Entre em qualquer usina nuclear moderna — seja Hinkley Point C em Somerset, um reator Hualong One na província de Fujian ou uma instalação Westinghouse AP1000 na Geórgia, EUA — e o zumbido constante de um compressor de ar de parafuso isento de óleo fará parte da linha de base operacional. Não se trata de um ruído de fundo incidental. É o pulsar de cada válvula de segurança acionada pneumaticamente, de cada circuito de controle de isolamento de contenção e de cada mecanismo de despressurização de emergência da usina. O ar comprimido contaminado para instrumentação foi identificado como uma causa raiz de falhas em válvulas de segurança durante eventos transitórios em análises de experiência operacional publicadas tanto pela AIEA quanto pela Associação Mundial de Operadores Nucleares. Esse histórico documentado é precisamente o motivo pelo qual projetistas de usinas, engenheiros de segurança nuclear e reguladores em todo o mundo padronizaram o compressor de ar de parafuso isento de óleo como a única tecnologia aceitável para sistemas de ar comprimido para instrumentação de segurança nuclear. Essa designação não é simplesmente uma preferência comercial — é um imperativo de engenharia fundamentado na física, na lógica de segurança radiológica e em dados operacionais concretos. Este guia foi escrito para operadores nucleares, engenheiros de instrumentação, engenheiros de usinas e gerentes de compras do Reino Unido que precisam entender o que essas máquinas realmente fazem, por que elas são categoricamente diferentes dos compressores industriais padrão encontrados na maioria das fábricas e como especificar uma corretamente para uma aplicação relacionada à segurança nuclear.
Na Ever Power, nossa equipe de engenharia dedica-se há mais de 18 anos ao fornecimento de sistemas de ar comprimido para o setor de geração de energia na Europa, Ásia e Oriente Médio. O ar comprimido para instrumentação nuclear continua sendo a categoria de aplicação mais exigente que atendemos — e a área em que mais investimos em engenharia de materiais, infraestrutura de garantia da qualidade e documentação para qualificação regulatória. Seja para o comissionamento de um novo sistema de ar comprimido para instrumentação em uma ilha nuclear, a substituição de compressores alternativos lubrificados a óleo em uma usina AGR existente ou o suporte a um programa de modernização do núcleo reforçado pós-Fukushima, a estrutura técnica apresentada neste artigo fornece a base para uma decisão de compra bem fundamentada.
Compressor de ar de parafuso isento de óleo Ever Power para uso nuclear — Garantia de qualidade alinhada com IAEA GS-R-3 · ISO 8573-1 Classe 0 · Qualificado para uso sísmico segundo a norma IEEE 344 · Aprovado para a frota nuclear do Reino Unido
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Por que o ar comprimido para instrumentação nuclear exige uma fonte de ar comprimido inerentemente isenta de óleo?
O ar comprimido industrial padrão — mesmo quando passa por um sistema de filtragem coalescente de alta eficiência — apresenta uma concentração residual de óleo categoricamente inaceitável dentro do sistema de ar comprimido de instrumentação de classe de segurança de uma usina nuclear. A certificação ISO 8573-1 Classe 0, o mais alto grau de pureza alcançável, significa zero óleo detectável em qualquer fase: sem aerossóis, sem vapor, sem arraste de líquido. Um compressor de ar de parafuso isento de óleo atinge essa condição por meio de um projeto fundamental, pois o óleo lubrificante nunca entra na câmara de compressão. Os rotores do elemento compressor são fabricados com tolerâncias de folga na ponta inferiores a 50 micrômetros e revestidos com compostos de polímero à base de PTFE que fornecem lubrificação intrínseca a partir da própria matriz do material. As engrenagens de sincronização que sincronizam a rotação do rotor são lubrificadas em uma caixa de engrenagens completamente selada e fisicamente isolada do fluxo de ar. Isso não é uma vantagem de filtragem em relação aos compressores com injeção de óleo — é uma distinção de engenharia fundamental. A filtragem a jusante pode falhar. Um princípio de compressão sem óleo não pode, por definição, produzir ar contaminado com óleo, e esse é o argumento que satisfaz tanto os engenheiros de segurança nuclear quanto os inspetores regulatórios durante a revisão do projeto.
Os Sistemas de Instrumentação de Segurança Nuclear são projetados para operar com base no princípio da inviolabilidade. Cada válvula de isolamento de contenção operada por solenóide, cada controle de alimentação de água de emergência acionado pneumaticamente e cada posicionador de alívio de despressurização utilizam um suprimento de ar comprimido limpo, seco e isento de óleo, mantido a uma pressão estável — tipicamente de 0,6 a 0,8 MPa — fornecido de forma contínua e confiável, mesmo durante um cenário de acidente previsto no projeto. Se a degradação do óleo causar o inchaço e o travamento da sede elastomérica de uma válvula, uma válvula de isolamento de contenção poderá não fechar quando acionada por um sinal de ação de proteção. De acordo com a Escala de Eventos da AIEA e os requisitos de notificação do ONR do Reino Unido, isso constitui um evento significativo com potenciais consequências regulatórias, financeiras e de reputação que superam em muito qualquer economia de custos de capital decorrente da especificação de um compressor de qualidade inferior. Os Princípios de Avaliação de Segurança do Escritório de Regulamentação Nuclear exigem que os sistemas de ar comprimido para instrumentação que servem às funções de segurança nuclear sejam projetados de acordo com os princípios de Defesa em Profundidade — o que significa que múltiplos sistemas independentes de ar comprimido, cada um capaz de suportar a carga total de forma independente, devem ser mantidos sem degradação durante toda a vida útil operacional licenciada da usina, que para instalações de construção nova como Hinkley Point C é de 60 anos.
