Безмасляные винтовые воздушные компрессоры для атомных электростанций
Приборы и системы управления. Подача воздуха.
Обеспечивает подачу чистого контрольно-измерительного воздуха к системам безопасности, запорным клапанам защитных оболочек и системам аварийного останова — разработано в соответствии с самыми строгими мировыми стандартами ядерной безопасности.
В атомной энергетике сжатый воздух играет одновременно незаметную и критически важную роль. Пневматические приводы, позиционеры и регулирующие клапаны, управляющие системами безопасности реактора, зависят от непрерывной и чистой подачи контрольно-измерительного воздуха — и когда эта подача нарушается, последствия нарастают с невероятной скоростью. Безмасляный винтовой воздушный компрессор — это не просто предпочтительная спецификация в атомной энергетике; это часто обязательное требование безопасности, установленное Международным агентством по атомной энергии, национальными органами регулирования атомной энергетики и вероятностными оценками рисков на уровне электростанции. Причина проста: обычные компрессоры с масляной смазкой вводят углеводородные аэрозоли в поток контрольно-измерительного воздуха, которые даже в следовых концентрациях в несколько миллиграммов на кубический метр могут разрушать уплотнения клапанов, загрязнять пилотные линии электромагнитных клапанов и вызывать отказы систем безопасности во время переходных процессов. Безмасляный винтовой воздушный компрессор исключает этот путь загрязнения на самой стадии сжатия — он не полагается исключительно на последующую фильтрацию, которая может выйти из строя, насытиться или быть пропущена во время планового технического обслуживания. Для инженеров предприятий это различие заключается в разнице между управляемым риском, связанным с техническим обслуживанием, и неприемлемой уязвимостью для безопасности.
На атомных электростанциях по всей Великобритании — от действующих современных газоохлаждаемых реакторных станций в Хейшеме, Торнессе и Хартлпуле, управляемых компанией EDF Energy, до строящегося в Сомерсете высокоприоритетного реактора с водой под давлением Hinkley Point C и новых проектов малых модульных реакторов, продвигаемых компанией Rolls-Royce SMR, — все чаще используются безмасляные винтовые компрессорные установки в качестве основного и резервного источника воздуха для систем ядерной безопасности. Руководство Управления по ядерному регулированию (Office for Nuclear Regulation) по принципам оценки безопасности требует, чтобы системы сжатого воздуха, связанные с безопасностью, демонстрировали достаточную надежность, а потенциальные режимы отказов каждого компонента в пределах системы были поняты и смягчены. Для компрессора с масляной смазкой попадание масла в систему не является незначительным риском — это предсказуемый, поддающийся количественной оценке режим отказа, ведущий непосредственно к ухудшению работы системы безопасности. Выбор безмасляного винтового воздушного компрессора полностью исключает этот режим отказа из дерева отказов, упрощая обоснование безопасности и снижая нагрузку на мониторинг и документацию в процессе эксплуатации, которые в противном случае потребовались бы для поддержания соответствия нормативным требованиям.
Почему системы управления и контроля атомных электростанций не выдерживают загрязнения нефтью
Инфраструктура контрольно-измерительных приборов и систем управления атомной электростанции представляет собой одну из самых сложных интегрированных инженерных систем в современной промышленности. В отличие от производственного объекта, где неожиданная остановка приводит к потере производства, системы КИПиА атомной электростанции являются последней инженерной линией защиты между нормальной работой и выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду. Пневматические сигнальные линии, коллекторы подачи воздуха к исполнительным механизмам и резервуары управляющего воздуха, питающие эти системы, должны получать воздух, соответствующий или превосходящий класс 0 по стандарту ISO 8573-1 по содержанию масла — то есть, нулевое содержание обнаруживаемых масляных аэрозолей, масляных паров или углеводородов. Безмасляный винтовой воздушный компрессор — единственная технология сжатия, которая может гарантировать этот стандарт в точке генерации, без зависимости от последующих коалесцентных фильтров, которые стареют, насыщаются и изнашиваются в процессе эксплуатации. Когда последующий фильтр является единственным барьером, даже малейшая ошибка в графике замены фильтра становится потенциальным фактором, способствующим отказу системы безопасности — сценарий, который, согласно вероятностным оценкам ядерной безопасности, неизменно считается неприемлемым для систем подачи воздуха категории 1.
