Máy nén khí trục vít không dầu dùng cho nhà máy điện hạt nhân
Thiết bị đo lường & điều khiển Cung cấp khí
Cung cấp khí nén không nhiễm bẩn cho các hệ thống thiết bị an toàn, van cách ly buồng chứa và hệ thống dừng khẩn cấp — được thiết kế theo các tiêu chuẩn an toàn hạt nhân khắt khe nhất trên thế giới.
Trong sản xuất điện hạt nhân, khí nén đóng vai trò vừa vô hình vừa cực kỳ quan trọng. Các bộ truyền động khí nén, bộ định vị và van điều khiển điều chỉnh hệ thống an toàn lò phản ứng phụ thuộc vào nguồn cung cấp khí nén sạch và liên tục – và khi nguồn cung cấp này bị gián đoạn, hậu quả sẽ lan rộng với tốc độ chóng mặt. Máy nén khí trục vít không dầu không chỉ đơn thuần là một thông số kỹ thuật được ưa chuộng trong các ứng dụng hạt nhân; nó thường là một yêu cầu an toàn bắt buộc do Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế, các cơ quan quản lý hạt nhân quốc gia và các đánh giá rủi ro xác suất cấp nhà máy quy định. Lý do rất đơn giản: máy nén khí bôi trơn bằng dầu thông thường đưa các sol khí hydrocarbon vào luồng khí nén, ngay cả ở nồng độ vết vài miligam trên mét khối cũng có thể làm hỏng gioăng van, làm tắc nghẽn đường ống dẫn điện từ và gây ra sự cố hệ thống thiết bị an toàn trong các sự kiện thoáng qua. Máy nén khí trục vít không dầu loại bỏ con đường gây ô nhiễm này ngay tại giai đoạn nén – nó không chỉ dựa vào hệ thống lọc ở phía sau có thể bị hỏng, bão hòa hoặc bị bỏ qua trong các khoảng thời gian bảo trì. Đối với các kỹ sư nhà máy, sự khác biệt đó là sự khác biệt giữa rủi ro bảo trì có thể quản lý được và lỗ hổng an toàn không thể chấp nhận được.
Các nhà máy điện hạt nhân trên khắp Vương quốc Anh — từ các nhà máy điện hạt nhân làm mát bằng khí tiên tiến đang hoạt động tại Heysham, Torness và Hartlepool do EDF Energy quản lý, cho đến nhà máy điện hạt nhân nước áp lực Hinkley Point C đang được xây dựng ở Somerset, và các dự án lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) đang nổi lên do Rolls-Royce SMR tiên phong — ngày càng yêu cầu sử dụng các bộ máy nén khí trục vít không dầu làm nguồn khí nén chính và dự phòng cho các hệ thống an toàn hạt nhân. Hướng dẫn về Nguyên tắc Đánh giá An toàn của Văn phòng Quản lý Hạt nhân yêu cầu các hệ thống khí nén liên quan đến an toàn phải chứng minh độ tin cậy đầy đủ, và các chế độ hỏng hóc tiềm tàng của từng thành phần trong phạm vi hệ thống phải được hiểu và giảm thiểu. Đối với máy nén khí bôi trơn bằng dầu, hiện tượng dầu lẫn vào khí nén không phải là rủi ro nhỏ — đó là một chế độ hỏng hóc có thể dự đoán được, có thể định lượng được và dẫn trực tiếp đến sự suy giảm an toàn của hệ thống. Việc lựa chọn máy nén khí trục vít không dầu loại bỏ hoàn toàn chế độ hỏng hóc đó khỏi sơ đồ lỗi, đơn giản hóa hồ sơ an toàn và giảm gánh nặng giám sát và lập tài liệu trong quá trình vận hành mà lẽ ra phải thực hiện để duy trì tuân thủ quy định.
Vì sao hệ thống điều khiển và giám sát hạt nhân không thể chịu được sự nhiễm bẩn dầu?
Hệ thống thiết bị đo lường và điều khiển an toàn của một nhà máy điện hạt nhân là một trong những hệ thống kỹ thuật tích hợp phức tạp nhất trong ngành công nghiệp hiện đại. Không giống như một nhà máy sản xuất, nơi việc ngừng hoạt động đột ngột gây ra tổn thất sản xuất, hệ thống I&C của nhà máy hạt nhân là tuyến phòng thủ kỹ thuật cuối cùng giữa hoạt động bình thường và sự phát tán phóng xạ ra môi trường. Các đường tín hiệu khí nén, đầu cấp khí cho bộ truyền động và bình chứa khí điều khiển cung cấp cho các hệ thống này phải nhận được khí đáp ứng hoặc vượt quá tiêu chuẩn ISO 8573-1 Loại 0 về hàm lượng dầu — nghĩa là không có khí dung dầu, hơi dầu hoặc ô nhiễm hydrocarbon nào có thể phát hiện được. Máy nén khí trục vít không dầu là công nghệ nén duy nhất có thể đảm bảo tiêu chuẩn này tại điểm phát điện, mà không phụ thuộc vào các bộ lọc kết tụ ở phía hạ lưu bị lão hóa, bão hòa và xuống cấp trong quá trình sử dụng. Khi bộ lọc ở phía hạ lưu là rào cản duy nhất, một sơ suất nhỏ trong lịch trình thay thế bộ lọc cũng có thể góp phần gây ra sự cố hệ thống an toàn — một kịch bản mà các đánh giá an toàn xác suất hạt nhân luôn xác định là không thể chấp nhận được đối với hệ thống khí nén thiết bị Loại 1.
