Bezolejowe sprężarki śrubowe powietrza do elektrowni jądrowych
Zasilanie powietrza do urządzeń pomiarowych i sterujących
Dostarczanie wolnego od zanieczyszczeń powietrza pomiarowego do systemów pomiaru bezpieczeństwa, zaworów izolacyjnych i systemów wyłączania awaryjnego — zaprojektowanych zgodnie z najbardziej rygorystycznymi normami bezpieczeństwa jądrowego na świecie.
W energetyce jądrowej sprężone powietrze odgrywa rolę, która jest jednocześnie niewidoczna i krytyczna dla realizacji projektu. Siłowniki pneumatyczne, pozycjonery i zawory regulacyjne, które regulują systemy bezpieczeństwa reaktora, są uzależnione od ciągłego, czystego dopływu powietrza pomiarowego – a gdy dopływ ten jest zagrożony, konsekwencje następują z niezwykłą szybkością. Bezolejowa sprężarka śrubowa powietrza to nie tylko preferowana specyfikacja w zastosowaniach jądrowych; jest ona często wiążącym wymogiem bezpieczeństwa, narzuconym przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej, krajowe organy nadzoru jądrowego oraz probabilistyczne oceny ryzyka na poziomie elektrowni. Powód jest prosty: konwencjonalne sprężarki smarowane olejem wprowadzają do strumienia powietrza pomiarowego aerozole węglowodorowe, które nawet w śladowych stężeniach rzędu kilku miligramów na metr sześcienny mogą uszkadzać uszczelki zaworów, zanieczyszczać przewody pilotowe elektrozaworów i powodować awarie systemów bezpieczeństwa podczas stanów przejściowych. Bezolejowa sprężarka śrubowa powietrza eliminuje tę drogę zanieczyszczeń już na etapie sprężania – nie polega wyłącznie na filtracji, która mogłaby ulec awarii, ulec nasyceniu lub zostać pominięta podczas okresów konserwacji. Dla inżynierów zakładów rozróżnienie to stanowi różnicę między ryzykiem związanym z konserwacją, które można opanować, a niedopuszczalnym zagrożeniem bezpieczeństwa.
Obiekty energetyki jądrowej w Zjednoczonym Królestwie — od działających zaawansowanych reaktorów chłodzonych gazem w Heysham, Torness i Hartlepool zarządzanych przez EDF Energy, poprzez głośny reaktor wodny ciśnieniowy Hinkley Point C w budowie w Somerset, po powstający szereg projektów małych reaktorów modułowych wspieranych przez Rolls-Royce SMR — coraz częściej określają bezolejowe sprężarki śrubowe jako podstawowe i zapasowe źródło powietrza do przyrządów dla systemów kategorii bezpieczeństwa jądrowego. Wytyczne Urzędu Regulacji Jądrowych dotyczące zasad oceny bezpieczeństwa wymagają, aby systemy sprężonego powietrza związane z bezpieczeństwem wykazywały odpowiednią niezawodność, a potencjalne tryby awarii każdego komponentu w granicach systemu były zrozumiałe i ograniczane. W przypadku sprężarki smarowanej olejem, przenoszenie oleju nie jest ryzykiem marginalnym — jest przewidywalnym, mierzalnym trybem awarii z bezpośrednią ścieżką do degradacji systemu bezpieczeństwa. Wybierając bezolejową sprężarkę śrubową, można całkowicie wyeliminować ten rodzaj awarii ze schematu błędów, co upraszcza analizę bezpieczeństwa i zmniejsza obciążenie związane z monitorowaniem i dokumentowaniem w trakcie eksploatacji, które w przeciwnym razie byłyby wymagane do zachowania zgodności z przepisami.
Dlaczego systemy I&C w elektrowniach jądrowych nie tolerują zanieczyszczeń olejowych
Infrastruktura automatyki i sterowania elektrowni jądrowej stanowi jeden z najbardziej złożonych zintegrowanych systemów inżynieryjnych we współczesnym przemyśle. W przeciwieństwie do zakładu produkcyjnego, gdzie nieoczekiwane wyłączenie powoduje straty produkcyjne, systemy automatyki i sterowania elektrowni jądrowej stanowią ostatnią, zaprojektowaną linię obrony między normalną pracą a uwolnieniem substancji radiologicznych do środowiska. Przewody sygnałowe, kolektory zasilające siłowniki i zbiorniki powietrza sterującego, które zasilają te systemy, muszą być zasilane powietrzem o zawartości oleju klasy 0 określonej w normie ISO 8573-1 – co oznacza brak wykrywalnych zanieczyszczeń aerozolem olejowym, oparami oleju lub węglowodorami. Bezolejowa sprężarka śrubowa powietrza to jedyna technologia sprężania, która może zagwarantować ten standard w punkcie wytwarzania, bez konieczności stosowania filtrów koalescencyjnych umieszczonych dalej, które starzeją się, nasycają i degradują w trakcie eksploatacji. Gdy filtr umieszczony dalej jest jedyną barierą, pojedyncze niedopatrzenie w harmonogramie wymiany filtra staje się potencjalnym czynnikiem przyczyniającym się do awarii systemu bezpieczeństwa – scenariusza, który w probabilistycznych ocenach bezpieczeństwa jądrowego konsekwentnie identyfikuje się jako niedopuszczalny dla systemów powietrza pomiarowego kategorii 1.