Последствия загрязнения воздуха в приборах ядерных установок маслом не являются теоретическими. Углеводородные пленки на отверстиях электромагнитных клапанов повышают пороговые значения давления срабатывания, что приводит к замедленной или полной неработоспособности клапанов во время автоматических мер безопасности, таких как аварийное отключение реактора или остановка турбины. Отложения масла в предохранительных клапанах с пилотным управлением могут привести к их открытию при неправильно заданном давлении или, что еще опаснее, к тому, что они останутся закрытыми, когда должны открываться для защиты границ давления в первичном контуре. В системах изоляции герметизирующих оболочек загрязненные маслом приводы могут не достичь полного хода в течение требуемого времени, что ставит под угрозу радиационную защиту после аварии в момент, когда она наиболее необходима. Эти виды отказов особенно трудно обнаружить, поскольку они могут не проявляться в условиях обычных контрольных испытаний, выявляясь только при более высоком перепаде давления и температурных условиях, сопровождающих реальные переходные процессы на станции. Выбирая безмасляный винтовой воздушный компрессор в качестве источника воздуха для приборов, операторы станции исключают весь этот класс скрытых отказов из своей системы обеспечения безопасности, заменяя зависящий от времени риск, чувствительный к техническому обслуживанию, пассивной инженерной гарантией, заложенной в конструкции машины.
Технические принципы, конструкция и материалы
Принцип работы безмасляного винтового воздушного компрессора принципиально отличается от принципа работы его смазываемого аналога в точке сжатия. В стандартном роторно-винтовом компрессоре масло впрыскивается непосредственно в камеру ротора для герметизации зацепляющихся профилей ротора (мужской и женской частей), охлаждения сжимаемого газа и смазки поверхностей ротора. В безмасляной конструкции эти три функции достигаются за счет альтернативных инженерных решений, каждое из которых тщательно проверено на надежность в условиях непрерывной работы. Профили ротора обрабатываются с чрезвычайно высокой точностью — обычно в пределах 5–10 микрометров по всей длине рабочей лопасти — с использованием прецизионных обрабатывающих центров с ЧПУ для заточки зубчатых колес, так что герметизация зацепления достигается исключительно за счет геометрической точности, без необходимости использования жидкого герметизирующего материала. Терморегулирование осуществляется либо двухступенчатым сжатием с промежуточным охладителем между ступенями (что позволяет каждой ступени работать в пределах допустимых температур, сохраняющих целостность покрытия ротора), либо прямой подачей воды в камеру сжатия в безмасляных вариантах с впрыском воды, либо в некоторых конструкциях комбинацией обоих подходов. Подшипники ротора смазываются изолированными герметичными консистентными баллонами или закрытым масляным поддоном, который надежно отделен от зоны сжатия рядом лабиринтных уплотнений, поршневых колец, а во многих конструкциях — зоной сухого уплотнения вала, которая вентилируется в атмосферу, обеспечивая визуальный индикатор состояния уплотнения во время плановых проверок.
Сам роторный элемент обычно изготавливается из алюминиевого сплава аэрокосмического класса для небольших установок или из высокопрочного чугуна для машин большей мощности, при этом поверхности лопастей ротора покрыты специальным полимерным слоем — обычно фторполимером с добавлением ПТФЭ или запатентованным композитом, армированным углеродным волокном, — который обеспечивает самосмазывающийся эффект в период приработки и некоторую компенсацию размеров при незначительном контакте во время пусковых переходных процессов. Корпуса точно вытачиваются из высококачественного серого чугуна и проходят контроль размеров на нескольких этапах производства, включая проверку соосности отверстий ротора на координатно-измерительной машине. Для применений ядерного класса обеспечивается прослеживаемость материалов от сертификации сырья до каждой операции механической обработки и этапа сборки, при этом полные пакеты документации по обеспечению качества составляются в соответствии с планами качества ISO 10005 и доступны для поддержки представления планов качества закупок и документации по ядерной безопасности в ONR, французское ASN, канадское CNSC или другие компетентные органы ядерного регулирования, в зависимости от ситуации.
Технические характеристики
В таблице ниже представлены стандартные и ядерные рабочие характеристики нашей линейки безмасляных винтовых воздушных компрессоров. Все значения являются ориентировочными; для получения технических характеристик, соответствующих вашему объекту, свяжитесь с нашей командой.
| Параметр | Стандартный диапазон | Спецификация ядерного класса | Единица |
|---|---|---|---|
| Бесплатная доставка авиапочтой | 0,5 – 120 | 2 – 120 | м³/мин |
| Рабочее давление | 4 – 13 | 6–10 | бар(г) |
| Содержание масла (ISO 8573-1) | Класс 0 | Класс 0 (< 0,01 мг/м³) | — |
| Содержание частиц | Класс 1 | Класс 1 (< 0,1 мкм) | — |
| Точка росы | от −20 до −70 | от −40 до −70 | °С |
| Температура на выходе | < 80 | < 65 | °С |
| Уровень шума (1 м) | 62 – 80 | 65 – 75 | дБ(А) |
| Диапазон мощности двигателя | 7.5 – 900 | 22 – 355 | кВт |
| Сейсмическая квалификация | Н/Д | IEEE 344 / IEC 60980 | — |
| Стандарт качества | ISO 9001 | ISO 9001 + Приложение по атомной энергии / ASME NQA-1 | — |
| Конфигурация резервирования | Одноквартирный / Двухквартирный | Двухуровневая / Трехуровневая (N+1, 2oo3) | — |
Шесть причин, по которым операторы атомных электростанций выбирают наши безмасляные винтовые воздушные компрессоры.