Hậu quả của việc nhiễm dầu trong khí nén điều khiển nhà máy hạt nhân không chỉ là lý thuyết. Lớp màng hydrocarbon trên các lỗ van điện từ làm tăng ngưỡng áp suất mở van, khiến van phản ứng chậm hoặc không phản ứng trong các hoạt động an toàn tự động như dừng khẩn cấp lò phản ứng (SCRAM) hoặc dừng tuabin. Lớp dầu bám trong các van xả áp điều khiển bằng khí nén có thể khiến chúng mở ở áp suất cài đặt không chính xác hoặc, nguy hiểm hơn, vẫn đóng khi chúng cần mở để bảo vệ ranh giới áp suất mạch sơ cấp. Trong hệ thống cách ly ngăn chứa, các bộ truyền động bị nhiễm dầu có thể không đạt được hành trình tối đa trong thời gian hành trình yêu cầu — làm ảnh hưởng đến ranh giới phóng xạ sau sự cố vào thời điểm cần thiết nhất. Các chế độ hỏng hóc này đặc biệt khó phát hiện vì chúng có thể không biểu hiện trong điều kiện kiểm tra giám sát thường xuyên, chỉ bộc lộ ra trong điều kiện áp suất chênh lệch và nhiệt độ cao hơn đi kèm với sự cố thực tế của nhà máy. Bằng cách chọn máy nén khí trục vít không dầu làm nguồn khí nén điều khiển, người vận hành nhà máy loại bỏ toàn bộ loại lỗi tiềm ẩn này khỏi hồ sơ an toàn của họ, thay thế rủi ro phụ thuộc vào thời gian và nhạy cảm với bảo trì bằng một sự đảm bảo kỹ thuật thụ động vốn có trong thiết kế của máy.
Nguyên lý kỹ thuật, cấu trúc và vật liệu
Nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít không dầu khác biệt về cơ bản so với máy nén khí trục vít có dầu bôi trơn tại điểm nén. Trong máy nén khí trục vít tiêu chuẩn, dầu được bơm trực tiếp vào buồng rôto để làm kín các mặt bích rôto đực và cái ăn khớp với nhau, làm mát khí được nén và bôi trơn bề mặt rôto. Trong thiết kế không dầu, ba chức năng này được thực hiện thông qua các giải pháp kỹ thuật thay thế, mỗi giải pháp đều được kiểm định cẩn thận về độ tin cậy lâu dài trong điều kiện hoạt động liên tục. Các mặt bích rôto được gia công với dung sai cực kỳ nhỏ — thường trong khoảng 5 đến 10 micromet trên toàn bộ chiều dài thùy làm việc — bằng cách sử dụng các trung tâm mài bánh răng CNC chính xác, sao cho việc làm kín các mặt bích ăn khớp được thực hiện chỉ bằng độ chính xác hình học, mà không cần môi chất làm kín bằng chất lỏng. Việc quản lý nhiệt được thực hiện bằng cách nén hai giai đoạn với bộ làm mát trung gian giữa các giai đoạn (cho phép mỗi giai đoạn hoạt động trong giới hạn nhiệt độ có thể quản lý được để bảo toàn tính toàn vẹn của lớp phủ rôto), bằng cách bơm nước trực tiếp vào buồng nén trong các biến thể không dầu có bơm nước, hoặc trong một số thiết kế bằng sự kết hợp của cả hai phương pháp. Các ổ trục rôto được bôi trơn bằng các cụm mỡ kín riêng biệt hoặc bằng một hệ thống bể chứa dầu kín được tách biệt hoàn toàn khỏi đường dẫn nén bằng một loạt các vòng đệm mê cung, vòng piston, và trong nhiều thiết kế, một vùng làm kín trục chạy khô có lỗ thông hơi ra khí quyển, cung cấp một chỉ báo trực quan về tình trạng của bộ làm kín trong các đợt kiểm tra định kỳ.
Bản thân rôto thường được chế tạo từ hợp kim nhôm cấp hàng không vũ trụ cho các thiết bị nhỏ hơn hoặc từ gang cầu cho các máy có công suất lớn hơn, với bề mặt thùy rôto được phủ một lớp polymer chuyên dụng — thường là fluoropolymer pha PTFE hoặc vật liệu composite gia cường sợi carbon độc quyền — cung cấp hiệu ứng tự bôi trơn trong giai đoạn chạy thử và khả năng điều chỉnh kích thước nếu xảy ra va chạm nhỏ trong quá trình khởi động. Vỏ được khoan chính xác từ gang xám chất lượng cao và trải qua quá trình kiểm tra kích thước ở nhiều giai đoạn trong quá trình sản xuất, bao gồm cả việc xác minh độ đồng tâm của lỗ rôto bằng máy đo tọa độ. Đối với các ứng dụng cấp hạt nhân, khả năng truy xuất nguồn gốc vật liệu được duy trì từ chứng nhận nguyên liệu thô đến từng công đoạn gia công và lắp ráp, với đầy đủ các gói tài liệu đảm bảo chất lượng được biên soạn theo kế hoạch chất lượng ISO 10005 và có sẵn để hỗ trợ việc đệ trình kế hoạch chất lượng mua sắm và tài liệu hồ sơ an toàn hạt nhân gửi cho ONR, ASN Pháp, CNSC Canada hoặc các cơ quan quản lý hạt nhân có thẩm quyền khác nếu có.