Konsekwencje zanieczyszczenia powietrza aparatury jądrowej olejem nie są teoretyczne. Warstwy węglowodorów na otworach zaworów elektromagnetycznych zwiększają progi ciśnienia pękania, powodując powolną reakcję zaworów lub ich całkowity brak podczas automatycznych działań zabezpieczających, takich jak SCRAM reaktora lub wyłączenie turbiny. Osady oleju w zaworach bezpieczeństwa sterowanych pilotem mogą powodować ich otwieranie przy nieprawidłowych nastawach ciśnienia lub, co bardziej niebezpieczne, pozostawanie zamkniętymi, gdy powinny się otworzyć, aby chronić granice ciśnienia w obwodzie pierwotnym. W systemach izolacji obudowy, zanieczyszczone olejem siłowniki mogą nie osiągnąć pełnego zakresu ruchu w wymaganym czasie – zagrażając granicy radiologicznej po awarii w momencie, gdy jest to najbardziej potrzebne. Te rodzaje awarii są szczególnie trudne do wykrycia, ponieważ mogą nie ujawnić się w warunkach rutynowych badań kontrolnych, ujawniając się dopiero przy wyższej różnicy ciśnień i warunkach termicznych towarzyszących rzeczywistym stanom przejściowym w elektrowni. Wybierając bezolejową sprężarkę śrubową jako źródło powietrza aparatury, operatorzy elektrowni eliminują całą tę klasę ukrytych awarii z ich bezpieczeństwa, zastępując zależne od czasu ryzyko związane z konserwacją pasywną gwarancją inżynieryjną, wpisaną w konstrukcję maszyny.
Podstawy techniczne, budownictwo i materiały
Zasada działania bezolejowej sprężarki śrubowej powietrza różni się zasadniczo od jej smarowanego odpowiednika w punkcie sprężania. W standardowej sprężarce śrubowej olej jest wtryskiwany bezpośrednio do komory wirnika w celu uszczelnienia zazębiających się profili wirnika (męskiego i żeńskiego), schłodzenia sprężanego gazu oraz smarowania powierzchni wirnika. W konstrukcji bezolejowej te trzy funkcje są realizowane za pomocą alternatywnych rozwiązań inżynieryjnych, z których każde jest starannie przetestowane pod kątem długotrwałej niezawodności w pracy ciągłej. Profile wirnika są obrabiane z zachowaniem niezwykle wąskich tolerancji – zazwyczaj od 5 do 10 mikrometrów na całej długości krzywki roboczej – za pomocą precyzyjnych centrów szlifierskich CNC, dzięki czemu uszczelnienie zazębienia uzyskuje się wyłącznie dzięki precyzji geometrycznej, bez konieczności stosowania ciekłego medium uszczelniającego. Zarządzanie temperaturą odbywa się poprzez dwustopniowe sprężanie z chłodnicą międzystopniową między stopniami (umożliwiającą pracę każdego stopnia w rozsądnych granicach temperatury, które zachowują integralność powłoki wirnika), poprzez bezpośredni wtrysk wody do komory sprężania w wariantach bezolejowych z wtryskiem wody lub, w niektórych konstrukcjach, poprzez połączenie obu tych podejść. Łożyska wirnika są smarowane za pomocą izolowanych, uszczelnionych pakietów smaru lub za pomocą zamkniętej miski olejowej, która jest wyraźnie oddzielona od ścieżki sprężania za pomocą szeregu uszczelnień labiryntowych, pierścieni tłokowych, a w wielu konstrukcjach także strefy uszczelnienia wału pracującego na sucho, która odpowietrza się do atmosfery, zapewniając widoczny wskaźnik stanu uszczelnienia podczas rutynowych kontroli.
Sam element wirnika jest zazwyczaj wytwarzany ze stopu aluminium klasy lotniczej w przypadku mniejszych jednostek lub z żeliwa sferoidalnego w przypadku maszyn o większej wydajności. Powierzchnie łopat wirnika pokryte są specjalistyczną warstwą polimerową – zazwyczaj fluoropolimerem z dodatkiem PTFE lub opatentowanym kompozytem wzmocnionym włóknem węglowym – która zapewnia samosmarowanie w okresie rozruchu oraz pewien stopień dopasowania wymiarowego w przypadku niewielkiego kontaktu podczas rozruchu. Obudowy są precyzyjnie rozwiercane z wysokiej jakości odlewów z żeliwa szarego i poddawane kontroli wymiarowej na wielu etapach produkcji, w tym weryfikacji współosiowości otworu wirnika za pomocą współrzędnościowej maszyny pomiarowej. W przypadku zastosowań w przemyśle jądrowym identyfikowalność materiałów jest utrzymywana od certyfikacji surowca, przez każdą operację obróbki, aż po etap montażu. Pełna dokumentacja kontroli jakości (QA) jest sporządzana zgodnie z planami jakości ISO 10005 i jest dostępna na potrzeby przedkładania planów jakości zamówień oraz dokumentacji bezpieczeństwa jądrowego do ONR, francuskiego ASN, kanadyjskiego CNSC lub innych właściwych organów nadzoru jądrowego, w zależności od przypadku.
Parametry wydajności technicznej
Poniższa tabela przedstawia zakres wydajności standardowej i klasy jądrowej dla naszej gamy bezolejowych sprężarek śrubowych powietrza. Wszystkie dane mają charakter orientacyjny; skontaktuj się z naszym zespołem, aby uzyskać karty danych technicznych dla konkretnych lokalizacji.
| Parametr | Standardowy zakres | Specyfikacja klasy nuklearnej | Jednostka |
|---|---|---|---|
| Darmowa dostawa lotnicza | 0,5 – 120 | 2 – 120 | m³/min |
| Ciśnienie robocze | 4 – 13 | 6 – 10 | pasek(g) |
| Zawartość oleju (ISO 8573-1) | Klasa 0 | Klasa 0 (< 0,01 mg/m³) | — |
| Zawartość cząstek | Klasa 1 | Klasa 1 (< 0,1 µm) | — |
| Punkt rosy ciśnieniowej | −20 do −70 | −40 do −70 | °C |
| Temperatura rozładowania | < 80 | < 65 | °C |
| Poziom hałasu (1 m) | 62 – 80 | 65 – 75 | dB(A) |
| Zakres mocy silnika | 7,5 – 900 | 22 – 355 | kW |
| Kwalifikacja sejsmiczna | Nie dotyczy | IEEE 344 / IEC 60980 | — |
| Standard jakości | ISO 9001 | ISO 9001 + dodatek nuklearny / ASME NQA-1 | — |
| Konfiguracja redundancji | Pojedynczy / Dupleks | Dupleks / Tripleks (N+1, 2oo3) | — |
Sześć powodów, dla których operatorzy elektrowni jądrowych wybierają nasze bezolejowe sprężarki śrubowe powietrza
Od certyfikowanej jakości powietrza po w pełni spersonalizowane rozwiązania inżynieryjne, każdy aspekt naszej oferty sprężarek jądrowych został opracowany z uwzględnieniem specyficznych wymagań dotyczących zaopatrzenia w systemy bezpieczeństwa jądrowego.