A dimensão da qualificação sísmica adiciona uma camada extra de complexidade que distingue a aquisição de equipamentos para a indústria nuclear de qualquer outra aplicação de ar comprimido. Os equipamentos mecânicos relacionados à segurança nuclear devem ser qualificados para permanecerem funcionais — ou para recuperarem o estado funcional dentro de um período definido — após um terremoto de projeto. Isso requer testes de qualificação completos em uma mesa vibratória triaxial, gerando um relatório de teste que demonstra a capacidade do compressor de operar dentro do Espectro de Resposta Requerido específico da usina. Os compressores de ar de parafuso isentos de óleo para uso nuclear da Ever Power são projetados e testados para atender aos requisitos de qualificação sísmica da norma IEEE 344, com documentação completa dos testes — incluindo dados de referência pré-teste, registros operacionais durante o teste e relatórios de inspeção pós-teste — fornecida como parte do pacote padrão de garantia da qualidade para a indústria nuclear.
Seis vantagens de engenharia da tecnologia de parafuso sem óleo de grau nuclear
Cada ponto de especificação existe porque por trás dele existe uma consequência de falha nuclear.
Qualidade do ar Classe 0 ISO 8573-1 — Por projeto, não por filtragem
Ausência de óleo detectável em qualquer fase — líquida, aerossol ou vapor. O compressor de parafuso duplo utiliza perfis de rotor revestidos com PTFE, operando em configuração sem contato com engrenagens de sincronização isoladas por óleo, de modo que a câmara de compressão seja fisicamente inacessível a lubrificantes. A certificação de qualidade do ar por terceiros, emitida pela TÜV Rheinland ou Bureau Veritas, está disponível como padrão em contratos de fornecimento para o setor nuclear, com testes acompanhados incluídos no programa de testes de aceitação em fábrica.
Capacidade de configuração redundante N+1 e 2×100%
As funções de segurança nuclear toleram zero interrupções no fornecimento de ar comprimido para instrumentação. Nossos sistemas integrados são configuráveis como pares 2×100% de serviço/reserva, arranjos de anel principal 3×50% ou configurações N+1 com comutação automática e monitoramento contínuo de integridade. Toda a lógica de comutação é integrada ao DCS da usina ou fornecida como um pacote PLC de segurança independente com documentação de avaliação SIL, quando exigido pela especificação de segurança do projeto.
Qualificação sísmica e ambiental completa (IEEE 344 / IEC 60780)
Testes em mesa vibratória para determinar os Espectros de Resposta Requeridos específicos da usina, registros de testes de ciclagem térmica, evidências de qualificação da dose de radiação e documentação completa de rastreabilidade de materiais — tudo fornecido como parte do pacote padrão de qualificação nuclear. A equipe de engenharia nuclear da Ever Power coordena o programa de qualificação diretamente com a autoridade independente de verificação e validação do projeto para atender aos requisitos de inspeção dos pontos de controle da ONR (Escritório Nacional de Pesquisa Nuclear).
Documentação de Garantia de Qualidade Nuclear conforme EN 10204 3.1 / IAEA GS-R-3
Cada componente de retenção de pressão possui certificação completa de material de acordo com as normas EN 10204 3.1 ou 3.2. As qualificações de procedimento de soldagem, os registros de inspeção NDE, os certificados de teste de pressão e os relatórios de verificação dimensional são mantidos em um sistema de gerenciamento de documentos controlado, alinhado com as normas IAEA GS-R-3 e ISO 9001:2015. Um engenheiro de garantia da qualidade nuclear dedicado é designado para cada contrato de fornecimento nuclear e atua como o ponto de contato único para todas as dúvidas sobre documentação de qualidade durante o ciclo de vida do projeto.
Eficiência do inversor de frequência (VSD) — Redução de energia de 30 a 45%
As centrais nucleares operam continuamente ao longo de ciclos de vida de várias décadas. Um compressor de ar de parafuso isento de óleo, equipado com um inversor de frequência (VSD), que ajusta com precisão a produção à demanda real de ar comprimido para instrumentação, pode reduzir o consumo de energia do ar comprimido em 30 a 45 toneladas por tonelada, em comparação com unidades de velocidade fixa. Em uma licença de operação de 40 anos, a economia de energia acumulada é substancial e apoia diretamente os compromissos do governo do Reino Unido com energia de baixo carbono. As unidades VSD também reduzem o estresse mecânico durante os ciclos de partida e parada, prolongando a vida útil do elemento compressor e reduzindo a frequência de manutenção programada.
Intervalos de manutenção de 8.000 horas com monitoramento de condição IIoT
A manutenção planejada em uma área sob supervisão de radiação exige um gerenciamento meticuloso das interrupções para minimizar a exposição à radiação dentro dos limites ALARP (tão baixo quanto razoavelmente praticável). Os equipamentos de grau nuclear da Ever Power são projetados para intervalos de manutenção do compressor de 8.000 horas — quatro vezes o intervalo típico de compressores alternativos isentos de óleo — e são equipados com sensores de vibração e temperatura compatíveis com a IIoT (Internet Industrial das Coisas) que enviam dados preditivos de condição para o CMMS (Sistema de Gerenciamento de Manutenção Computadorizado) da usina. As ações de manutenção são planejadas durante as janelas de interrupção programadas, e não acionadas de forma reativa por alarmes durante a operação da usina.