Thông số hiệu suất kỹ thuật
Bảng dưới đây trình bày phạm vi hiệu suất tiêu chuẩn và cấp độ hạt nhân cho dòng máy nén khí trục vít không dầu của chúng tôi. Tất cả các số liệu chỉ mang tính chất tham khảo; vui lòng liên hệ với nhóm của chúng tôi để có bảng dữ liệu kỹ thuật cụ thể cho từng địa điểm.
| Tham số | Phạm vi tiêu chuẩn | Thông số kỹ thuật cấp hạt nhân | Đơn vị |
|---|---|---|---|
| Giao hàng bằng đường hàng không miễn phí | 0,5 – 120 | 2 – 120 | m³/phút |
| Áp suất làm việc | 4 – 13 | 6 – 10 | thanh (g) |
| Hàm lượng dầu (ISO 8573-1) | Lớp 0 | Loại 0 (< 0,01 mg/m³) | — |
| Thành phần hạt | Lớp 1 | Loại 1 (< 0,1 µm) | — |
| Điểm sương áp suất | -20 đến -70 | -40 đến -70 | °C |
| Nhiệt độ xả | < 80 | < 65 | °C |
| Mức độ tiếng ồn (1 m) | 62 – 80 | 65 – 75 | dB(A) |
| Phạm vi công suất động cơ | 7,5 – 900 | 22 – 355 | kW |
| Chứng nhận về khả năng chịu động đất | Không áp dụng | IEEE 344 / IEC 60980 | — |
| Tiêu chuẩn chất lượng | ISO 9001 | ISO 9001 + Phụ lục hạt nhân / ASME NQA-1 | — |
| Cấu hình dự phòng | Nhà đơn/Nhà song lập | Nhà song lập/ba tầng (N+1, 2oo3) | — |
Sáu lý do các nhà vận hành nhà máy điện hạt nhân lựa chọn máy nén khí trục vít không dầu của chúng tôi
Từ chất lượng không khí được chứng nhận đến kỹ thuật tùy chỉnh hoàn toàn, mọi khía cạnh trong sản phẩm máy nén khí hạt nhân của chúng tôi đều được xây dựng dựa trên các yêu cầu cụ thể của việc mua sắm hệ thống an toàn hạt nhân.
Đạt chứng nhận ISO 8573-1 Loại 0.
Mỗi máy nén khí trục vít không dầu trong dòng sản phẩm dành cho năng lượng hạt nhân của chúng tôi đều tạo ra khí nén với hàm lượng dầu đã được kiểm chứng dưới 0,01 mg/m³ tại mặt bích đầu ra — không cần phụ thuộc vào bộ lọc phía sau để đạt được Cấp 0. Việc kiểm tra hàm lượng dầu còn sót lại được chứng kiến bởi bên thứ ba có sẵn như một điểm kiểm tra nghiệm thu tại nhà máy, với tài liệu chứng nhận có thể truy xuất nguồn gốc đến ISO 8573-1:2010 và Hướng dẫn An toàn IAEA NS-G-1.12. Chứng nhận này vượt qua sự kiểm tra của cơ quan quản lý mà không có điều kiện nào.
Thiết kế dự phòng N+1 và khả năng chống lỗi đơn lẻ
Các hệ thống khí nén cho thiết bị hạt nhân của chúng tôi có sẵn ở cấu hình song công và tam công, với logic điều khiển trình tự chính/dự phòng/khẩn cấp được tích hợp vào hệ thống điều khiển tuân thủ tiêu chuẩn IEC 61511. Mỗi cụm máy nén hoạt động độc lập với nguồn cấp điện riêng, mạch làm mát riêng và nhóm van cách ly riêng biệt — hỗ trợ việc chứng minh khả năng hoạt động không gặp sự cố đơn lẻ, phù hợp với Nguyên tắc Đánh giá An toàn của ONR và các mục tiêu đánh giá rủi ro xác suất.
Tổng chi phí vòng đời thấp hơn
Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu của máy nén khí trục vít không dầu cao hơn so với loại có dầu bôi trơn, nhưng xét về hiệu quả kinh tế vòng đời, máy nén khí không dầu luôn ưu việt hơn trong các ứng dụng hạt nhân. Việc loại bỏ các bộ phận tách dầu, hộp lọc kết tụ, bảo trì bộ tách dầu-nước và chi phí xử lý nước ngưng tụ bị ô nhiễm giúp giảm chi phí vật tư tiêu hao liên tục từ 35–501 tấn trong chu kỳ hoạt động mười năm tại các cơ sở hạt nhân, đồng thời tiết kiệm đáng kể chi phí phân loại và xử lý chất thải phóng xạ.
Giám sát tình trạng từ xa tích hợp
Mỗi thiết bị được trang bị bộ cảm biến toàn diện bao gồm nhiệt độ ổ trục, tín hiệu rung, chênh lệch áp suất giữa các tầng, điểm sương đầu ra và dòng điện tiêu thụ của động cơ. Dữ liệu được truyền qua Modbus TCP hoặc Profibus DP đến phòng điều khiển nhà máy, cho phép lập kế hoạch bảo trì dự đoán mà không cần đưa nhân viên bảo trì vào các khu vực hạt nhân được kiểm soát hoặc giám sát trong các đợt thu thập dữ liệu định kỳ — một lợi ích đáng kể theo nguyên tắc ALARP (As Low As Reasonably Practicable - mức độ rủi ro thấp nhất có thể đạt được) về mặt bảo vệ bức xạ.
Khả năng kỹ thuật tùy chỉnh hoàn toàn
Không có hai hệ thống khí nén nào tại các nhà máy hạt nhân có cùng các ràng buộc về không gian, yêu cầu áp suất hoặc phân loại an toàn. Đội ngũ kỹ sư của chúng tôi làm việc trực tiếp với các nhà thiết kế điều khiển và giám sát nhà máy, các kỹ sư xây dựng và các chuyên gia đánh giá an toàn hạt nhân để phát triển các gói máy nén khí trục vít không dầu được thiết kế riêng — từ các thiết kế dạng khung đơn phù hợp với không gian phòng máy nén hiện có, đến các hệ thống nhiều dây chuyền được xây dựng chuyên dụng với giá đỡ chống động đất, vỏ chống nổ và các biện pháp làm mát thụ động để đáp ứng các yêu cầu vận hành sau sự cố.