Certyfikowany wydruk klasy 0 wg normy ISO 8573-1
Każda bezolejowa sprężarka śrubowa z naszej serii nuklearnej wytwarza sprężone powietrze o zweryfikowanej zawartości oleju poniżej 0,01 mg/m³ na kołnierzu tłocznym – nie jest wymagana filtracja w dół, aby osiągnąć klasę 0. Dostępne są testy przenoszenia oleju pod nadzorem niezależnej firmy jako punkt odbioru fabrycznego, a dokumentacja certyfikacyjna jest zgodna z normą ISO 8573-1:2010 oraz przewodnikiem bezpieczeństwa IAEA NS-G-1.12. Niniejsza certyfikacja jest zgodna z przepisami bez żadnych warunków.
Redundancja N+1 i konstrukcja odporna na pojedyncze awarie
Nasze pakiety powietrza do urządzeń jądrowych są dostępne w konfiguracjach duplex i triplex, z dedykowaną logiką sekwencjonowania: zasilanie/rezerwa/awaryjne, wbudowaną w system sterowania zgodny z normą IEC 61511. Każdy zespół sprężarek działa niezależnie, z oddzielnymi źródłami zasilania, oddzielnymi obiegami chłodzenia i oddzielnymi grupami zaworów odcinających – co zapewnia odporność na pojedyncze awarie, zgodnie z zasadami oceny bezpieczeństwa ONR i celami probabilistycznej oceny ryzyka.
Niższy całkowity koszt cyklu życia
Chociaż koszt kapitałowy bezolejowej sprężarki śrubowej jest wyższy niż jej smarowanego odpowiednika, ekonomika cyklu życia konsekwentnie przemawia za rozwiązaniem bezolejowym w zastosowaniach jądrowych. Wyeliminowanie elementów separatora oleju, wkładów filtracyjnych koalescencyjnych, konserwacji separatora oleju i wody oraz kosztów utylizacji związanych z zanieczyszczonym kondensatem zmniejsza bieżące wydatki na materiały eksploatacyjne o 35–50% w ciągu dziesięcioletniego cyklu eksploatacji w obiektach jądrowych, przynosząc znaczne dodatkowe oszczędności w zakresie kategoryzacji i utylizacji odpadów radiologicznych.
Zintegrowane zdalne monitorowanie stanu
Każda jednostka jest dostarczana z kompleksowym zestawem czujników obejmującym temperaturę łożysk, sygnaturę drgań, międzystopniową różnicę ciśnień, punkt rosy na wylocie oraz pobór prądu przez silnik. Dane są przesyłane za pośrednictwem Modbus TCP lub Profibus DP do sterowni elektrowni, co umożliwia planowanie konserwacji predykcyjnej bez narażania personelu konserwacyjnego na przebywanie w kontrolowanych lub nadzorowanych obszarach elektrowni jądrowych podczas rutynowych rund zbierania danych – co stanowi istotną korzyść dla ALARP w zakresie ochrony przed promieniowaniem.
Pełne możliwości inżynieryjne na zamówienie
Żadne dwa systemy sprężonego powietrza w obiektach jądrowych nie mają identycznych ograniczeń przestrzennych, wymagań ciśnieniowych ani kategorii bezpieczeństwa. Nasz zespół inżynierów współpracuje bezpośrednio z projektantami instalacji automatyki i sterowania, inżynierami budownictwa lądowego i wodnego oraz audytorami bezpieczeństwa jądrowego, aby opracowywać dedykowane, bezolejowe sprężarki śrubowe powietrza – od konstrukcji jednopłytowych, które mieszczą się w istniejących obudowach sprężarek, po specjalnie zaprojektowane instalacje wielociągowe z montażem sejsmicznym, obudowami odpornymi na wybuchy i pasywnym chłodzeniem, spełniającymi wymagania dotyczące sprawności operacyjnej po awarii.
Pełne dostosowanie do przepisów i standardów obowiązujących w Wielkiej Brytanii
Nasze bezolejowe sprężarki śrubowe klasy jądrowej spełniają wymagania normy BS EN ISO 1217, brytyjskich przepisów dotyczących bezpieczeństwa urządzeń ciśnieniowych (UK Pressure Equipment (Safety) Regulations) z 2016 r. oraz wymogi dotyczące oznakowania UKCA. Systemy zarządzania jakością posiadają certyfikat ISO 9001:2015 wraz z dokumentacją dodatku do normy jądrowej, potwierdzającą warunek licencji ONR 22 (kontrola modyfikacji i eksperymentów) oraz warunek licencji 28 (badania, inspekcje, konserwacja i testowanie) we wszystkich licencjonowanych obiektach jądrowych w Wielkiej Brytanii.