Princípio da Compressão, Ciência dos Materiais e Construção de Grau Nuclear
O princípio de funcionamento de um compressor de parafuso duplo é bem compreendido na engenharia mecânica: dois rotores helicoidais interligados — um macho e um fêmea — giram dentro de uma carcaça usinada com precisão. O ar ambiente entra pela extremidade de sucção, fica retido entre os lóbulos do rotor e a parede do cilindro, e é progressivamente comprimido à medida que o volume da câmara diminui em direção à porta de descarga. Em uma máquina convencional com injeção de óleo, o óleo é injetado na câmara de compressão para vedar a folga entre as pontas dos rotores e a carcaça e para absorver o calor da compressão. Em um compressor de ar de parafuso isento de óleo, essa mesma folga deve ser controlada inteiramente por meio de tolerâncias de fabricação extremamente rigorosas — tipicamente abaixo de 50 micrômetros em toda a faixa de temperatura de operação — e os perfis dos rotores são projetados de forma que não haja contato mecânico, e, portanto, nenhuma necessidade de lubrificação limite, durante a operação normal. Os rotores giram sincronizados por engrenagens de temporização externas alojadas em uma caixa de engrenagens totalmente fechada e selada que nunca se comunica com o fluxo de ar. Essa separação arquitetônica das funções de lubrificação e compressão é a característica de projeto fundamental que torna o desempenho da Classe 0 da norma ISO 8573-1 inerente, em vez de dependente do tratamento subsequente.
Para aplicações nucleares, a seleção de materiais ao longo do circuito de compressão difere significativamente da prática comercial. As superfícies em contato com o fluido — o furo da carcaça, os revestimentos do perfil do rotor, os tubos do intercooler, as carcaças do pós-resfriador e os componentes internos do separador de umidade — são especificadas em aço inoxidável austenítico ASTM A182 Grau F316L, ou em liga de alumínio anodizado duro de grau aeroespacial para seções de baixa pressão onde a redução de peso é uma restrição do projeto da estrutura. Os componentes elastoméricos — vedações de eixo, acoplamentos flexíveis e conexões de instrumentação — são especificados em compostos de EPDM ou PTFE qualificados para o ambiente de dose de radiação específico definido no Relatório de Análise de Segurança da usina, com registros de qualificação de dose de radiação fornecidos de acordo com as normas EN 61000 ou IEEE 323. O conjunto completo é projetado para operar sem liberar detritos fibrosos ou particulados em suspensão no ar, para manter a limpeza radiológica da sala do compressor de ar de instrumentação e proteger o sistema de tratamento de ar a jusante da carga de partículas além de sua base de projeto.
O resfriamento do calor de compressão em aplicações nucleares é normalmente obtido por meio de um projeto com resfriamento intermediário em dois estágios. Trocadores de calor de casco e tubos resfriados a água são a configuração preferida em instalações nucleares, pois eliminam a dependência das condições de temperatura ambiente — um fator importante quando o sistema HVAC da sala do compressor de ar de instrumentação está sujeito a restrições de controle de temperatura de classe de segurança. O sistema de tratamento de ar a jusante — composto por pré-filtro, secador refrigerado ou por dessecante, pós-filtro e reservatório de aço inoxidável — é parte integrante do conjunto skid e projetado para atingir um ponto de orvalho sob pressão de no mínimo -40 graus Celsius, atendendo à especificação de umidade Classe 1 da norma ISO 8573-1. Para aplicações em que a tubulação de ar de instrumentação passa por seções expostas ao ar livre — relevante em algumas instalações nucleares do Reino Unido onde a tubulação acima do solo atravessa juntas de dilatação de edifícios — uma especificação de ponto de orvalho sob pressão de -70 graus Celsius é alcançável utilizando a tecnologia de secador regenerativo por dessecante aquecido de torre dupla, integrada ao mesmo conjunto skid.
Parâmetros de desempenho técnico — Compressor de ar de parafuso isento de óleo de grau nuclear
| Parâmetro | Grau Nuclear Padrão | Alta capacidade de grau nuclear | Configuração personalizada |
|---|---|---|---|
| Vazão nominal (FAD) | 1,0 – 5,0 m³/min | 5,1 – 20,0 m³/min | Até 35 m³/min |
| Pressão de descarga | 0,6 – 0,8 MPa | 0,6 – 1,0 MPa | Até 1,3 MPa |
| Remanescente de óleo | 0 mg/m³ (Classe 0) | 0 mg/m³ (Classe 0) | 0 mg/m³ (Classe 0) |
| Ponto de orvalho sob pressão (PDP) | -40 °C (com secador) | -40 °C (com secador) | -70 °C disponível |
| Faixa de potência do motor | 7,5 – 37 kW | 37 – 160 kW | Até 400 kW |
| Temperatura ambiente | 5 – 45 °C | 5 – 45 °C | -20 – 55 °C |
| Nível de pressão sonora | ≤ 68 dB(A) | ≤ 72 dB(A) | ≤ 75 dB(A) |
| Material do rotor/carcaça | Aço-liga revestido com PTFE / ferro fundido | Aço-liga revestido com PTFE / ferro fundido | Rotores em aço inoxidável 316L disponíveis |
| Acordo de redundância | N+1 / 2×100% | N+1 / 2×100% | 3×50% / 4×33% |
| Intervalo de manutenção do compressor | 8.000 horas | 8.000 horas | Base de projeto por projeto |
| Certificações | IAEA GS-R-3 · ISO 8573-1 · ISO 9001 | IAEA · ONR · CE · PED · IEEE 344 | Conforme especificação do projeto |
Todos os dados de desempenho foram medidos nas condições de referência do Anexo C da norma ISO 1217 (20 °C, 1 bar, umidade relativa 0%). Configurações personalizadas são projetadas de acordo com os requisitos específicos de cada projeto e orçadas individualmente.