Tuân thủ đầy đủ các quy định và tiêu chuẩn của Vương quốc Anh
Các bộ máy nén khí trục vít không dầu đạt tiêu chuẩn hạt nhân của chúng tôi tuân thủ tiêu chuẩn BS EN ISO 1217, Quy định về Thiết bị Áp suất (An toàn) năm 2016 của Vương quốc Anh và các yêu cầu đánh dấu của UKCA. Hệ thống quản lý chất lượng được chứng nhận theo tiêu chuẩn ISO 9001:2015 với các tài liệu bổ sung về hạt nhân hỗ trợ Điều kiện Giấy phép ONR 22 (kiểm soát sửa đổi và thử nghiệm) và Điều kiện Giấy phép 28 (kiểm tra, giám sát, bảo trì và thử nghiệm) tại tất cả các địa điểm hạt nhân được cấp phép ở Vương quốc Anh.
Các kịch bản ứng dụng vượt ra ngoài phạm vi nhà máy điện hạt nhân
Nhu cầu về khí nén không dầu trong một nhà máy điện hạt nhân không chỉ giới hạn ở một hệ thống hay tòa nhà duy nhất — nó len lỏi vào mọi cấp độ của kiến trúc an toàn và vận hành của nhà máy. Hệ thống thiết bị đo lường an toàn liên tục giám sát các thông số như nhiệt độ chất làm mát mạch sơ cấp, thông lượng neutron và áp suất chênh lệch của vỏ bọc, và nó dựa vào các van điều khiển bằng khí nén để chuyển đổi tín hiệu kích hoạt hệ thống bảo vệ thành hành động vật lý của thiết bị. Bất kỳ sự chậm trễ, do dự hoặc hỏng hóc nào trong các bộ truyền động khí nén này trong quá trình kích hoạt hệ thống bảo vệ lò phản ứng — do nhiễm dầu làm thu hẹp lỗ dẫn hướng hoặc làm tăng ngưỡng nứt màng ngăn — đều có thể ngăn cản việc cách ly kịp thời mạch sơ cấp hoặc làm chậm việc đóng các van cách ly vỏ bọc. Đây là những hành động được đo bằng giây trong phân tích chuỗi sự cố, và khi mỗi giây đều quan trọng, chỉ có máy nén khí trục vít không dầu mới cung cấp độ tin cậy vốn có cần thiết để hỗ trợ một trường hợp an toàn có thể bảo vệ được.
Ngoài các hệ thống bảo vệ lõi, máy nén khí trục vít không dầu phục vụ cho các bộ truyền động van của hệ thống làm mát lõi khẩn cấp, vốn phải mở một cách đáng tin cậy khi nhận được tín hiệu phun an toàn sau sự cố mất chất làm mát. Chúng cung cấp khí cho các van cách ly hơi chính để bịt kín các máy phát hơi trong thiết kế PWR trong một số chuỗi sự cố nhất định, và chúng cung cấp khí cho hệ thống ngắt tuabin và hệ thống bỏ qua để giảm áp mạch thứ cấp. Trong các hệ thống làm mát bể chứa nhiên liệu đã qua sử dụng — vốn nhận được sự chú trọng cao hơn về thiết kế sau sự cố Fukushima Daiichi năm 2011 và các bản cập nhật tiếp theo cho Tiêu chuẩn An toàn của IAEA — việc cung cấp khí nén đáng tin cậy cho các van điều khiển giám sát và bổ sung hiện là điều kiện tiên quyết trong tất cả các hồ sơ an toàn xây dựng nhà máy điện hạt nhân mới. Thiết bị giám sát sau sự cố, hệ thống điều khiển bộ tái kết hợp hydro và bộ truyền động của bộ tái kết hợp tự xúc tác thụ động đều sử dụng đường ống dẫn khí nén làm môi chất vận hành sạch, đáng tin cậy, có chất lượng có thể được xác minh và ghi lại trong suốt vòng đời hoạt động của nhà máy.
Hệ thống thiết bị an toàn (SIS)
Bộ truyền động khí nén cho van ngắt hệ thống bảo vệ yêu cầu cung cấp khí nén cấp 0 liên tục mà không được phép gián đoạn trong điều kiện thiết kế cơ bản.
Van cách ly ngăn chặn
Van bướm và van cổng khí nén đường kính lớn dùng để bịt kín ranh giới phóng xạ của tòa nhà chứa trong điều kiện sự cố, với yêu cầu thời gian đóng mở nhanh.
Hệ thống SCRAM khẩn cấp
Các cơ cấu giải phóng thanh điều khiển tắt máy nhanh và các bộ truyền động hệ thống tắt máy thứ cấp trong thiết kế AGR và PWR yêu cầu cung cấp khí an toàn khi xảy ra sự cố.
Hệ thống điều khiển làm mát bể chứa nhiên liệu đã qua sử dụng
Hệ thống điều khiển và giám sát van duy trì lưu lượng nước làm mát đến các bể chứa nhiên liệu, kể cả trong trường hợp mất điện tại nhà máy khi nguồn điện thiết yếu bị hạn chế.
Giám sát sau tai nạn
Cung cấp khí nén cho các đầu thu giám sát bức xạ và hệ thống đo nồng độ hydro hoạt động trong điều kiện sự cố theo thiết kế ban đầu.