От обеспечения сертифицируемого качества воздуха до полного индивидуального проектирования — каждый аспект нашего предложения в области ядерных компрессоров разработан с учетом специфических требований к закупке систем ядерной безопасности.
Сертифицируемый выходной сигнал класса 0 по стандарту ISO 8573-1
Каждый безмасляный винтовой воздушный компрессор из нашей ядерной серии производит сжатый воздух с подтвержденным содержанием масла ниже 0,01 мг/м³ на нагнетательном фланце — для достижения класса 0 не требуется дополнительная фильтрация. В качестве контрольной точки заводских приемочных испытаний доступно независимое тестирование на перенос масла, а сертификационная документация соответствует стандартам ISO 8573-1:2010 и Руководству по безопасности МАГАТЭ NS-G-1.12. Данная сертификация выдерживает проверку регулирующих органов без каких-либо условий.
Резервирование N+1 и защита от единичного отказа
Наши пакеты подачи воздуха для ядерных контрольно-измерительных приборов доступны в двух- и трехкомпонентных конфигурациях, с выделенной логикой последовательности включения/выключения/аварийного режима, встроенной в систему управления, соответствующую стандарту IEC 61511. Каждый компрессорный блок работает независимо, с отдельными источниками питания, отдельными контурами охлаждения и отдельными группами запорных клапанов, что обеспечивает возможность демонстрации отказоустойчивости в соответствии с принципами оценки безопасности ONR и целевыми показателями вероятностной оценки риска.
Снижение общих затрат на протяжении всего жизненного цикла
Хотя капитальные затраты на безмасляный винтовой воздушный компрессор выше, чем на аналогичный компрессор со смазкой, экономические показатели жизненного цикла неизменно говорят в пользу безмасляного варианта в ядерной энергетике. Исключение элементов маслоотделителя, коалесцирующих фильтрующих картриджей, технического обслуживания маслоотделителя и затрат на утилизацию загрязненного конденсата снижает текущие расходы на расходные материалы на 35–501 тонну в течение десятилетнего цикла эксплуатации на ядерных объектах, а также обеспечивает значительную дополнительную экономию на классификации и обращении с радиологическими отходами.
Интегрированный дистанционный мониторинг состояния
Каждый блок поставляется с полным набором датчиков, охватывающих температуру подшипников, вибрационный режим, перепад давления между ступенями, точку росы на выходе и потребляемый ток двигателя. Данные передаются по протоколам Modbus TCP или Profibus DP в диспетчерскую станции, что позволяет планировать профилактическое техническое обслуживание без подвергания обслуживающего персонала воздействию контролируемых или охраняемых ядерных зон во время плановых обходов для сбора данных — это существенное преимущество с точки зрения радиационной защиты, соответствующее принципу ALARP (настолько низкий, насколько это практически возможно).
Полный спектр инженерных услуг по индивидуальному заказу.
Нет двух одинаковых систем сжатого воздуха на атомных электростанциях, которые бы имели идентичные пространственные ограничения, требования к давлению или классификацию безопасности. Наша инженерная команда работает напрямую с проектировщиками КИПиА, инженерами-строителями и экспертами по ядерной безопасности для разработки специализированных безмасляных винтовых компрессорных установок — от одноблочных конструкций, которые помещаются в существующие компрессорные помещения, до специально разработанных многоблочных установок с сейсмостойким креплением, взрывостойкими кожухами и пассивным охлаждением для обеспечения работоспособности после аварии.
Полное соответствие нормативным требованиям и стандартам Великобритании.
Наши безмасляные винтовые воздушные компрессорные установки ядерного класса соответствуют стандартам BS EN ISO 1217, Правилам безопасности оборудования, работающего под давлением, Великобритании 2016 года и требованиям маркировки UKCA. Системы управления качеством сертифицированы по ISO 9001:2015, а также имеется документация по ядерным дополнениям, подтверждающая соблюдение условий лицензии ONR 22 (контроль модификаций и экспериментов) и 28 (обследование, инспекция, техническое обслуживание и испытания) на всех лицензированных ядерных объектах Великобритании.