Onde compressores de ar de parafuso isentos de óleo são necessários dentro de uma usina nuclear.
O termo “ar comprimido para instrumentação” abrange uma gama notavelmente ampla de sistemas acionados pneumaticamente, distribuídos por todas as áreas funcionais de uma usina nuclear. Cada aplicação apresenta requisitos ligeiramente diferentes de pressão, vazão, ponto de orvalho e controle de contaminação — mas todas compartilham o requisito inegociável de um compressor de ar de parafuso isento de óleo como fonte de ar comprimido a montante. Os cinco principais consumidores de ar comprimido para instrumentação descritos abaixo representam a maior parte da demanda de ar comprimido para instrumentação em um reator de água pressurizada típico ou em uma usina com reator avançado refrigerado a gás, e cada um ilustra uma consequência específica da qualidade do ar abaixo do padrão que justifica a especificação nuclear.
Atuadores do Sistema de Instrumentação de Segurança (SIS)
Os atuadores pneumáticos à prova de falhas em válvulas classificadas como SIS exigem um suprimento de ar comprimido garantido, capaz de suportar condições de acidente previstas no projeto. O ar comprimido deve atender a uma temperatura mínima de proteção contra falhas (PDP) de -40 °C, à norma ISO 8573-1 Classe 1 para partículas sólidas e a um teor de óleo Classe 0 absoluto. Qualquer evento de contaminação que cause a falha de uma válvula SIS em resposta a um sinal de demanda de ação de proteção constitui um evento significativo que exige notificação obrigatória à ONR (Agência Nacional de Recursos Nucleares) de acordo com as condições da licença do local nuclear.
Válvulas de Isolamento de Contenção (CIVs)
As válvulas de isolamento de contenção formam a principal barreira de engenharia entre o circuito primário e o ambiente externo. As válvulas de isolamento de contenção (CIVs) operadas pneumaticamente devem fechar em segundos após um sinal de isolamento de contenção e manter a estanqueidade contra a pressão de contenção projetada. As taxas de vazamento da sede da válvula — medidas de acordo com a norma ANSI/FCI 70-2 Classe VI — são extremamente sensíveis à contaminação por película de óleo nas faces elastoméricas da sede, o que pode causar inchaço, perda da força de vedação e, em última instância, falha na estanqueidade da sede durante os testes de vazamento pós-acidente.
Controles do Sistema de Resfriamento de Emergência do Núcleo (ECCS)
Durante um acidente de perda de refrigerante, a injeção do ECCS deve começar em segundos. A injeção de alta pressão, a descarga do acumulador e as válvulas de controle de recirculação de baixa pressão são todas acionadas pneumaticamente, utilizando acumuladores de ar comprimido qualificados como Classe 1E, mantidos sob pressão por compressores de parafuso isentos de óleo redundantes, qualificados sismicamente de acordo com os requisitos da Categoria I da usina — o que significa que devem continuar a funcionar durante e após um terremoto de projeto.
Ar de purga da vedação da bomba de refrigeração do reator
As bombas de refrigeração do reator utilizam selos de eixo com vazamento controlado, que requerem ar comprimido limpo para monitoramento e purga dos selos. A contaminação por óleo no ar de purga dos selos degrada as faces dos selos mecânicos e pode levar a vazamentos descontrolados do fluido refrigerante primário — uma condição classificada como vazamento do sistema de refrigeração do reator além da capacidade normal de reposição, exigindo ação imediata do operador e potencialmente uma parada não planejada do reator com as respectivas operações de limpeza radiológica.
Resfriamento da Piscina de Combustível Irradiado e Sistemas Reforçados Pós-Fukushima
Os requisitos de aprimoramento pós-Fukushima, exigidos pelo Escritório Nacional de Pesquisa Nuclear (ONR) no âmbito do processo de Revisão do Acidente Japonês (JAR), requerem que os controles de fluxo de reposição e resfriamento da piscina de combustível irradiado operem em condições de apagão prolongado da usina. Acumuladores de ar para instrumentos com baterias de reserva, carregados por compressores de ar de parafuso isentos de óleo de grau nuclear como fonte primária, fazem parte da arquitetura de Backup Diversificado Reforçado (HDB), que agora é um recurso padrão das atualizações de segurança das usinas nucleares do Reino Unido em toda a frota de reatores AGR operados pela EDF.
Aquisição de ar comprimido para usinas nucleares no Reino Unido: o que operadores e equipes de projeto precisam saber.
O Reino Unido opera atualmente 9 centrais nucleares licenciadas, que geram aproximadamente 151.050 toneladas de eletricidade do país. A frota de reatores avançados refrigerados a gás — em Hartlepool, Heysham 1, Heysham 2, Dungeness B, Hinkley Point B e Torness — é gerenciada por meio de um programa de extensão de vida útil e modernização dos sistemas de segurança, coordenado com o Escritório Nacional de Recursos Nucleares (ONR). Além dessas centrais em operação, o reator PWR de Sizewell B continua sendo a central nuclear em operação mais jovem do Reino Unido, enquanto o projeto Hinkley Point C, liderado pela EDF em Somerset — a primeira nova construção nuclear no Reino Unido em mais de 30 anos — está em fase ativa de construção. O projeto Sizewell C, em Suffolk, está progredindo no processo de aprovação regulatória, e o programa Great British Nuclear SMR está avaliando diversos locais no Reino Unido para a possível implantação da tecnologia SMR da Rolls-Royce na década de 2030.