Cách ly hơi chính và bỏ qua tuabin
Đảm bảo hoạt động ổn định của các van MSIV và van bypass tuabin để hỗ trợ việc giảm áp suất nhanh chóng và an toàn cho mạch thứ cấp trong quá trình dừng hoạt động và chuyển tiếp của lò phản ứng.
Hỗ trợ ngành công nghiệp hạt nhân của Anh — Từ việc kéo dài tuổi thọ đến xây dựng mới.
Vương quốc Anh giữ một vị trí đặc biệt trong ngành công nghiệp hạt nhân toàn cầu — đồng thời là nơi đặt một trong những đội ngũ nhà máy điện hạt nhân lâu đời nhất thế giới và một trong những chương trình xây dựng mới đầy tham vọng nhất. EDF Energy vận hành một loạt các nhà máy AGR trên khắp nước Anh và Scotland, bao gồm Heysham 1, Heysham 2, Hartlepool, Dungeness B và Torness, tất cả đều yêu cầu nâng cấp và thay thế hệ thống khí nén điều khiển liên tục như một phần của chương trình kéo dài tuổi thọ. Mỗi địa điểm này đều có những ràng buộc kỹ thuật riêng biệt được hình thành bởi hàng thập kỷ lịch sử vận hành, khiến khả năng tùy chỉnh của nhà cung cấp máy nén khí trục vít không dầu dành cho hạt nhân trở nên quan trọng không kém gì đặc tính hiệu suất của chính máy móc. Dự án xây dựng nhà máy điện hạt nhân Hinkley Point C EPR ở Somerset — nhà máy điện hạt nhân mới đầu tiên được xây dựng ở Anh trong hơn ba thập kỷ — tích hợp một hệ thống khí nén điều khiển chuyên dụng cấp hạt nhân được chỉ định theo các tiêu chuẩn Yêu cầu Tiện ích Châu Âu cao nhất, với các yêu cầu về chất lượng mua sắm thách thức ngay cả các công ty chuỗi cung ứng hạt nhân lâu đời cũng phải chứng minh sự tuân thủ đầy đủ.
Xa hơn nữa trong chuỗi dự án, dự án Sizewell C ở Suffolk, cũng là thiết kế EPR, và chương trình SMR của Rolls-Royce nhắm đến nhiều địa điểm tiềm năng bao gồm Wylfa ở Anglesey và các địa điểm khác trên khắp nước Anh và xứ Wales, đều sẽ yêu cầu cơ sở hạ tầng khí nén không dầu đạt tiêu chuẩn hạt nhân cho hệ thống thiết bị đo lường an toàn và vận hành. Các gói máy nén khí trục vít không dầu của chúng tôi được cung cấp thông qua một đơn vị đăng ký tại Vương quốc Anh, hoàn toàn tuân thủ khuôn khổ đảm bảo chất lượng chuỗi cung ứng hạt nhân của Vương quốc Anh, bao gồm đăng ký trên cổng thông tin chuỗi cung ứng của Cơ quan Giải thể Hạt nhân và sự phù hợp về mặt kỹ thuật với các yêu cầu của nhóm tiêu chuẩn chất lượng Hiệp hội Công nghiệp Hạt nhân. Đối với các kỹ sư mua sắm tại EDF Energy, các nhà thầu chuỗi cung ứng chính của Hinkley Point C, hoặc các nhà phát triển dự án SMR mới nổi, chúng tôi có thể cung cấp tài liệu tiền thẩm định, danh sách nhà cung cấp được phê duyệt và kế hoạch chất lượng chi tiết trong vòng mười ngày làm việc — hỗ trợ lịch trình mua sắm khắt khe đặc trưng của các dự án hạt nhân trên khắp nước Anh, Scotland và xứ Wales.
Thành công của khách hàng: Hiệu quả đã được chứng minh trên ba châu lục.
Từ các nhà máy điện hạt nhân PWR hoạt động lâu năm ở châu Âu đến các nhà máy CANDU ở Bắc Mỹ, máy nén khí trục vít không dầu của chúng tôi đã giành được sự tin tưởng của các kỹ sư hạt nhân trong những môi trường pháp lý khắt khe nhất trên thế giới.
Philippe Marchetti — Kỹ sư thiết bị đo lường cao cấp
Nhà máy điện hạt nhân Civaux (1.500 MWe PWR), EdF, Vienne, Pháp
“Năm 2021, chúng tôi đã thay thế hệ thống khí nén điều khiển bôi trơn bằng dầu cũ kỹ tại Tổ máy số 2 bằng hệ thống máy nén khí trục vít không dầu kép của Ever Power. Quá trình chuyển đổi được hỗ trợ bởi tài liệu kỹ thuật chi tiết mà các chuyên gia đánh giá an toàn hạt nhân tại ASN đã chấp nhận ngay từ lần xem xét đầu tiên — điều mà chúng tôi chưa từng trải nghiệm với các nhà cung cấp thiết bị trước đây. Mười tám tháng sau khi vận hành, cả hai tổ máy đều hoạt động mà không gặp bất kỳ sự cố dừng ngoài kế hoạch nào, và chất lượng không khí loại 0 được hệ thống giám sát điểm sương nội tuyến của chúng tôi liên tục kiểm chứng. Việc giảm chi phí vật tư tiêu hao và công sức xử lý chất thải phóng xạ đã chứng minh rõ ràng tính khả thi về mặt thương mại của quyết định này, và đội ngũ bảo trì đã nhận xét rằng phòng máy nén sạch hơn rất nhiều vì không còn lo ngại về sương dầu.”
James R. Holloway — Trưởng bộ phận mua sắm I&C
Dự án xây dựng nhà máy điện hạt nhân quy mô lớn mới, Tây Nam nước Anh, Vương quốc Anh.