Сценарии применения на территории атомных электростанций
Потребность в безмасляном сжатом воздухе на атомной электростанции не ограничивается одной системой или зданием — она пронизывает каждый уровень архитектуры безопасности и эксплуатации станции. Система контрольно-измерительных приборов безопасности непрерывно контролирует такие параметры, как температура теплоносителя первичного контура, нейтронный поток и перепад давления в защитной оболочке, и использует пневматические клапаны для преобразования сигналов срабатывания системы защиты в физические действия оборудования. Любая задержка, колебание или отказ этих пневматических приводов во время срабатывания системы защиты реактора — вызванные загрязнением маслом, сужающим пилотное отверстие, или повышением порога растрескивания диафрагмы — могут помешать своевременному отключению первичного контура или задержать закрытие запорных клапанов защитной оболочки. Эти действия измеряются секундами в анализе последовательности аварий, и там, где каждая секунда имеет значение, только безмасляный винтовой воздушный компрессор обеспечивает необходимую надежность для обоснования безопасности.
Помимо основных систем защиты, безмасляные винтовые воздушные компрессоры обслуживают приводы клапанов системы аварийного охлаждения активной зоны, которые должны надежно открываться при получении сигнала о безопасном впрыске после аварии с потерей теплоносителя. Они подают воздух к основным паровым запорным клапанам, которые герметизируют парогенераторы в реакторах PWR во время определенных аварийных ситуаций, а также к системам отключения и байпаса турбины, которые снижают давление во вторичном контуре. В системах охлаждения бассейнов отработанного топлива — которым уделялось повышенное внимание после аварии на АЭС «Фукусима-Дайичи» в 2011 году и последующих обновлений стандартов безопасности МАГАТЭ — надежная подача контрольно-измерительного воздуха к клапанам мониторинга и подпитки теперь является обязательным условием во всех новых проектах обеспечения безопасности атомных электростанций. Приборы для мониторинга после аварии, системы управления водородными рекомбинаторами и пассивные автокаталитические рекомбинационные установки используют коллектор контрольно-измерительного воздуха в качестве чистой и надежной рабочей среды, качество которой может быть проверено и задокументировано на протяжении всего срока эксплуатации станции.
Система контрольно-измерительных приборов безопасности (SIS)
Пневматические приводы для клапанов отключения системы защиты, требующих непрерывной подачи сжатого воздуха класса 0 без допустимых перебоев в расчетных условиях.
Запорные клапаны для изоляции
Пневматические поворотные задвижки большого диаметра, герметизирующие радиологическую границу защитной оболочки здания в аварийных условиях с требуемым малым временем срабатывания.
Аварийные системы аварийного останова (SCRAM)
Механизмы быстрого срабатывания при отпускании пусковых штоков и исполнительные механизмы вторичной системы останова в конструкциях реакторов AGR и PWR, требующих отказоустойчивой подачи воздуха.
Системы управления охлаждением бассейна для отработанного топлива
Системы управления и мониторинга клапанов, обеспечивающие подачу охлаждающей воды в резервуары для хранения топлива, в том числе в условиях отключения электроэнергии на станциях, когда доступ к необходимому электроснабжению ограничен.
Мониторинг после аварии
Подача сжатого воздуха к коллекторам радиационного мониторинга и системам измерения концентрации водорода, работающим в условиях аварий, предусмотренных проектом.
Главный пароотвод и байпас турбины
Надежное управление клапанами MSIV и байпасными клапанами турбины для обеспечения безопасного и быстрого сброса давления во вторичном контуре во время аварийных остановок реактора и переходных процессов.
Поддержка британской атомной промышленности — от продления срока службы до строительства новых объектов.
Соединенное Королевство занимает особое место в мировой атомной промышленности — одновременно являясь родиной одного из старейших действующих атомных электростанций в мире и реализовав одну из самых амбициозных программ строительства новых объектов. Компания EDF Energy эксплуатирует ряд АЭС с системой подачи воздуха под давлением (AGR) в Англии и Шотландии, включая Хейшем 1, Хейшем 2, Хартлпул, Дандженесс B и Торнесс, для всех которых требуется постоянная модернизация и замена систем подачи воздуха для контрольно-измерительных приборов в рамках программ продления срока службы. Каждая из этих площадок имеет уникальные инженерные ограничения, сформированные десятилетиями эксплуатации, поэтому возможности индивидуальной настройки безмасляных винтовых воздушных компрессоров для атомных электростанций так же важны, как и характеристики производительности самой машины. Проект строительства АЭС Хинкли-Пойнт C EPR в Сомерсете — первой новой атомной электростанции, построенной в Великобритании за более чем три десятилетия, — включает в себя специализированную систему подачи воздуха для контрольно-измерительных приборов ядерного класса, соответствующую самым высоким европейским стандартам энергоснабжения, с требованиями к качеству закупок, которые бросают вызов даже хорошо зарекомендовавшим себя компаниям-поставщикам атомной энергии в демонстрации полного соответствия.