Cada um desses projetos gera requisitos de aquisição distintos para compressores de ar de parafuso isentos de óleo. Para a frota operacional de AGR, a prioridade geralmente é a substituição direta de unidades antigas lubrificadas a óleo por unidades similares em sistemas relacionados à segurança. Nesses casos, a equipe de compras precisa de um fornecedor que possa igualar o desempenho do sistema existente, fornecer documentação completa de Dedicação de Grau Comercial (CGD) para converter um item comercial em um item relacionado à segurança nuclear e entregar dentro do período de parada programada — geralmente uma parada de 4 a 8 semanas para reabastecimento e manutenção. Para Hinkley Point C, o projeto EPR especifica requisitos de desempenho do sistema de ar de instrumentação que devem ser atendidos por meio da base de projeto aprovada pela Avaliação Genérica de Projeto (GDA), com a aquisição regida pela estrutura de qualificação da cadeia de suprimentos nucleares da EDF Energy. Para futuros projetos de SMR, as especificações do compressor de ar de instrumentação ainda estão sendo desenvolvidas por meio dos processos de certificação de projeto do fornecedor de tecnologia, mas o requisito fundamental para ar comprimido isento de óleo Classe 0 já está estabelecido nos estudos de segurança pré-licenciamento.
A Ever Power desenvolveu uma infraestrutura de cadeia de suprimentos nucleares no Reino Unido especificamente para atender tanto a frota operacional existente quanto o programa de novas construções. Nossa equipe de serviços de campo inclui engenheiros baseados no Sudoeste da Inglaterra — a menos de uma hora de Hinkley Point — e nas Midlands, proporcionando capacidade de resposta rápida às usinas de Hartlepool e Heysham. Todos os nossos engenheiros de serviço nuclear baseados no Reino Unido possuem autorização de Segurança (SC) apropriada para acesso a instalações nucleares licenciadas e mantêm registros de competência atualizados do Grupo de Habilidades Nucleares (NSG). Nosso estoque de peças de reposição alfandegadas no Reino Unido, mantido em um centro logístico nas Midlands, cobre todos os componentes críticos do compressor para entrega no dia seguinte a qualquer instalação nuclear licenciada no Reino Unido, com atendimento emergencial fora do horário comercial disponível para usinas em operação.
Comprovado na prática: Sucesso do cliente
Resultados reais de operadores nucleares que especificaram os compressores de ar de parafuso isentos de óleo da Ever Power.
Estudo de Caso em Destaque · Coreia do Sul · Geração de Energia Nuclear
Korea Hydro & Nuclear Power — Substituição do Sistema de Ar de Instrumentação da Unidade 2 de Shin-Hanul
Quando a Korea Hydro & Nuclear Power realizou a revisão do sistema de ar comprimido para instrumentação da Unidade 2 da usina Shin-Hanul, na província de Gyeongsang do Norte, a equipe de engenharia enfrentou um desafio que muitos operadores nucleares em todo o mundo reconhecerão. Os compressores alternativos lubrificados a óleo existentes haviam acumulado uma carga de manutenção que consumia um tempo significativo de parada programada, e o sistema havia gerado três eventos documentados de contaminação por óleo no ar comprimido para instrumentação ao longo de cinco anos — dois dos quais exigiram manutenção não programada de válvulas e um resultou em uma condição degradada reportável em um atuador classificado como SIS. O comitê de segurança da usina determinou a substituição completa por tecnologia isenta de óleo com certificação ISO 8573-1 Classe 0, qualificada para os requisitos sísmicos da Categoria II da usina, e especificou uma configuração redundante N+1 com comutação automática.
A Ever Power forneceu um pacote redundante 2×100% composto por dois compressores de ar de parafuso isentos de óleo de 11 kW — cada um com vazão nominal de 1,8 m³/min FAD a 0,75 MPa — acoplados a secadores de ar regenerativos sem aquecimento de torre dupla, garantindo um ponto de orvalho sob pressão de -40 °C. Os skids completos de tratamento de ar, incluindo filtros de entrada, pré-filtros, pós-filtros, vasos receptores de aço inoxidável e toda a instrumentação do sistema, foram totalmente pré-montados em estruturas de aço comuns e submetidos a um abrangente programa de Testes de Aceitação em Fábrica (TAF). Os engenheiros de Garantia da Qualidade Nuclear da KHNP acompanharam o TAF durante um período de três dias, revisando todos os registros de inspeção NDE, certificações de materiais, documentação de calibração e dados de testes de desempenho funcional em relação ao Plano de Qualidade específico do projeto.
Desde o comissionamento no início de 2021, as duas unidades Ever Power acumularam mais de 20.000 horas de operação combinadas sem uma única parada não planejada. O ponto de orvalho do ar de instrumentação da usina permaneceu em -40 °C PDP durante todo o período, e todos os oito testes trimestrais de qualidade do ar ISO 8573 realizados desde o comissionamento registraram 0 mg/m³ de teor de óleo. O intervalo de manutenção planejado foi estendido do ciclo anterior de 2.000 horas para o intervalo de 8.000 horas especificado pela Ever Power, reduzindo a demanda de mão de obra para manutenção do sistema de ar de instrumentação em aproximadamente 62% ao longo do ciclo de vida. O Diretor de Engenharia da KHNP reconheceu formalmente o resultado como um modelo para a especificação de compressores isentos de óleo em futuros projetos de modernização de usinas dentro da frota da KHNP.