“Việc tìm nguồn cung cấp thiết bị khí nén đạt tiêu chuẩn hạt nhân đáp ứng các yêu cầu trong kế hoạch chất lượng của chúng tôi và có thể được giao trong thời hạn dự án xây dựng nhà máy điện hạt nhân mới luôn là một thách thức. Ngay từ cuộc thảo luận kỹ thuật đầu tiên, đội ngũ Ever Power đã hiểu rằng chúng tôi cần nhiều hơn một sản phẩm — chúng tôi cần một bộ tài liệu hoàn chỉnh bao gồm khả năng truy xuất nguồn gốc vật liệu, hồ sơ đảm bảo chất lượng sản xuất, kết quả kiểm tra điểm dừng được chứng kiến và báo cáo thử nghiệm đánh giá khả năng chịu địa chấn theo một tiêu chuẩn được công nhận. Họ đã cung cấp mọi thứ trong khung thời gian đã thỏa thuận, và các thiết bị máy nén khí trục vít không dầu đã vượt qua cuộc kiểm tra trước khi lắp đặt của chúng tôi mà không có bất kỳ báo cáo không phù hợp nào. Trong mười lăm năm kinh nghiệm mua sắm thiết bị hạt nhân, việc kiểm tra sản phẩm đầu tiên đạt chất lượng cao như vậy thực sự rất hiếm, và điều đó phản ánh chất lượng chế tạo của thiết bị.”
Tiến sĩ Catherine Osei — Kỹ sư Hệ thống Nhà máy
Nhà máy điện hạt nhân Bruce (CANDU 6), Ontario, Canada
“Các tổ máy CANDU của chúng tôi hoạt động với triết lý khí nén điều khiển hơi khác một chút do tính độc lập của mạch chất điều tiết và mạch chất làm mát, nhưng yêu cầu cơ bản về máy nén khí trục vít không dầu cung cấp khí nén cho hệ thống dừng hoạt động là không thể thiếu từ góc độ quy định của CNSC. Chúng tôi đã chọn các thiết bị của Ever Power sau một quy trình đánh giá nhà cung cấp nghiêm ngặt kéo dài mười bốn tháng, bao gồm nhiều cuộc kiểm tra cơ sở, xem xét tài liệu thiết kế và chứng kiến các thử nghiệm áp suất tại nhà máy. Bố trí khung đỡ tùy chỉnh mà họ thiết kế cho phòng máy nén của chúng tôi — nơi có chiều cao trần thấp hơn đáng kể so với một cơ sở hạt nhân thông thường — đã chứng minh chính xác kiểu giải quyết vấn đề cụ thể theo ứng dụng, điều làm nên sự khác biệt giữa một đối tác công nghiệp lâu dài thực sự và một nhà cung cấp chỉ đơn thuần là nhà cung cấp trong danh mục sản phẩm. Hai năm vận hành mà không xảy ra bất kỳ sự cố nào về độ tin cậy.”
Khả năng sản xuất và kỹ thuật hạt nhân theo yêu cầu
Nhà máy sản xuất của chúng tôi hoạt động theo hệ thống quản lý chất lượng được chứng nhận theo tiêu chuẩn ISO 9001:2015 với các phụ lục dành cho lĩnh vực hạt nhân, và các sản phẩm khí nén của chúng tôi trải qua chương trình kiểm tra và thử nghiệm theo từng giai đoạn, hoàn toàn minh bạch để khách hàng chứng kiến tại mọi điểm dừng và kiểm tra quan trọng. Đối với các ứng dụng hạt nhân, chúng tôi thường xuyên lập báo cáo thử nghiệm vật liệu tùy chỉnh theo tiêu chuẩn EN 10204 Loại 3.1 và 3.2, hồ sơ chứng nhận quy trình hàn theo tiêu chuẩn EN ISO 15614, hồ sơ kiểm tra không phá hủy theo tiêu chuẩn EN ISO 9712 Cấp độ 2 về trình độ chuyên môn của nhân viên, và sổ tính toán thiết kế bình áp lực hoàn chỉnh theo tiêu chuẩn PD 5500 hoặc ASME Phần VIII Phân khu 1 — tùy thuộc vào tiêu chuẩn nào áp dụng cho dự án hạt nhân cụ thể. Van vít không dầu của chúng tôi máy nén khí Các cụm thiết bị có thể được cấu hình để đáp ứng các ràng buộc về diện tích lắp đặt cụ thể của khách hàng: phù hợp với các phòng máy nén có chiều cao thấp, các yêu cầu về ranh giới khu vực ATEX Zone 2 nơi có thể có hydro trong khu vực xung quanh, thiết kế lắp đặt và neo giữ chịu động đất loại I cho các trường hợp động đất vượt quá mức thiết kế ban đầu, và khả năng tương thích với nguồn điện DC khẩn cấp cho các chương trình thử nghiệm khả năng sống sót khi mất điện tại trạm.