Scenariusze zastosowań w obrębie granic elektrowni jądrowych
Zapotrzebowanie na bezolejowe sprężone powietrze w elektrowni jądrowej nie ogranicza się do jednego systemu lub budynku – przenika ono każdy poziom architektury bezpieczeństwa i operacyjnej elektrowni. System kontroli bezpieczeństwa stale monitoruje parametry, takie jak temperatura chłodziwa w obwodzie pierwotnym, strumień neutronów i różnica ciśnień w obudowie bezpieczeństwa, i wykorzystuje zawory sterowane powietrzem pomiarowym do przetwarzania sygnałów zadziałania systemu zabezpieczającego na działanie urządzeń fizycznych. Jakiekolwiek opóźnienie, wahanie lub awaria tych siłowników pneumatycznych podczas aktywacji systemu zabezpieczającego reaktor – spowodowane przez zanieczyszczenie olejem zwężające otwór pilotowy lub zwiększające próg pęknięcia membrany – może uniemożliwić terminowe odcięcie obwodu pierwotnego lub opóźnić zamknięcie zaworów odcinających obudowy bezpieczeństwa. W analizie sekwencji awarii są to działania mierzone w sekundach, a tam, gdzie sekundy mają znaczenie, tylko bezolejowa sprężarka śrubowa powietrza oferuje niezawodność niezbędną do obrony argumentu bezpieczeństwa.
Poza systemami ochrony rdzenia, bezolejowe sprężarki śrubowe obsługują siłowniki zaworów awaryjnego systemu chłodzenia rdzenia, które muszą niezawodnie otwierać się po otrzymaniu sygnału wtrysku bezpieczeństwa po awarii związanej z utratą chłodziwa. Zasilają główne zawory odcinające parę, które uszczelniają generatory pary w reaktorach ciśnieniowych (PWR) podczas niektórych sekwencji awarii, a także zasilają systemy wyłączania i obejścia turbiny, które obniżają ciśnienie w obiegu wtórnym. W systemach chłodzenia basenu wypalonego paliwa – którym poświęcono szczególną uwagę projektową po awarii w elektrowni Fukushima Daiichi w 2011 roku i późniejszych aktualizacjach norm bezpieczeństwa Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA) – niezawodne zasilanie powietrzem pomiarowym do sterowania zaworami monitorującymi i uzupełniającymi jest obecnie warunkiem wstępnym w przypadku bezpieczeństwa wszystkich nowych obiektów jądrowych. Aparatura do monitorowania poawaryjnego, systemy sterowania rekombinatorami wodoru oraz napęd pasywnych rekombinatorów autokatalitycznych wykorzystują kolektor powietrza pomiarowego jako czyste, niezawodne medium robocze, którego jakość można weryfikować i dokumentować przez cały okres eksploatacji elektrowni.
System przyrządów bezpieczeństwa (SIS)
Siłowniki pneumatyczne do zaworów odcinających układy zabezpieczające wymagające ciągłego dopływu powietrza pomiarowego klasy 0 bez dozwolonych przerw w warunkach projektowych.
Zawory izolacyjne zabezpieczające
Wielkośrednicowe, pneumatyczne zawory motylkowe i zasuwowe, uszczelniające granicę radiologiczną budynku bezpieczeństwa w razie wypadku, wymagające szybkiego czasu otwarcia.
Systemy SCRAM awaryjne
Mechanizmy zwalniające pręty wyłączające o szybkim działaniu oraz siłowniki wtórnego układu wyłączającego w konstrukcjach AGR i PWR wymagających awaryjnego zasilania sprężonym powietrzem.
Sterowanie chłodzeniem basenu z wypalonym paliwem
Systemy sterowania zaworami i monitorowania zapewniające przepływ wody chłodzącej do zbiorników magazynowych paliwa, w tym również w przypadku przerw w dostawie prądu na stacji, gdy niezbędne zasilanie jest ograniczone.
Monitorowanie powypadkowe
Dopływ powietrza pomiarowego do kolektorów monitorujących promieniowanie i systemów pomiaru stężenia wodoru pracujących w warunkach awarii bazujących na założeniach projektowych.
Główna izolacja pary i obejście turbiny
Niezawodne sterowanie zaworami MSIV i zaworami obejściowymi turbiny w celu zapewnienia bezpiecznego i szybkiego obniżenia ciśnienia w obwodzie wtórnym podczas wyłączeń reaktora i stanów przejściowych.
Wsparcie brytyjskiego przemysłu jądrowego — od przedłużenia żywotności do budowy nowych obiektów
Wielka Brytania zajmuje wyjątkową pozycję w globalnym przemyśle jądrowym — jednocześnie posiada jedną z najstarszych działających flot jądrowych na świecie i jeden z najbardziej ambitnych programów budowy nowych elektrowni. EDF Energy zarządza szeregiem elektrowni AGR w Anglii i Szkocji, w tym Heysham 1, Heysham 2, Hartlepool, Dungeness B i Torness, z których wszystkie wymagają ciągłej modernizacji i wymiany systemów powietrza pomiarowego w ramach programów wydłużonej żywotności. Każda z tych lokalizacji charakteryzuje się unikalnymi ograniczeniami inżynieryjnymi ukształtowanymi przez dekady historii eksploatacji, co sprawia, że możliwości dostosowania dostawcy sprężarek śrubowych bezolejowych do zastosowań jądrowych są równie ważne, jak parametry wydajnościowe samej maszyny. Projekt budowy reaktora Hinkley Point C EPR w Somerset — pierwszej nowej elektrowni jądrowej zbudowanej w Wielkiej Brytanii od ponad trzech dekad — obejmuje dedykowany system powietrza pomiarowego klasy jądrowej, zgodny z najwyższymi europejskimi normami użyteczności publicznej, z wymaganiami jakościowymi, które stanowią wyzwanie nawet dla uznanych firm z łańcucha dostaw w sektorze jądrowym, aby wykazać pełną zgodność.