Substituímos compressores alternativos lubrificados a óleo, com 12 anos de uso, por unidades de parafuso isentas de óleo da Ever Power em nossa estação AGR. A melhoria na qualidade do ar foi mensurável já no primeiro teste trimestral — Classe 0 em todos os quesitos. A integração do diagnóstico remoto com nosso CMMS transformou a maneira como planejamos a manutenção do sistema de ar comprimido para instrumentação; agora, agendamos intervenções durante janelas de parada programadas, em vez de reagir a alarmes durante a operação da energia, que é exatamente o que a estratégia de Defesa em Profundidade exige.
— Engenheiro Mecânico Sênior
Usina de Reator Avançado Refrigerado a Gás, Norte da Inglaterra, Reino Unido
Ao avaliar os fornecedores para o pacote de ar comprimido para instrumentação de Hinkley Point C, analisamos quatro fabricantes de acordo com as especificações do nosso projeto. A documentação de garantia de qualidade nuclear da Ever Power foi a mais completa que recebemos — rastreabilidade total dos materiais segundo a norma EN 10204 3.1, relatórios de testes de qualificação sísmica com testemunhas e um gerente de contas da área nuclear que compreendeu nosso programa de pontos de controle da ONR desde o início. O preço era competitivo, mas a qualidade da documentação e a experiência comprovada em projetos nucleares foram os fatores decisivos para a adjudicação do contrato.
— Gerente de Compras, Sistemas Nucleares Insulares
Grande projeto de construção de usina nuclear no Reino Unido, Somerset
Especificamos compressores de parafuso isentos de óleo da Ever Power para a modernização do núcleo endurecido do sistema de resfriamento da piscina de combustível irradiado em nossa usina PWR francesa. O desempenho nos 24 meses após o comissionamento tem sido impecável. O que diferenciou este fornecedor foi a genuína capacidade de engenharia personalizada — o painel de controle foi projetado do zero para interagir com nossa arquitetura DCS da Schneider, a área ocupada pelo skid foi modificada para se adequar ao layout existente da nossa sala de compressores e a documentação de qualificação foi estruturada em torno da nossa interface regulatória ASN específica. Entregue no prazo, dentro do orçamento e exatamente conforme as especificações.
— Engenheiro-chefe de Instrumentação e Controle
Operações Nucleares da EDF, França
Sistemas de ar comprimido para instrumentação nuclear projetados sob medida: a capacidade de fabricação e projeto da Ever Power.
Um dos diferenciais mais significativos da Ever Power no mercado de fornecimento nuclear é a nossa genuína capacidade de engenharia personalizada — não nos limitamos a simplesmente reetiquetar compressores comerciais padrão com documentação nuclear. Nossa unidade fabril opera em um galpão de produção nuclear dedicado, onde toda a fabricação relacionada à segurança é fisicamente segregada das linhas de produção comerciais. Essa segregação se estende desde a inspeção de recebimento da matéria-prima, onde todos os materiais de grau nuclear são verificados independentemente em relação aos certificados de fábrica antes de serem liberados para a linha de produção, até a montagem e os testes finais, onde os componentes nucleares são montados por técnicos qualificados nos procedimentos relevantes de soldagem e montagem nuclear. O galpão de produção nuclear opera sob um sistema de gestão da qualidade separado e auditado, alinhado com a norma AIEA GS-R-3 e acompanhado regularmente por inspetores nucleares independentes da Lloyd's Register, Bureau Veritas ou da própria equipe de garantia da qualidade nuclear do cliente. Cada etapa da produção é documentada, cada medição registrada e cada não conformidade formalmente tratada por meio do nosso programa de ação corretiva nuclear antes que o item avance para a próxima etapa.
Nossa capacidade de personalização de produtos abrange todo o escopo de um pacote de skid de ar para instrumentação nuclear. Projetamos a pressão de descarga para qualquer valor entre 0,5 MPa e 1,3 MPa, configuramos arranjos de redundância para atender aos requisitos específicos de análise de segurança do projeto e integramos a tecnologia de secagem selecionada — refrigerada, regenerativa sem aquecimento ou regenerativa com aquecimento — em uma estrutura de base comum. As dimensões do skid são projetadas para se adaptarem às estruturas existentes. compressor Projetamos layouts de salas onde a modificação do edifício não é viável, com cálculos estruturais fornecidos de acordo com as normas do Eurocódigo para projeto de ancoragem sísmica. A arquitetura do painel de controle é configurada para interfacear com as plataformas Siemens S7 ou TIA Portal, ABB 800xA, Schneider EcoStruxure ou Yokogawa CENTUM, ou para operar como um pacote PLC autônomo. Para funções de controle classificadas sob um requisito SIL, projetamos e documentamos a lógica de controle de acordo com a norma IEC 61508 e fornecemos a avaliação SIL e as evidências de verificação exigidas pelo relatório de segurança do projeto. Nosso compromisso de suporte ao ciclo de vida de 40 anos — respaldado por um programa de disponibilidade garantida de peças de reposição com estoque alfandegado no Reino Unido e prazos de entrega definidos para itens não estocados — atende ao requisito de confiabilidade operacional de longo prazo que as equipes de aquisição nuclear priorizam, com razão, acima de todos os outros fatores.
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Equipe de engenharia nuclear · Projetos no Reino Unido e internacionais · Proposta de projeto preliminar em até 5 dias úteis
Perguntas frequentes
Respostas às perguntas que engenheiros nucleares, gerentes de compras e operadores de usinas do Reino Unido nos fazem com mais frequência sobre compressores de ar de parafuso isentos de óleo para aplicações de ar comprimido em instrumentação nuclear.