На более поздних этапах реализации проекта Sizewell C в Саффолке, также разработанного по технологии EPR, и программы Rolls-Royce по созданию малых модульных реакторов (SMR), ориентированной на несколько потенциальных площадок, включая Уилфу на острове Англси и другие объекты по всей Англии и Уэльсу, потребуется безмасляная инфраструктура сжатого воздуха ядерного класса для систем безопасности и контрольно-измерительных приборов. Наши безмасляные винтовые компрессорные установки поставляются через зарегистрированную в Великобритании компанию, полностью соответствующую британской системе обеспечения качества в ядерной цепочке поставок, включая регистрацию на портале цепочки поставок Управления по выводу из эксплуатации ядерных объектов и техническое соответствие требованиям группы стандартов качества Ассоциации ядерной промышленности. Для инженеров по закупкам в EDF Energy, основных подрядчиках по цепочке поставок Hinkley Point C, или для начинающих разработчиков проектов SMR мы можем предоставить документацию по предварительной квалификации, утвержденные списки поставщиков и подробные планы качества в течение десяти рабочих дней, поддерживая жесткие графики закупок, характерные для ядерных проектов в Англии, Шотландии и Уэльсе.
Успех клиентов: доказанная эффективность на трех континентах
От многолетней эксплуатации реакторов PWR в Европе до работы установок CANDU в Северной Америке, наши безмасляные винтовые воздушные компрессоры заслужили доверие инженеров-ядерщиков в самых требовательных нормативных условиях мира.
Филипп Маркетти — старший инженер по контрольно-измерительным приборам.
Атомная электростанция Сиво (водопроводная станция ПВС мощностью 1500 МВт), EdF, Вьенна, Франция.
«В 2021 году мы заменили нашу устаревшую систему подачи контрольно-измерительного воздуха с масляной смазкой на втором энергоблоке на двухступенчатый безмасляный винтовой компрессорный агрегат от компании Ever Power. Переход был подкреплен подробной технической документацией, которую наши эксперты по ядерной безопасности в ASN приняли с первого же рассмотрения — чего мы не наблюдали у предыдущих поставщиков оборудования. Через восемнадцать месяцев после ввода в эксплуатацию оба энергоблока работали без каких-либо незапланированных остановок, а качество воздуха класса 0 постоянно проверялось нашей встроенной системой мониторинга точки росы. Сокращение затрат на расходные материалы и трудозатрат на обращение с радиоактивными отходами само по себе более чем оправдало это решение с коммерческой точки зрения, а команда технического обслуживания отметила, насколько чище стало компрессорное помещение благодаря отсутствию проблем с масляным туманом».
Джеймс Р. Холлоуэй — руководитель отдела закупок в сфере КИПиА
Крупный проект строительства новой атомной электростанции на юго-западе Англии, Соединенное Королевство.
«Поиск оборудования для сжатого воздуха ядерного класса, соответствующего нашим требованиям к качеству и способного быть поставленным в рамках графика строительства нового атомного объекта, всегда представляет собой сложную задачу. Команда Ever Power с самого первого технического обсуждения поняла, что нам нужен не просто продукт — нам необходим полный пакет документации, охватывающий отслеживаемость материалов, записи о контроле качества производства, результаты контрольных точек и отчеты о сейсмических квалификационных испытаниях в соответствии с признанным стандартом. Они поставили все в согласованные сроки, и безмасляные винтовые воздушные компрессоры прошли нашу предмонтажную проверку без единого замечания о несоответствии. За пятнадцать лет работы в сфере закупок для атомной энергетики такая безупречная проверка первого образца действительно редка, и это отражает качество сборки оборудования».
Доктор Кэтрин Осей — инженер по системам электроснабжения.
Атомная электростанция Брюс (CANDU 6), Онтарио, Канада
«Наши установки CANDU работают по несколько иной философии подачи контрольно-измерительного воздуха, учитывая независимость замедлителя и контура охлаждения, но фундаментальное требование к безмасляному винтовому воздушному компрессору, подающему воздух в пневматику системы аварийного останова, также является обязательным с точки зрения регулирования CNSC. Мы выбрали установки Ever Power после тщательного четырнадцатимесячного процесса квалификации поставщика, который включал многочисленные проверки объектов, анализ проектной документации и контроль заводских испытаний под давлением. Разработанная ими на заказ модульная конструкция для нашего компрессорного помещения — которое имеет значительно меньшую высоту потолка, чем обычное ядерное сооружение — продемонстрировала именно тот тип решения проблем, ориентированный на конкретное применение, который отличает настоящего долгосрочного промышленного партнера от поставщика, работающего по каталогу. Два года эксплуатации без единого инцидента, связанного с надежностью».