W dalszej części procesu projektowego, projekt Sizewell C w Suffolk, również projekt EPR, oraz program SMR firmy Rolls-Royce, obejmujący wiele potencjalnych lokalizacji, w tym Wylfa w Anglesey i lokalizacje w Anglii i Walii, będą wymagać infrastruktury sprężonego powietrza bezolejowego klasy jądrowej dla systemów bezpieczeństwa i kontroli operacyjnej. Nasze bezolejowe sprężarki śrubowe są dostarczane za pośrednictwem podmiotu zarejestrowanego w Wielkiej Brytanii, w pełni dostosowanego do brytyjskich ram zapewniania jakości łańcucha dostaw dla sektora jądrowego, w tym rejestracji w portalu łańcucha dostaw Urzędu ds. Likwidacji Reaktorów Jądrowych (Nuclear Decommissioning Authority) oraz zgodności technicznej z wymogami grupy ds. standardów jakości Stowarzyszenia Przemysłu Jądrowego (Nuclear Industry Association). Dla inżynierów ds. zaopatrzenia w EDF Energy, głównych wykonawców łańcucha dostaw Hinkley Point C lub deweloperów nowych projektów SMR, możemy dostarczyć dokumentację prekwalifikacyjną, zatwierdzone listy dostawców oraz szczegółowe plany jakości w ciągu dziesięciu dni roboczych – wspierając napięte harmonogramy zamówień, charakterystyczne dla projektów jądrowych w Anglii, Szkocji i Walii.
Sukces klienta: sprawdzona wydajność na trzech kontynentach
Nasze bezolejowe sprężarki śrubowe, stosowane od dawna w Europie, po instalacje CANDU w Ameryce Północnej, zdobyły zaufanie inżynierów branży nuklearnej w najbardziej wymagających środowiskach regulacyjnych na świecie.
Philippe Marchetti — starszy inżynier ds. instrumentów pomiarowych
Elektrownia jądrowa Civaux (1500 MWe PWR), EdF, Vienne, Francja
„W 2021 roku wymieniliśmy nasz starzejący się, smarowany olejem układ powietrza pomiarowego w bloku nr 2 na dwudzielny, bezolejowy zestaw sprężarek śrubowych firmy Ever Power. Przejście to zostało poparte szczegółową dokumentacją techniczną, którą nasi asesorzy ds. bezpieczeństwa jądrowego w ASN zaakceptowali podczas pierwszej kontroli – czego nie doświadczyliśmy u poprzednich dostawców sprzętu. Osiemnaście miesięcy po uruchomieniu obie jednostki pracowały bez żadnych nieplanowanych przestojów, a jakość powietrza w klasie 0 była stale weryfikowana przez nasz wbudowany system monitorowania punktu rosy. Samo obniżenie kosztów materiałów eksploatacyjnych i nakładów pracy związanych z utylizacją odpadów radiologicznych w pełni uzasadniło tę decyzję pod względem ekonomicznym, a zespół konserwacyjny skomentował, o ile czystsza jest sprężarkownia bez obaw o mgłę olejową”.
James R. Holloway — Kierownik ds. zaopatrzenia w dziale I&C
Duży projekt budowy elektrowni jądrowej, południowo-zachodnia Anglia, Wielka Brytania
„Zaopatrzenie w urządzenia sprężonego powietrza klasy jądrowej, spełniające wymagania naszego planu jakości i możliwe do dostarczenia w ramach harmonogramu projektu budowy nowego obiektu jądrowego, zawsze stanowi wyzwanie. Zespół Ever Power od pierwszej rozmowy technicznej zrozumiał, że potrzebujemy czegoś więcej niż tylko produktu — kompletnego pakietu dokumentacji obejmującego identyfikowalność materiałów, zapisy kontroli jakości produkcji, wyniki kontroli punktów podtrzymania potwierdzonych przez świadków oraz raporty z testów kwalifikacyjnych sejsmicznych zgodne z uznanym standardem. Dostarczyli wszystko w uzgodnionym terminie, a bezolejowe sprężarki śrubowe przeszły naszą inspekcję przedinstalacyjną bez ani jednego raportu o niezgodności. W ciągu piętnastu lat działalności w sektorze energetyki jądrowej tego typu bezbłędna inspekcja pierwszego artykułu jest naprawdę rzadkością i odzwierciedla jakość wykonania urządzeń”.
Dr Catherine Osei — inżynier systemów zakładowych
Elektrownia jądrowa Bruce (CANDU 6), Ontario, Kanada
„Nasze jednostki CANDU działają w oparciu o nieco inną filozofię dotyczącą powietrza pomiarowego, ze względu na niezależność od układu moderatora i obiegu chłodziwa, ale fundamentalny wymóg dotyczący bezolejowej sprężarki śrubowej zasilającej układ pneumatyczny systemu wyłączania jest równie nie do negocjacji z punktu widzenia przepisów CNSC. Wybraliśmy jednostki Ever Power po rygorystycznym, czternastomiesięcznym procesie kwalifikacji dostawców, który obejmował liczne audyty obiektu, przeglądy dokumentacji projektowej i wizyty fabryczne podczas testów ciśnieniowych. Zaprojektowany przez nich niestandardowy układ platform dla naszej sprężarkowni – która ma znacznie niższą wysokość nadproża niż konwencjonalny obiekt jądrowy – zademonstrował dokładnie taki sposób rozwiązywania problemów specyficznych dla danego zastosowania, który odróżnia prawdziwego, długoterminowego partnera przemysłowego od dostawcy katalogowego. Dwa lata eksploatacji bez ani jednego zdarzenia związanego z awarią”.