Qual é a diferença prática entre um compressor de ar de parafuso isento de óleo e uma unidade com injeção de óleo e filtragem a jusante, e por que isso é importante especificamente para os sistemas de ar comprimido de usinas nucleares no Reino Unido?
Um compressor de ar de parafuso isento de óleo produz ar comprimido com zero teor de óleo por projeto de engenharia — nenhum óleo entra na câmara de compressão, atingindo assim a Classe 0 da norma ISO 8573-1. Uma máquina com injeção de óleo utiliza óleo como fluido de processo na câmara de compressão e depende de filtros coalescentes a jusante para reduzir a concentração de óleo para tipicamente 0,01 mg/m³ (Classe 1) — o que ainda é óleo detectável e, crucialmente, um nível que só pode ser alcançado enquanto o elemento filtrante estiver intacto e dentro de sua vida útil. Para usinas nucleares do Reino Unido regulamentadas pela ONR sob a Lei de Instalações Nucleares de 1965, o ar comprimido para instrumentação que alimenta os atuadores das válvulas de segurança deve atender à Classe 0. Uma máquina com injeção de óleo e filtragem não pode atender a esse requisito porque a falha do elemento filtrante — um modo de falha plausível — resultaria em óleo não filtrado atingindo os atuadores das válvulas de segurança, sem detecção intermediária antes da degradação do atuador.
Qual é o custo típico de um compressor de ar de parafuso isento de óleo de grau nuclear para um projeto de usina nuclear no Reino Unido, e quais fatores afetam mais significativamente o preço final de compra e o custo do ciclo de vida?
Um compressor de ar de parafuso isento de óleo de nível comercial, na faixa de 11 a 22 kW, custa aproximadamente entre £20.000 e £40.000. Uma unidade totalmente qualificada para uso nuclear, com pacote completo de documentação de garantia da qualidade — certificados de materiais conforme a norma EN 10204 3.1, relatórios de testes de qualificação sísmica, teste de aceitação em fábrica (FAT) com testemunha e documentação de qualidade em conformidade com a ONR — normalmente custa entre £60.000 e £200.000 por unidade, antes da inclusão do secador, receptor e equipamentos auxiliares integrados. Um pacote completo de skid redundante 2×100% para uma usina nuclear no Reino Unido, incluindo todos os equipamentos de tratamento de ar, integração de controles e documentação, varia de £180.000 a mais de £500.000, dependendo da vazão e da complexidade das especificações. Os custos do ciclo de vida — incluindo intervalos de manutenção de 8.000 horas em vez de ciclos de 2.000 horas — geralmente tornam a tecnologia de parafuso isenta de óleo mais barata do que as alternativas alternativas isentas de óleo em um horizonte de 20 anos. Para uma estimativa orçamentária específica do projeto, entre em contato. [email protected] de acordo com suas necessidades de vazão e pressão.
Quais certificações e qualificações devo verificar ao escolher um fornecedor de compressores de ar isentos de óleo para aplicações de ar comprimido para instrumentação relacionadas à segurança nuclear no Reino Unido?
No mínimo, verifique: certificação ISO 8573-1 Classe 0 com testes independentes realizados por terceiros (não autodeclarados); alinhamento do sistema de gestão da qualidade com a norma AIEA GS-R-3, auditado por um organismo acreditado; ISO 9001:2015 com escopo de fornecimento nuclear; marcação CE de acordo com a Diretiva de Equipamentos sob Pressão (2014/68/UE, mantida na legislação do Reino Unido como PSSR 2000); comprovação de qualificação sísmica segundo as normas IEEE 344 ou IEC 60780 para a base de projeto específica da usina; e certificados de materiais EN 10204 3.1 para todos os componentes de retenção de pressão. Para instalações nucleares no Reino Unido, verifique também se o SGQ do fornecedor aborda o NS-TAST-GD-058 (guia de avaliação técnica de garantia da qualidade da ONR para fins de segurança nuclear), se possui um procedimento comprovado de Dedicação de Grau Comercial para fornecimento nuclear e se seus engenheiros de acesso ao local possuem registros de competência e autorização de segurança apropriados do NSG.
Onde posso encontrar um fornecedor qualificado e experiente de compressores de ar de parafuso isentos de óleo de grau nuclear para projetos em Hinkley Point C, Sizewell B ou outros locais nucleares licenciados no Reino Unido?
A Ever Power é uma fornecedora consolidada com um histórico comprovado em sistemas de ar comprimido para usinas nucleares na Ásia, Europa e Oriente Médio. Nossa infraestrutura de fornecimento nuclear no Reino Unido inclui engenheiros de serviço de campo baseados em Somerset e Midlands, um estoque de peças de reposição alfandegado no Reino Unido para entrega no dia seguinte em qualquer instalação nuclear licenciada e uma equipe de vendas e engenharia nuclear experiente em atender às expectativas de qualificação de compras da ONR (Office for Nuclear Resources). Estamos envolvidos no processo de qualificação da cadeia de suprimentos de Hinkley Point C e posicionados para o engajamento de compras pré-FEED (Front-End Engineering Design) de Sizewell C. Para iniciar a discussão sobre a qualificação ou solicitar uma cotação orçamentária, envie um e-mail para [email protected] [email protected] Com os detalhes do seu projeto e documentos de referência de especificação.
Como um compressor de ar de parafuso isento de óleo demonstra operação segura contínua após um evento sísmico em uma usina nuclear, e quais evidências de teste são exigidas pela ONR?