Производственные возможности и разработка ядерных проектов на заказ
Наше производственное предприятие работает в соответствии с системой управления качеством, сертифицированной по ISO 9001:2015 с дополнениями для атомной отрасли, а наша продукция для сжатого воздуха проходит поэтапную программу инспекции и испытаний, полностью открытую для присутствия заказчика на каждом этапе контроля и проверки. Для атомных применений мы регулярно подготавливаем протоколы испытаний материалов по EN 10204 типа 3.1 и 3.2, протоколы квалификации сварочных процедур по EN ISO 15614, протоколы неразрушающего контроля по EN ISO 9712 уровня 2 для квалификации персонала, а также полные расчетные книги по проектированию сосудов под давлением по PD 5500 или ASME Section VIII Division 1 — в зависимости от того, какой код применяется к конкретному атомному проекту. Наш безмасляный винтовой компрессор воздушный компрессор Конструкция модульных установок может быть сконфигурирована с учетом специфических габаритов заказчика: с учетом компрессорных помещений с низким потолком, требований зоны ATEX 2, где в окружающей среде может присутствовать водород, конструкции креплений и анкеров сейсмической категории I для учета сейсмических воздействий, выходящих за рамки проектных, а также совместимости с аварийными источниками постоянного тока для проведения испытаний на живучесть в условиях отключения электроэнергии на станции.
Наши возможности по индивидуальной настройке продукции распространяются на всю систему подачи сжатого воздуха для ядерных установок, а не только на компрессорный агрегат в отрыве от технологического процесса. Мы проектируем и поставляем комплектные пакеты подачи сжатого воздуха для ядерных установок, включая ресиверы с полной проектной документацией, регенеративные или тепловые осушители с осушителем, обеспечивающие точку росы при давлении −70°C, автоматические предварительные и последующие фильтры с контролем перепада давления, системы управления давлением и предохранительные клапаны с калибровочной документацией, а также панели управления на базе ПЛК с документацией по оценке уровня безопасности (SIL), необходимой для закупок оборудования категории ядерной безопасности. Каждый элемент индивидуального пакета подачи сжатого воздуха для ядерных установок проектируется с учетом основных инженерных принципов и конкретных технологических требований заказчика, пространственных ограничений и классификации ядерной безопасности — в ядерных контрактах не используются стандартные компромиссные решения, и любое отклонение от стандартной конструкции требует документального инженерного обоснования до начала производства.
Часто задаваемые вопросы
Ответы на наиболее часто задаваемые инженерами по закупкам в атомной энергетике, проектировщиками КИПиА и руководителями предприятий вопросы о безмасляных винтовых воздушных компрессорах для атомных электростанций.
В чем разница между безмасляным винтовым воздушным компрессором и компрессором с масляной смазкой, используемыми в системах подачи воздуха для контрольно-измерительных приборов на атомных электростанциях в Великобритании?
Безмасляный винтовой воздушный компрессор обеспечивает сжатие без впрыскивания масла в камеру ротора, полагаясь вместо этого на прецизионно обработанные профили ротора, специальные полимерные покрытия и лабиринтные уплотнения, предотвращающие попадание масла в тракт сжатого воздуха. Компрессор с масляной смазкой впрыскивает масло непосредственно в ступень сжатия для герметизации и охлаждения, что требует последующей коалесцирующей фильтрации для удаления масла из воздушного потока. В системах подачи воздуха для контрольно-измерительных приборов на атомных электростанциях, регулируемых Управлением по ядерному регулированию Великобритании, безмасляная конструкция является предпочтительной, поскольку она исключает причинно-следственную связь с загрязнением углеводородами — ни один последующий фильтр не может стать единственной точкой отказа для качества воздуха для контрольно-измерительных приборов, и никакая ошибка в графике замены фильтров не может создать скрытую уязвимость для безопасности. Это принципиальное различие в конструкции лежит в основе всей аргументации в пользу безмасляной технологии в системах подачи воздуха для контрольно-измерительных приборов на атомных электростанциях.
Какой стандарт ISO или МАГАТЭ регулирует требования к качеству сжатого воздуха для систем обеспечения ядерной безопасности, и как безмасляный винтовой компрессор соответствует этим требованиям?
Стандарт ISO 8573-1:2010 определяет классы качества сжатого воздуха, при этом класс 0 представляет собой наивысший стандарт чистоты по содержанию масла (ниже 0,01 мг/м³), размеру частиц и содержанию влаги. Руководство по безопасности МАГАТЭ NS-G-1.12, охватывающее системы контрольно-измерительных приборов и управления, важные для безопасности на атомных электростанциях, требует, чтобы подаваемый в системы ядерной безопасности воздух соответствовал проектным требованиям к качеству воздуха, расходу и надежности давления при всех проектных условиях, включая отключение внешнего электроснабжения и сейсмические события. Безмасляный винтовой воздушный компрессор в сочетании с проверенной осушительной системой и подтвержденной окончательной фильтрацией обеспечивает поток сжатого воздуха, который соответствует или превосходит класс 0 стандарта ISO 8573-1 по всем трем параметрам качества, удовлетворяя обоим стандартам без использования расходных коалесцирующих элементов в качестве основного механизма удаления масла.