Możliwości produkcyjne i niestandardowa inżynieria nuklearna
Nasz zakład produkcyjny działa w oparciu o system zarządzania jakością certyfikowany zgodnie z normą ISO 9001:2015 z suplementami dla sektora jądrowego, a nasze produkty sprężonego powietrza przechodzą etapowy program kontroli i badań, w pełni dostępny dla klienta w każdym głównym punkcie kontrolnym i kontrolnym. W przypadku zastosowań jądrowych rutynowo przygotowujemy niestandardowe raporty z badań materiałów zgodnie z normą EN 10204 typu 3.1 i 3.2, dokumentację kwalifikacji procedur spawania zgodnie z normą EN ISO 15614, dokumentację badań nieniszczących zgodnie z kwalifikacjami personelu EN ISO 9712 poziomu 2 oraz kompletne książki obliczeniowe projektu zbiornika ciśnieniowego zgodnie z normą PD 5500 lub ASME Sekcja VIII Dział 1 – w zależności od tego, która norma ma zastosowanie do konkretnego projektu jądrowego. Nasze bezolejowe śruby sprężarka powietrza palety można skonfigurować tak, aby odpowiadały specyficznym dla klienta ograniczeniom dotyczącym powierzchni: mieściły sprężarki o niskiej wysokości, spełniały wymagania strefy granicznej ATEX 2, w której w otoczeniu może występować wodór, były zgodne z kategorią sejsmiczną I, a ich konstrukcja umożliwiała montaż i zakotwiczenie w przypadku wystąpienia trzęsień ziemi wykraczających poza założenia projektowe, a także były kompatybilne z awaryjnym zasilaniem prądem stałym w programach testowania odporności stacji na przerwy w dostawie prądu.
Nasze możliwości personalizacji produktów obejmują cały system sprężonego powietrza pomiarowego, a nie tylko samą sprężarkę. Projektujemy i dostarczamy kompletne pakiety sprężonego powietrza pomiarowego dla energetyki jądrowej, w tym zbiorniki powietrza z pełną dokumentacją projektową, osuszacze adsorpcyjne regeneracyjne lub wykorzystujące ciepło sprężania, osiągające ciśnieniowy punkt rosy na poziomie −70°C, automatyczne zespoły filtrów wstępnych i końcowych z monitorowaniem różnicy ciśnień, układy kontroli ciśnienia w systemie i układy zaworów bezpieczeństwa z dokumentacją kalibracyjną, a także panele sterowania oparte na sterownikach PLC z dokumentacją oceny SIL wymaganą w przypadku zamówień na systemy I&C kategorii bezpieczeństwa jądrowego. Każdy element niestandardowego pakietu sprężonego powietrza pomiarowego dla energetyki jądrowej jest projektowany od podstaw, zgodnie ze specyficznymi wymaganiami procesowymi klienta, ograniczeniami przestrzennymi i klasyfikacją bezpieczeństwa jądrowego – w kontraktach jądrowych nie stosujemy żadnych gotowych kompromisów, a każde odstępstwo od standardowego produktu wymaga udokumentowanego uzasadnienia technicznego przed rozpoczęciem produkcji.
Często zadawane pytania
Odpowiedzi na pytania dotyczące bezolejowych sprężarek śrubowych do zastosowań w elektrowniach jądrowych, które inżynierowie ds. zaopatrzenia w energię elektryczną, projektanci instalacji wodno-kanalizacyjnych i kierownicy elektrowni najczęściej nam zadają.
Jaka jest różnica pomiędzy bezolejową sprężarką śrubową powietrza a sprężarką smarowaną olejem, stosowaną w zastosowaniach związanych z powietrzem w elektrowniach jądrowych w Wielkiej Brytanii?
Bezolejowa sprężarka śrubowa powietrza osiąga sprężanie bez wtryskiwania oleju do komory wirnika, wykorzystując zamiast tego precyzyjnie obrobione profile wirnika, specjalistyczne powłoki polimerowe i uszczelnienia labiryntowe, które zapobiegają przedostawaniu się oleju do kanału sprężonego powietrza. Sprężarka smarowana olejem wtryskuje olej bezpośrednio do stopnia sprężania w celu uszczelnienia i chłodzenia, co wymaga zastosowania filtracji koalescencyjnej w celu usunięcia oleju z przepływu powietrza. W zastosowaniach powietrza pomiarowego w elektrowniach jądrowych, regulowanych przez brytyjski Urząd Regulacji Jądrowych (Office for Nuclear Regulation), konstrukcja bezolejowa jest zdecydowanie preferowana, ponieważ eliminuje przyczynę awarii związaną z zanieczyszczeniem węglowodorami u źródła — żaden filtr wylotowy nie może stać się pojedynczym punktem awarii jakości powietrza pomiarowego, a brak nadzoru nad harmonogramem wymiany filtrów nie może stworzyć ukrytego zagrożenia bezpieczeństwa. Ta fundamentalna różnica konstrukcyjna leży u podstaw argumentu przemawiającego za bezolejową technologią w zasilaniu powietrza w instalacjach kontrolno-pomiarowych w elektrowniach jądrowych.
Która norma ISO lub MAEA reguluje jakość sprężonego powietrza wymaganą w systemach pomiaru bezpieczeństwa jądrowego i w jaki sposób sprężarka śrubowa bezolejowa spełnia te wymagania?
Norma ISO 8573-1:2010 definiuje klasy jakości sprężonego powietrza, przy czym klasa 0 reprezentuje najwyższy standard czystości dla zawartości oleju (poniżej 0,01 mg/m³), wielkości cząstek stałych i zawartości wilgoci. Przewodnik Bezpieczeństwa MAEA NS-G-1.12, obejmujący systemy pomiarowe i sterowania istotne dla bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych, wymaga, aby powietrze pomiarowe dostarczane do systemów kategorii bezpieczeństwa jądrowego spełniało wymagania projektowe dotyczące jakości powietrza, przepływu i niezawodności ciśnienia we wszystkich warunkach projektowych, w tym w przypadku utraty zasilania zewnętrznego i wstrząsów sejsmicznych. Bezolejowa sprężarka śrubowa powietrza, w połączeniu z walidowanym osuszaniem adsorpcyjnym i zweryfikowaną filtracją końcową, zapewnia strumień sprężonego powietrza spełniający lub przewyższający wymagania klasy 0 określone w normie ISO 8573-1 we wszystkich trzech wymiarach jakości, spełniając oba standardy bez konieczności stosowania zużywających się elementów koalescencyjnych jako głównego mechanizmu usuwania oleju.