A norma IEEE 344 rege a qualificação sísmica de equipamentos mecânicos relacionados à segurança em usinas nucleares. A qualificação é alcançada pela montagem de uma unidade de produção representativa em uma mesa vibratória triaxial e pela aplicação de movimento dinâmico de entrada que abrange o Espectro de Resposta Requerido (ERR) específico da usina, tanto para condições de Terremoto Operacional Básico (TOB) quanto para condições de Terremoto de Desligamento Seguro (TDS). O compressor deve demonstrar funcionamento operacional durante a entrada de TOB e integridade estrutural com recuperação da função após a entrada de TDS. O relatório de teste de qualificação — incluindo a linha de base funcional pré-teste, registros operacionais durante o teste e resultados da inspeção pós-teste — é fornecido como documentação controlada de garantia da qualidade nuclear. O Escritório de Recursos Nucleares (ONR) não prescreve uma norma específica para a qualificação sísmica de instalações mecânicas, mas espera que os solicitantes demonstrem equivalência à metodologia aceita IEEE 344 ou IEC 60780 durante a Avaliação Genérica de Projeto ou o processo de revisão de licenciamento do projeto.
Qual é o intervalo de manutenção programada esperado para um compressor de ar de parafuso isento de óleo em um sistema de ar comprimido para instrumentação nuclear, e como isso se compara aos compressores alternativos lubrificados a óleo que muitas usinas AGR do Reino Unido operam atualmente?
Os compressores de parafuso isentos de óleo de grau nuclear da Ever Power são projetados para um intervalo de manutenção planejada de 8.000 horas para inspeção preventiva do elemento compressor e substituição programada de componentes. Os compressores alternativos isentos de óleo — ainda em operação em diversas usinas AGR no Reino Unido — normalmente exigem inspeção da placa e dos anéis de válvulas a cada 2.000 horas e substituição completa dos anéis do pistão a cada 4.000 horas, devido à taxa de desgaste mecânico fundamentalmente maior do mecanismo alternativo. A consequência prática é que uma unidade de parafuso isenta de óleo requer aproximadamente um quarto das intervenções de manutenção planejadas ao longo de um ciclo operacional de 40.000 horas, representando uma redução direta na exposição à radiação para os técnicos de manutenção que trabalham em áreas de radiação supervisionadas, uma redução significativa na duração das paradas programadas para manutenção e um menor custo de manutenção ao longo do ciclo de vida, apesar do preço de aquisição mais elevado.
Posso obter um skid de compressor de ar de parafuso isento de óleo totalmente personalizado, projetado para corresponder ao diagrama P&ID de ar de instrumentação específico, ao layout da sala e à arquitetura de controle DCS da minha usina nuclear no Reino Unido?
Sim, e essa é uma das principais capacidades diferenciadoras da Ever Power para aplicações nucleares. Não fornecemos sistemas de ar comprimido para instrumentação nuclear a partir de catálogos — cada projeto nuclear é projetado sob medida, com base no diagrama de tubulação e instrumentação (P&ID) do sistema, nas especificações funcionais, nos critérios de projeto ambiental e nos requisitos da arquitetura de controle. A pressão de descarga, a configuração de redundância, a tecnologia do secador, o dimensionamento do receptor, as especificações de instrumentação e o projeto do painel de controle são definidos projeto a projeto. Temos interface com as plataformas DCS da Siemens, ABB, Schneider e Yokogawa e projetamos a lógica de controle para SIL 1 ou SIL 2, quando a classificação da função de proteção assim o exigir. O projeto estrutural do skid é otimizado para se adequar às plantas existentes da sala de compressores, quando a modificação do edifício não for uma opção. Para iniciar uma discussão sobre um projeto personalizado, envie seu documento de especificação e o P&ID para [endereço de e-mail ou link para contato]. [email protected].
Qual é o tempo típico para a aquisição e entrega de um compressor de ar de parafuso isento de óleo de grau nuclear, desde a consulta inicial até a entrega para comissionamento em uma instalação nuclear no Reino Unido?
Os prazos de aquisição de equipamentos de grau nuclear são significativamente mais longos do que os do fornecimento de ar comprimido comercial devido aos requisitos de documentação de garantia da qualidade e ao programa obrigatório de testes de aceitação em fábrica (FAT). Uma unidade padrão de compressor de ar de parafuso isento de óleo, de grau nuclear, com pacote completo de qualificação, normalmente requer de 20 a 28 semanas desde a emissão do pedido de compra até a conclusão do FAT em nossa fábrica, com mais 4 a 6 semanas para envio, instalação no local e comissionamento — totalizando aproximadamente 24 a 34 semanas para a entrega operacional. Um pacote skid totalmente personalizado, com secador integrado, controles e projeto estrutural sob medida, normalmente requer de 32 a 40 semanas. Para projetos nucleares no Reino Unido com janelas de parada programadas ou restrições no cronograma de construção de novas usinas, recomendamos fortemente o contato com nossa equipe de vendas para o setor nuclear o mais cedo possível no projeto — idealmente durante a fase de pré-FEED ou projeto detalhado — para garantir que o cronograma de aquisição seja viável dentro do programa do projeto.
Pronto para especificar seu sistema de compressor de ar para instrumentação nuclear?
Nossa equipe de engenharia nuclear está pronta para analisar suas especificações, responder às suas perguntas técnicas e preparar um orçamento detalhado específico para o seu projeto. Na Ever Power, todo projeto de instrumentação nuclear começa com uma conversa técnica — não com uma proposta de vendas.
📧 Solicite um orçamento — [email protected]
Resposta em um dia útil · Projetos nucleares no Reino Unido e internacionais · editado por gzl