Какова типичная стоимость безмасляного винтового воздушного компрессора ядерного класса для закупочной группы атомной электростанции в Великобритании, и какие факторы влияют на цену?
Стоимость безмасляного винтового воздушного компрессора ядерного класса значительно варьируется в зависимости от требуемой производительности по подаче воздуха (обычно 2–50 м³/мин для подачи контрольно-измерительного воздуха), конфигурации резервирования (одноблочный, двухблочный или трехблочный), объема квалификационной документации (сейсмические испытания, электроснабжение класса 1E, уровень контроля качества) и степени интеграции системы (осушители, ресиверы, панели управления, трубопроводная установка). Двухблочный компрессор для подачи контрольно-измерительного воздуха, подходящий для системы безопасности ядерного объекта в Великобритании, обычно стоит от 180 000 до 650 000 фунтов стерлингов без учета доставки, при этом стоимость доставки по Великобритании, надзора за установкой, поддержки при вводе в эксплуатацию и пакета документации является дополнительной. Мы настоятельно рекомендуем напрямую связаться с нашей командой по ядерным приложениям в Великобритании для получения оценки стоимости, специфичной для конкретного объекта, поскольку требования значительно различаются между объектами и между классами ядерной безопасности в рамках одного и того же объекта.
Где в Великобритании я могу найти надежного поставщика безмасляных винтовых воздушных компрессоров, сертифицированных для работы в условиях ядерной безопасности, и какие документы мне следует запросить?
Британские команды по закупкам атомных электростанций, стремящиеся приобрести безмасляные винтовые воздушные компрессоры для ядерной энергетики, должны запрашивать у любого потенциального поставщика на этапе предварительной квалификации следующую документацию: сертификат ISO 9001:2015 с четким указанием области применения в ядерном секторе; план обеспечения качества продукции со ссылкой на соответствующую категорию ядерной безопасности; записи о прослеживаемости материалов по стандарту EN 10204 Type 3.1 или 3.2; отчет о сейсмической квалификации по стандарту IEEE 344 или IEC 60980; и отчет о независимом испытании на перенос масла в соответствии со стандартом ISO 8573-2. Поставщики, зарегистрированные на портале поставщиков, одобренном Управлением по выводу из эксплуатации ядерных объектов (NIA), или включенные в список участников цепочки поставок NIA, обеспечивают дополнительный уровень гарантии. Наша компания обладает всеми вышеперечисленными квалификациями и может предоставить пакеты документации для предварительной квалификации в течение десяти рабочих дней с момента первого контакта.
Как сконфигурировать безмасляный винтовой воздушный компрессор в резервной системе N+1 для системы приборов обеспечения ядерной безопасности, и как работает последовательность включения/выключения?
Резервная конфигурация винтовых компрессоров с безмасляным охлаждением по схеме N+1 для подачи воздуха в ядерные контрольно-измерительные приборы обычно состоит из двух компрессорных установок с полной номинальной мощностью — каждая из которых способна самостоятельно обеспечивать полную потребность в воздухе для контрольно-измерительных приборов. Одна из них работает в качестве ведущей, а вторая — в режиме ожидания с открытым впускным клапаном и готовым к запуску двигателем. Если ведущий компрессор не поддерживает заданное значение давления в коллекторе системы, определяемое двумя датчиками давления, использующими логику голосования «два из двух», резервная установка автоматически запускается примерно через пять секунд без ручного вмешательства. Система управления обеспечивает периодическое чередование ведущего и резервного компрессоров по настраиваемому графику для выравнивания времени работы и подтверждения готовности к остановке. Для самых высоких категорий ядерной безопасности третий компрессор, питаемый от аварийной дизель-генераторной шины, обеспечивает пассивное резервирование, способное запускаться только от основного источника питания, поддерживая требования к доступности воздуха для контрольно-измерительных приборов в случае отключения электроэнергии на станции.
Можно ли провести сейсмическую сертификацию безмасляного винтового воздушного компрессора для использования в целях ядерной безопасности, и какой стандарт испытаний применяется для объектов в Англии и Шотландии?
Да — безмасляные винтовые воздушные компрессоры, предназначенные для эксплуатации в условиях ядерной безопасности, проходят сейсмическую квалификацию посредством сочетания структурного анализа и физических испытаний на вибростенде. Применимыми стандартами являются IEEE 344 (Рекомендации по сейсмической квалификации оборудования класса 1E для атомных электростанций) и IEC 60980, оба из которых упоминаются в руководствах по технической оценке ONR, применимых к лицензированным атомным электростанциям Великобритании в Англии и Шотландии. Квалификация обычно включает анализ спектра отклика перекрытий для предполагаемого места установки в конкретном здании станции, за которым следуют многоосевые испытания на вибростенде в признанной аккредитованной испытательной лаборатории, при этом работоспособность и структурная целостность демонстрируются с помощью требуемых значений ускорения нулевого периода для категории сейсмической опасности площадки. Наша документация по сейсмической квалификации была принята для проектов в Великобритании, Франции и Канаде.