Ile zazwyczaj kosztuje zespół ds. zaopatrzenia brytyjskiej elektrowni jądrowej w pakiet sprężarek śrubowych bezolejowych klasy jądrowej i jakie czynniki wpływają na cenę?
Ceny bezolejowych sprężarek śrubowych klasy jądrowej różnią się znacznie w zależności od zapotrzebowania na powietrze swobodne (zwykle 2–50 m³/min dla powietrza pomiarowego), konfiguracji redundancji (simplex, duplex lub triplex), zakresu dokumentacji kwalifikacyjnej (badania sejsmiczne, zasilanie elektryczne klasy 1E, poziom zapewnienia jakości) oraz stopnia integracji systemu (osuszacze, odbiorniki, panele sterowania, platforma rurociągowa). Cena zestawu powietrza pomiarowego dupleksowego odpowiedniego dla systemu kategorii bezpieczeństwa brytyjskiego obiektu jądrowego waha się zazwyczaj od 180 000 do 650 000 GBP ex-works, a dostawa w Wielkiej Brytanii, nadzór nad instalacją, wsparcie przy uruchomieniu i pakiety dokumentacji stanowią dodatkowy zakres. Zdecydowanie zalecamy bezpośredni kontakt z naszym zespołem ds. zastosowań jądrowych w Wielkiej Brytanii w celu uzyskania szacunkowego budżetu dla konkretnej lokalizacji, ponieważ wymagania różnią się znacznie między lokalizacjami i klasyfikacjami bezpieczeństwa jądrowego w ramach tego samego obiektu.
Gdzie w Wielkiej Brytanii mogę znaleźć wiarygodnego dostawcę bezolejowych sprężarek śrubowych powietrza, posiadających kwalifikacje do obsługi kategorii bezpieczeństwa jądrowego, i o jaką dokumentację powinienem poprosić?
Zespoły ds. zaopatrzenia brytyjskich elektrowni jądrowych, które pozyskują bezolejowe sprężarki śrubowe powietrza do zastosowań w elektrowniach jądrowych, powinny na etapie kwalifikacji wstępnej zażądać od każdego potencjalnego dostawcy następującej dokumentacji: certyfikatu ISO 9001:2015 z jasno określonym zakresem sektora jądrowego; planu jakości produktu odnoszącego się do odpowiedniej kategorii bezpieczeństwa jądrowego; dokumentacji identyfikowalności materiałów zgodnie z normą EN 10204 typ 3.1 lub 3.2; raportu z kwalifikacji sejsmicznej zgodnego z normą IEEE 344 lub IEC 60980; oraz niezależnego, poświadczonego raportu z badania przenoszenia oleju zgodnie z normą ISO 8573-2. Dostawcy zarejestrowani na portalu dostawców zatwierdzonych przez Urząd ds. Likwidacji Obiektów Jądrowych (Nuclear Decommissioning Authority) lub wymienieni jako członkowie łańcucha dostaw NIA zapewniają dodatkową gwarancję. Nasza firma posiada wszystkie powyższe kwalifikacje i może dostarczyć pakiety dokumentacji prekwalifikacyjnej w ciągu dziesięciu dni roboczych od pierwszego kontaktu.
Jak skonfigurować bezolejową sprężarkę śrubową powietrza w układzie redundantnym N+1 dla systemu pomiarów bezpieczeństwa jądrowego i jak działa sekwencjonowanie główne/rezerwowe?
Konfiguracja redundantnej, bezolejowej sprężarki śrubowej N+1 do obsługi powietrza pomiarowego w elektrowniach jądrowych zazwyczaj składa się z dwóch w pełni sprawnych zespołów sprężarek – każdy z nich jest w stanie niezależnie zaspokoić pełne zapotrzebowanie na powietrze pomiarowe – gdzie jeden pracuje jako jednostka wiodąca, a drugi w trybie gotowości z otwartym zaworem wlotowym i silnikiem gotowym do uruchomienia. Jeśli sprężarka wiodąca nie utrzymuje zadanej wartości ciśnienia w kolektorze systemu, co jest wykrywane przez dwa przetworniki ciśnienia stosujące logikę głosowania „dwa z dwóch”, jednostka zapasowa uruchamia się automatycznie w ciągu około pięciu sekund bez ingerencji użytkownika. System sterowania zarządza okresową zmianą między sprężarką wiodącą a rezerwową zgodnie z konfigurowalnym harmonogramem, aby wyrównać godziny pracy i potwierdzić gotowość do pracy w trybie gotowości. W przypadku najwyższych kategorii bezpieczeństwa jądrowego, trzecia sprężarka zasilana z awaryjnej magistrali elektrycznej generatora diesla stanowi pasywne źródło zasilania rezerwowego, zdolne do uruchomienia wyłącznie przy użyciu podstawowego źródła zasilania, spełniając wymagania dotyczące dostępności powietrza pomiarowego w przypadku awarii zasilania stacji.
Czy bezolejowy kompresor śrubowy może zostać zakwalifikowany sejsmicznie do użytku w kategorii bezpieczeństwa jądrowego? Jakie normy testowe obowiązują w przypadku obiektów w Anglii i Szkocji?
Tak — bezolejowe sprężarki śrubowe powietrza przeznaczone do eksploatacji w kategorii bezpieczeństwa jądrowego są poddawane kwalifikacjom sejsmicznym poprzez połączenie analizy strukturalnej i fizycznych badań na stole wstrząsowym. Obowiązującymi normami są IEEE 344 (Zalecana praktyka kwalifikacji sejsmicznej urządzeń klasy 1E w elektrowniach jądrowych) oraz IEC 60980, które są przywoływane w Przewodnikach Oceny Technicznej ONR obowiązujących w licencjonowanych obiektach jądrowych w Anglii i Szkocji. Kwalifikacja zazwyczaj obejmuje analizę widma odpowiedzi podłoża dla proponowanego miejsca montażu w budynku konkretnej elektrowni, a następnie wieloosiowe badania na stole wstrząsowym w uznanym akredytowanym laboratorium badawczym, gdzie sprawność i integralność strukturalna są wykazywane poprzez wymagane wartości przyspieszenia okresu zerowego dla danej kategorii zagrożenia sejsmicznego. Nasza dokumentacja dotycząca kwalifikacji sejsmicznej została zaakceptowana w przypadku projektów w Wielkiej Brytanii, Francji i Kanadzie.