Khả năng tùy chỉnh sản phẩm của chúng tôi mở rộng đến toàn bộ hệ thống khí nén cho thiết bị, chứ không chỉ riêng bộ phận máy nén. Chúng tôi thiết kế và cung cấp các gói khí nén cho thiết bị hạt nhân hoàn chỉnh, bao gồm bình chứa khí với đầy đủ tài liệu thiết kế, máy sấy hút ẩm tái sinh hoặc nén nhiệt đạt điểm sương áp suất -70°C, cụm lọc sơ cấp và thứ cấp tự động với giám sát áp suất chênh lệch, hệ thống điều khiển áp suất và van an toàn với tài liệu hiệu chuẩn, và bảng điều khiển dựa trên PLC với tài liệu đánh giá SIL cần thiết cho việc mua sắm thiết bị đo lường và điều khiển thuộc loại an toàn hạt nhân. Mỗi thành phần của gói khí nén cho thiết bị hạt nhân tùy chỉnh đều được thiết kế từ các nguyên tắc kỹ thuật cơ bản dựa trên các yêu cầu quy trình cụ thể của khách hàng, các hạn chế về không gian và phân loại an toàn hạt nhân — không có sự thỏa hiệp nào được áp dụng cho các hợp đồng hạt nhân, và mọi sự sai lệch thiết kế so với sản phẩm tiêu chuẩn đều yêu cầu phải có sự biện minh kỹ thuật được ghi lại trước khi bắt đầu sản xuất.
Câu hỏi thường gặp
Giải đáp những câu hỏi mà các kỹ sư mua sắm thiết bị hạt nhân, các nhà thiết kế điều khiển và giám sát, và các nhà quản lý nhà máy thường xuyên hỏi chúng tôi về máy nén khí trục vít không dầu dùng trong ngành hạt nhân.
Sự khác biệt giữa máy nén khí trục vít không dầu và máy nén khí có dầu dùng cho ứng dụng khí nén thiết bị trong nhà máy điện hạt nhân ở Anh là gì?
Máy nén khí trục vít không dầu đạt được hiệu quả nén mà không cần bơm dầu vào buồng rôto, thay vào đó dựa vào các biên dạng rôto được gia công chính xác, lớp phủ polymer chuyên dụng và các vòng đệm mê cung để ngăn dầu xâm nhập vào đường dẫn khí nén. Máy nén khí bôi trơn bằng dầu bơm dầu trực tiếp vào giai đoạn nén để làm kín và làm mát, đòi hỏi phải có bộ lọc kết tụ ở phía sau để loại bỏ dầu lẫn trong luồng khí. Trong các ứng dụng khí nén cho thiết bị đo đạc tại nhà máy hạt nhân được quy định bởi Văn phòng Quản lý Hạt nhân của Anh (UK's Office for Nuclear Regulation), thiết kế không dầu được ưu tiên hơn nhiều vì nó loại bỏ chế độ hỏng hóc do ô nhiễm hydrocarbon ngay tại nguồn — không có bộ lọc nào ở phía sau có thể trở thành điểm hỏng hóc duy nhất đối với chất lượng khí nén cho thiết bị đo đạc, và không có sự thiếu sót nào trong lịch trình thay thế bộ lọc có thể tạo ra lỗ hổng an toàn tiềm ẩn. Sự khác biệt cơ bản về thiết kế này là nền tảng cho toàn bộ lập luận về tính an toàn của công nghệ không dầu trong việc cung cấp khí nén cho thiết bị đo đạc tại nhà máy hạt nhân.
Tiêu chuẩn ISO hoặc IAEA nào quy định chất lượng khí nén cần thiết cho các hệ thống thiết bị an toàn hạt nhân, và máy nén khí trục vít không dầu đáp ứng tiêu chuẩn đó như thế nào?
Tiêu chuẩn ISO 8573-1:2010 định nghĩa các cấp chất lượng khí nén, trong đó Cấp 0 đại diện cho tiêu chuẩn sạch cao nhất về hàm lượng dầu (dưới 0,01 mg/m³), kích thước hạt và hàm lượng ẩm. Hướng dẫn an toàn NS-G-1.12 của IAEA, bao gồm các hệ thống thiết bị đo lường và điều khiển quan trọng đối với an toàn trong các nhà máy điện hạt nhân, yêu cầu khí nén cung cấp cho các hệ thống thuộc loại an toàn hạt nhân phải đáp ứng các yêu cầu cơ sở thiết kế về chất lượng không khí, lưu lượng và độ tin cậy áp suất trong tất cả các điều kiện cơ sở thiết kế, bao gồm cả mất điện lưới và các sự kiện địa chấn. Máy nén khí trục vít không dầu, kết hợp với hệ thống sấy bằng chất hút ẩm đã được kiểm định và hệ thống lọc cuối cùng đã được xác minh, cung cấp luồng khí nén đáp ứng hoặc vượt quá tiêu chuẩn ISO 8573-1 Cấp 0 trên cả ba khía cạnh chất lượng, đáp ứng cả hai tiêu chuẩn mà không cần dựa vào các phần tử kết tụ tiêu hao làm cơ chế loại bỏ dầu chính.
Một bộ máy nén khí trục vít không dầu đạt tiêu chuẩn hạt nhân thường có giá bao nhiêu đối với một nhóm mua sắm của nhà máy điện hạt nhân ở Anh, và những yếu tố nào ảnh hưởng đến giá cả?
Giá thành của một hệ thống máy nén khí trục vít không dầu đạt tiêu chuẩn hạt nhân thay đổi đáng kể tùy thuộc vào yêu cầu về lưu lượng khí cung cấp (thường là 2–50 m³/phút cho dịch vụ khí nén thiết bị), cấu hình dự phòng (đơn, kép hoặc ba), phạm vi tài liệu chứng nhận (thử nghiệm địa chấn, nguồn điện loại 1E, cấp độ QA) và mức độ tích hợp hệ thống (máy sấy, bình chứa, bảng điều khiển, hệ thống đường ống). Một hệ thống khí nén thiết bị kép phù hợp với hệ thống an toàn của cơ sở hạt nhân tại Anh thường có giá từ 180.000 GBP đến 650.000 GBP tại nhà máy, với chi phí vận chuyển, giám sát lắp đặt, hỗ trợ vận hành thử và các gói tài liệu bổ sung. Chúng tôi đặc biệt khuyến nghị liên hệ trực tiếp với nhóm ứng dụng hạt nhân của chúng tôi tại Anh để được ước tính ngân sách cụ thể cho từng địa điểm, vì các yêu cầu khác nhau đáng kể giữa các địa điểm và giữa các phân loại an toàn hạt nhân trong cùng một cơ sở.