Каков типичный интервал технического обслуживания безмасляного винтового воздушного компрессора, используемого в системах управления и контроля атомных электростанций, и как он соотносится с обслуживанием смазываемого оборудования?
Безмасляные винтовые воздушные компрессоры, используемые в системах подачи воздуха для ядерных контрольно-измерительных приборов, обычно требуют капитального ремонта компрессионного элемента — включая проверку покрытия ротора, замену подшипников и уплотнений — через 40 000–60 000 часов работы, в зависимости от режима работы, условий окружающей среды и качества поступающего воздуха. Промежуточные интервалы обслуживания, от 4000 до 8000 часов, включают пополнение смазки подшипников (только в изолированном контуре подшипника, а не в воздушном потоке), проверку муфты привода и осмотр седла впускного клапана. В отличие от них, компрессор с масляной смазкой требует замены масла каждые 2000 часов, замены коалесцентного фильтра каждые 4000 часов и замены фильтрующего элемента маслоотделителя — расходные материалы, которые увеличивают как стоимость, так и риск радиационного загрязнения при работе в зонах ядерного контроля, где все потоки отходов требуют классификации и контролируемых путей захоронения.
Каким образом безмасляный винтовой воздушный компрессор поддерживает проект системы подачи контрольно-измерительного воздуха на АЭС Хинкли-Пойнт С в Сомерсете, и какие стандарты качества применяются к цепочке поставок в атомной энергетике?
Система подачи контрольно-измерительного воздуха на АЭС Хинкли-Пойнт C, классифицируемая как система, связанная с ядерной безопасностью, согласно требованиям Европейского союза по энергоснабжению (European Utility Requirements Vol. 2), требует использования безмасляных источников сжатого воздуха с полной документацией по контролю качества в соответствии с RCC-M (французские правила проектирования и строительства ядерного механического оборудования) и, для товаров, поставляемых из Великобритании, с соответствием стандартам ASME NQA-1 или ISO 19443. Безмасляные винтовые воздушные компрессоры, поставляемые для этого проекта, должны иметь отчет о производственных данных, составленный в соответствии с планом качества проекта, при этом каждая контрольная точка и точка контроля должны быть независимо подписаны представителем заказчика по контролю качества и соответствующим уполномоченным органом. Наша команда имеет непосредственный опыт поддержки требований к документации плана качества при строительстве новых атомных электростанций и может предоставить подробное обсуждение ожиданий цепочки поставок АЭС Хинкли-Пойнт C по запросу.
Как быстрее всего получить точную смету на безмасляный винтовой воздушный компрессор для атомных электростанций от поставщика, имеющего опыт закупок в атомной промышленности Великобритании?
Самый быстрый способ получить точную смету — напрямую связаться с нашей командой специалистов по ядерным приложениям по адресу: [email protected]Предоставьте следующие ключевые данные: требуемая производительность по подаче свободного воздуха в м³/мин, рабочее давление в бар (изб.), категория или классификационный код ядерной безопасности, местоположение площадки и применимая сейсмическая зона, требуемая конфигурация резервирования, а также тип и объем необходимой документации по контролю качества для вашего пакета закупок. На основании этой информации мы, как правило, предоставляем предварительную смету в течение 48 часов и окончательное предложение в течение 10 рабочих дней. Для сложных многоблочных систем подачи воздуха для ядерных приборов наша инженерная группа готова провести бесплатную консультацию с вашей проектной группой по КИПиА до составления коммерческого предложения, чтобы убедиться в полном понимании объема работ и в том, что коммерческое предложение отражает фактические требования проекта, а не консервативную оценку наихудшего сценария.
Готовы выбрать безмасляный компрессор ядерного класса?
Команда Ever Power по ядерным приложениям оказывает поддержку в проектировании систем подачи контрольно-измерительного воздуха, начиная с технико-экономического обоснования и заканчивая вводом станции в эксплуатацию. Независимо от того, разрабатываете ли вы проект для программы продления срока службы АЭС в Великобритании, нового проекта строительства АЭС с реактором EPR или перспективного проекта малого модульного реактора, мы обладаем необходимыми инженерными знаниями и возможностями для подготовки качественной документации, которые требуются вашей программе закупок.
Получите ценовое предложение — свяжитесь с нашей командой специалистов по ядерной энергетике.
📧 [email protected] · Обслуживаем объекты Hinkley Point C, Sizewell C, NDA и проекты малых модульных реакторов по всей Англии, Шотландии и Уэльсе