Jaki jest typowy odstęp czasu między przeglądami bezolejowej sprężarki śrubowej stosowanej w urządzeniach kontrolno-pomiarowych w elektrowniach jądrowych i jak wypada on w porównaniu z konserwacją maszyny smarowanej?
Bezolejowe sprężarki śrubowe powietrza stosowane w jądrowym serwisie powietrza pomiarowego zazwyczaj wymagają gruntownego remontu elementu sprężającego – obejmującego inspekcję powłoki wirnika, wymianę łożysk i wymianę uszczelnień – po 40 000 do 60 000 godzin pracy, w zależności od cyklu pracy, warunków otoczenia i jakości powietrza wlotowego. Średnie okresy między przeglądami, wynoszące od 4000 do 8000 godzin, obejmują uzupełnienie oleju smarującego łożyska (tylko w izolowanym obwodzie łożyska, a nie w strumieniu powietrza), inspekcję sprzęgła napędowego oraz kontrolę gniazd zaworów wlotowych. Natomiast sprężarka smarowana olejem wymaga wymiany oleju co 2000 godzin, wymiany wkładu filtra koalescencyjnego co 4000 godzin oraz wymiany separatora oleju i wody – materiałów eksploatacyjnych, które zwiększają zarówno koszty, jak i ryzyko skażenia radiologicznego w przypadku przetwarzania w obszarach kontrolowanych przez elektrownie jądrowe, gdzie wszystkie strumienie odpadów wymagają klasyfikacji i kontrolowanych dróg składowania.
W jaki sposób bezolejowy sprężarka śrubowa wspomaga projekt systemu powietrza pomiarowego Hinkley Point C w Somerset i jakie normy jakości obowiązują w łańcuchu dostaw dla sektora jądrowego?
System powietrza pomiarowego Hinkley Point C – sklasyfikowany jako system związany z bezpieczeństwem jądrowym zgodnie z Europejskimi Wymaganiami Użytkowymi, tom 2 – wymaga bezolejowych źródeł sprężonego powietrza z pełną dokumentacją QA (Quality Assurance) zgodną z RCC-M (francuskimi przepisami dotyczącymi projektowania i budowy urządzeń mechanicznych w elektrowniach jądrowych), a w przypadku elementów łańcucha dostaw w Wielkiej Brytanii, zgodną z normami ASME NQA-1 lub ISO 19443. Bezolejowe sprężarki śrubowe dostarczane na potrzeby tego projektu muszą posiadać Raport Danych Produkcyjnych (Manufacturing Data Report) sporządzony zgodnie z planem jakości projektu, przy czym każdy punkt kontroli jakości i punkt kontroli jakości musi być niezależnie podpisany przez przedstawiciela ds. zapewnienia jakości klienta oraz odpowiednią jednostkę notyfikowaną. Nasz zespół posiada bezpośrednie doświadczenie w zakresie obsługi dokumentacji planów jakości dla nowych obiektów jądrowych i może szczegółowo omówić oczekiwania dotyczące łańcucha dostaw Hinkley Point C po bezpośrednim zapytaniu.
Jaki jest najszybszy sposób na uzyskanie dokładnej wyceny bezolejowego sprężarki śrubowej do obsługi elektrowni jądrowych od dostawcy mającego doświadczenie w realizacji zamówień na potrzeby brytyjskiego przemysłu jądrowego?
Najszybszym sposobem uzyskania dokładnej wyceny jest bezpośredni kontakt z naszym zespołem ds. zastosowań jądrowych pod adresem [email protected], podając następujące kluczowe dane: wymagany przepływ powietrza swobodnego w m³/min, ciśnienie robocze w barach (g), kategorię bezpieczeństwa jądrowego lub kod klasyfikacji, lokalizację obiektu i obowiązującą strefę sejsmiczną, wymaganą konfigurację redundancji oraz rodzaj i zakres dokumentacji zapewnienia jakości (QA) wymaganej dla Państwa pakietu zakupowego. Na podstawie tych informacji zazwyczaj przedstawiamy kosztorys w ciągu 48 godzin, a wiążącą ofertę w ciągu 10 dni roboczych. W przypadku złożonych, wielociągowych systemów sprężonego powietrza w instalacjach jądrowych, nasz zespół inżynierów jest dostępny do niezobowiązującej konsultacji technicznej z Państwa zespołem projektowym ds. automatyki i nadzoru (I&C) przed sporządzeniem oferty, zapewniając pełne zrozumienie zakresu projektu i odzwierciedlenie rzeczywistych wymagań, a nie konserwatywnego, pesymistycznego oszacowania.
Chcesz określić specyfikację sprężarki bezolejowej klasy jądrowej?
Zespół Ever Power ds. zastosowań jądrowych wspiera projektowanie systemów powietrza pomiarowego od studium wykonalności aż po uruchomienie elektrowni. Niezależnie od tego, czy specyfikujesz brytyjski program przedłużenia żywotności reaktora AGR, projekt budowy nowego reaktora EPR, czy rozwijający się reaktor SMR, dysponujemy dogłębną wiedzą inżynierską i możliwościami tworzenia dokumentacji jakościowej, jakich wymaga Twój program zaopatrzenia.
Uzyskaj wycenę — skontaktuj się z naszym zespołem ds. energetyki jądrowej
📧 [email protected] · Obsługujemy Hinkley Point C, Sizewell C, obiekty NDA i projekty SMR w całej Anglii, Szkocji i Walii