAM空気ヘッダーの圧力がトリップバルブ作動の最小圧力以上を維持することを保証します。

緊急炉心冷却システム（ECCS）

ECCSアキュムレータの充電、ECCS注入ラインバルブの作動、および炉心噴霧開始ロジックはすべて、地震や発電所停電などの設計基準事象発生時およびその後に機能しなければならない空気圧要素を備えています。ECCS関連回路に供給される計装用空気圧縮機は、耐震性に関する認定文書（IEEE 344方式）と非常用ディーゼル電源供給システムを備えており、これらはどちらもEver Power社の原子力パッケージで標準オプションとしてサポートされています。

オイルの持ち越しゼロ - 検証済み

各ユニットには、認定を受けた第三者機関の試験所が発行した工場出荷時のISO 8573-1クラス0試験証明書が付属します。この試験報告書は、原子力安全審査のために提出される機器データパッケージの一部となるため、購入者が設置後に引き渡し前に試験を実施する必要がなくなります。

完全なドキュメントパッケージ

原子力関連の調達においては、材料のトレーサビリティ、溶接検査記録、FAT/SATプロトコル、および顧客仕様に準拠した運用・保守マニュアルが求められます。Ever Power社は、原子力関連の文書作成を専門とするチームを擁し、ONR（米国海軍研究局）規制対象施設、NDA（秘密保持契約）枠組み契約、およびEDF Energyの調達要件に準拠したデータブックを、ISO 9001認証取得済みの品質管理システムの下で作成しています。

耐震性認定取得済み

ヒンクリー・ポイントC原子力発電所を含む、新設原子力施設における安全分類対象の計装空気用途向けに、エバーパワーは、耐震アンカー設計文書、IEEE 344規格に準拠した振動台試験報告書、および現場固有のZPA（ゼロ圧力許容値）における性能を証明する構造計算書を添付したコンプレッサーパッケージを提供できます。これは、一般的な産業用コンプレッサーサプライヤーではほとんど提供されていないサービスであり、原子力プロジェクトにおける当社の豊富な経験を反映しています。

自動運転／待機切り替え

統合型PLC制御パネルは、両ユニットからの吐出圧力とコンプレッサーの状態信号を同時に監視します。低圧設定値以下の圧力低下、または運転コンプレッサーの故障信号が発生すると、3秒以内に自動的にスタンバイ起動と切り替えが行われます。これは、ほとんどの空気圧式ヘッダーレシーバーが最小計装空気圧まで低下するよりも速い速度です。切り替えイベントはタイムスタンプ付きで記録され、プラントエンジニアが事後的に確認できます。

ライフサイクルコストが低い

オイルをなくすということは、オイルセパレーター、インラインオイル除去フィルター、そしてオイル注入式機器で2,000～4,000時間ごとに必要となる定期的なオイル交換をなくすことを意味します。原子力発電所での20年間の運転期間において、メンテナンスコストの削減とIE4モーターのエネルギー消費量の削減を合わせると、通常、下流にクラス1のろ過装置を備えた同等のオイル注入式パッケージと比較して、30～40%のライフサイクルコスト削減が実現します。

遠隔監視とアラーム統合

プラントDCSとの統合は標準仕様です。Modbus RTU、PROFIBUS DP、または4～20mAのハードワイヤードI/O出力により、計装空気システムのステータス（運転状態、ヘッダー圧力、出口露点、空気品質モニターのアラーム、コンプレッサーの故障状態など）をメインコントロールルームに表示し、追加のエンジニアリング作業なしにプラントのアラーム管理システムに組み込むことができます。

「Ever Power社から提供された資料一式は、このプロジェクトにおいて回転機器サプライヤーから受け取ったものの中で最も完全なものでした。FAT記録、FMEA、材料トレーサビリティ証明書はすべて、当社の原子力品質保証システムに適した形式で、修正依頼が一切なく提出されました。これは、当社の経験上、本当に稀なことです。」

— 上級機械エンジニア

原子力工学請負業者、サマセット

「計装空気システムの性能試験期間に間に合うよう、スケジュール的に非常に厳しい状況でした。Ever Power社のプロジェクトマネージャーは、当社のプログラムのマイルストーンに沿って作業を進めてくれ、ユニットは工場で完全にテストされた状態で納品され、試運転に全く問題はありませんでした。待機状態への切り替えも現場での初回テストで正常に作動しました。まさに原子力プロジェクトに必要なことです。」

— 計装制御試運転責任者

原子力システムインテグレーター、イングランド北西部

「AGR発電所で老朽化したオイルインジェクション式コンプレッサー3台を、Ever Power社のオイルフリー式コンプレッサーに交換しました。メンテナンス作業量は大幅に削減され、オイルフィルターの交換や毎週のオイルレベルチェックは不要になりました。また、設置以来、空気質モニターでオイルレベル異常警報が一度も鳴っていません。メンテナンス範囲がはるかに予測しやすくなったため、停止計画も改善されました。」

— 保守・信頼性マネージャー

EDFエナジーAGR発電所、スコットランド

英国の原子力発電所の計装用空気には、2×100%冗長構成の2段式オイルフリーロータリースクリューコンプレッサーが業界標準となっています。このコンプレッサーは、故障の原因となる可能性のある下流側のろ過装置を必要とせずにISO 8573-1クラス0の空気清浄度を実現し、メンテナンス頻度が低いため、原子力発電所の停止メンテナンス期間が長い場合にも適しています。統合型ドライヤー、ろ過装置、制御盤、およびドキュメントを含む、スキッドマウント型原子力計装用空気パッケージ一式の場合、流量、圧力、冗長構成、およびカスタマイズ範囲に応じて、通常85,000ポンドから280,000ポンドの範囲となります。プロジェクト固有の見積もりについては、[email protected]までお問い合わせください。

ISO 8573-1は、圧縮空気の純度を規定する主要な国際規格です。原子力安全グレードの計装空気の場合、適用されるクラスはクラス0です。これは最も厳格な純度レベルを定義しており、総油分含有量（エアロゾル、蒸気、および液体相を含む）が0.01 mg/m³を超えないことを要求します。原子力用途向けに供給されるEver Powerのオイルフリースクリューコンプレッサーはすべて、認定された第三者機関によるISO 8573-1クラス0試験証明書が付属しています。その他の関連規格には、微生物汚染に関するISO 8573-7、および原子力計装制御システム設計に関するIAEA NS-G-1.3があり、当社の機器パッケージはこれらの規格との互換性を考慮して設計されています。

ONRの安全評価原則（SAP）および関連する技術評価ガイドでは、計装空気品質を原子力安全機能として定義し、維持することが求められています。ヒンクリーポイントCまたはサイズウェルCの仕様では、計装空気品質と冗長性に関するEDF/NNB EPR設計基準を参照し、コンプレッサー出口でISO 8573-1クラス0の空気純度を指定し、単一故障基準を満たす2×100%コンプレッサーの稼働/待機構成を要求し、原子力品質保証フレームワーク（通常は原子力補足を含むISO 9001）に準拠した文書要件を含める必要があります。Ever Powerのアプリケーションエンジニアは、対象となる原子力調達プロジェクトの場合、注文前の技術対話の一環として、機能仕様書と機器データシートの作成を無償で支援します。

Ever Powerは、セラフィールド、マグノックスの旧施設、ドゥンレイなど、英国全土のNDA廃止措置施設に、オイルフリーのスクリュー式空気圧縮機パッケージを提供しています。当社の原子力関連文書パッケージ（材料証明書、溶接記録、FAT/SATプロトコル、FMEAなど）は、NDA調達ガバナンスフレームワークの要件に準拠した形式で作成されており、該当する認可施設のQAチームに直接提出できます。NDA交換パッケージの納期は通常、注文から14～20週間ですが、緊急の運用要件には迅速な対応オプションもご用意しています。特定のNDAプロジェクト要件についてご相談をご希望の場合は、サイト名、必要な流量と圧力、および目標とする現場設置日を明記の上、[email protected]までメールでお問い合わせください。

格納容器隔離弁（CIV）は通常、その機能に応じて全閉または全開のフェイルセーフ位置にスプリングで保持され、計装空気圧によってスプリングに抗して動作位置に保持されます。計装空気供給圧力が最小弁作動圧力を下回ると、弁はフェイルセーフ位置に移動します。これは設計上の仕様ですが、通常の運転中に制御不能な圧力低下が発生すると、誤った格納容器隔離が発生し、原子炉トリップを引き起こし、他の安全システムにも影響を与える可能性があります。2×100%冗長オイルフリーコンプレッサーシステムは、運転コンプレッサーの故障が検出されてから数秒以内にスタンバイコンプレッサーを自動的に起動し、ヘッダー圧力をCIV最小作動設定値以上に維持することで、これを防止します。空気圧レシーバーの容量は、最悪の需要シナリオでも切り替え時の過渡現象に対応できるように設計されています。

原子力計装用空気サービス向けに、Ever Power社のオイルフリースクリューコンプレッサーは、20,000時間ごとの軽整備間隔（エアフィルター、インラインフィルターエレメント、ベルトまたはカップリングの点検）と、40,000～60,000時間ごとの主要オーバーホール間隔（ローターベアリングの交換とPTFEコーティングの点検）で設計されています。これに対し、同じ用途で使用されるオイルインジェクション式コンプレッサーでは、2,000～4,000時間ごとにオイル交換、4,000時間ごとにオイルセパレーターエレメントの交換、6,000～8,000時間ごとに下流側のオイル除去フィルターの交換が必須となります。20年間のプラント寿命において、オイルフリー方式によるメンテナンスコストの削減額は、現場ごとの人件費と部品価格によって異なりますが、通常、コンプレッサー1台あたり40,000～90,000ポンドの節約になります。この金額には、下流側のフィルターの故障やそれに伴う空気質の悪化によるコストは含まれていません。原子力施設では、これらのコストははるかに高額になる可能性があります。

はい、EDF AGR 発電所向けの Ever Power オイルフリー スクリュー コンプレッサー パッケージには、完全に構成可能な通信インターフェースが付属しています。標準オプションには、Modbus RTU (RS-485)、Modbus TCP/IP (イーサネット)、PROFIBUS DP、および最も重要なパラメータ (ヘッダー圧力、出口露点、運転/待機状態、および故障アラーム) 用のハードワイヤード 4–20 mA アナログ信号が含まれます。EDF DCS 環境 (通常、AGR 発電所では ABB System 800xA または Siemens SPPA-T3000 バリアント) では、FAT の前に Modbus レジスタ マップを DCS エンジニアリング データベースと整合するように事前構成できるため、現場でのエンジニアリング時間を最小限に抑えることができます。当社は、Heysham 2 および Hunterston B で DCS 統合計装空気パッケージの試運転に成功しており、当社のエンジニアは EDF のグリッド接続および I/O タグ付け規則に精通しています。