Tôi có thể tìm nhà cung cấp máy nén khí trục vít không dầu đáng tin cậy, đạt tiêu chuẩn an toàn hạt nhân ở đâu tại Vương quốc Anh, và tôi cần yêu cầu những giấy tờ gì?
Các nhóm mua sắm máy nén khí trục vít không dầu cho nhà máy điện hạt nhân tại Vương quốc Anh cần yêu cầu các tài liệu sau từ bất kỳ nhà cung cấp tiềm năng nào ở giai đoạn tiền thẩm định: chứng nhận ISO 9001:2015 với phạm vi ngành hạt nhân được nêu rõ; kế hoạch chất lượng sản phẩm tham chiếu đến hạng mục an toàn hạt nhân áp dụng; hồ sơ truy xuất nguồn gốc vật liệu theo EN 10204 Loại 3.1 hoặc 3.2; báo cáo thẩm định địa chấn theo IEEE 344 hoặc IEC 60980; và báo cáo thử nghiệm độc lập về hiện tượng mang dầu theo tiêu chuẩn ISO 8573-2. Các nhà cung cấp được đăng ký trên cổng thông tin nhà cung cấp được Cơ quan Giải thể Hạt nhân (NIA) phê duyệt hoặc được liệt kê là thành viên chuỗi cung ứng của NIA sẽ cung cấp thêm một lớp đảm bảo. Công ty chúng tôi đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn trên và có thể cung cấp gói tài liệu tiền thẩm định trong vòng mười ngày làm việc kể từ khi liên hệ ban đầu.
Làm thế nào để cấu hình một máy nén khí trục vít không dầu trong hệ thống dự phòng N+1 cho hệ thống thiết bị an toàn hạt nhân, và trình tự vận hành chính/dự phòng hoạt động như thế nào?
Cấu hình máy nén khí trục vít không dầu dự phòng N+1 cho dịch vụ khí nén thiết bị hạt nhân thường bao gồm hai hệ thống máy nén hoạt động hết công suất — mỗi hệ thống có khả năng cung cấp đầy đủ nhu cầu khí nén thiết bị một cách độc lập — trong đó một hệ thống hoạt động như máy chính và hệ thống thứ hai hoạt động ở chế độ dự phòng với van đầu vào mở và động cơ sẵn sàng khởi động. Nếu máy nén chính không duy trì được điểm đặt áp suất đầu vào của hệ thống, được phát hiện bởi hai bộ truyền áp suất sử dụng logic bỏ phiếu hai trên hai, máy dự phòng sẽ tự động khởi động trong khoảng năm giây mà không cần can thiệp thủ công. Hệ thống điều khiển quản lý sự luân phiên định kỳ giữa máy chính và máy dự phòng theo lịch trình có thể cấu hình để cân bằng giờ hoạt động và xác nhận sự sẵn sàng của máy dự phòng. Đối với các cấp độ an toàn hạt nhân cao nhất, một máy nén thứ ba được cấp điện từ bus điện của máy phát điện diesel khẩn cấp cung cấp nguồn dự phòng thụ động có khả năng khởi động chỉ bằng nguồn điện thiết yếu, hỗ trợ các yêu cầu về khả năng cung cấp khí nén thiết bị khi mất điện toàn nhà máy.
Máy nén khí trục vít không dầu có thể đáp ứng tiêu chuẩn an toàn địa chấn cho mục đích sử dụng trong môi trường hạt nhân hay không, và tiêu chuẩn kiểm tra nào áp dụng cho các cơ sở ở Anh và Scotland?
Đúng vậy — máy nén khí trục vít không dầu dùng cho dịch vụ thuộc loại an toàn hạt nhân được chứng nhận về khả năng chịu động đất thông qua sự kết hợp giữa phân tích kết cấu và thử nghiệm rung lắc vật lý. Các tiêu chuẩn áp dụng là IEEE 344 (Thực hành được khuyến nghị về chứng nhận khả năng chịu động đất của thiết bị loại 1E cho các nhà máy điện hạt nhân) và IEC 60980, cả hai đều được tham chiếu trong Hướng dẫn đánh giá kỹ thuật của ONR áp dụng cho các địa điểm hạt nhân được cấp phép tại Anh và Scotland. Quá trình chứng nhận thường bao gồm phân tích phổ phản ứng sàn cho vị trí lắp đặt được đề xuất trong tòa nhà nhà máy cụ thể, tiếp theo là thử nghiệm rung lắc đa trục tại phòng thí nghiệm được công nhận, với khả năng vận hành và tính toàn vẹn kết cấu được chứng minh thông qua các giá trị gia tốc chu kỳ bằng không cần thiết cho loại nguy cơ động đất của địa điểm. Tài liệu chứng nhận khả năng chịu động đất của chúng tôi đã được chấp nhận trong các dự án ở Anh, Pháp và Canada.
Chu kỳ bảo dưỡng điển hình cho máy nén khí trục vít không dầu trong hệ thống điều khiển và giám sát hạt nhân là bao lâu, và so với việc bảo dưỡng máy có bôi trơn thì như thế nào?
Máy nén khí trục vít không dầu dùng trong hệ thống khí nén thiết bị hạt nhân thường yêu cầu đại tu toàn bộ bộ phận nén – bao gồm kiểm tra lớp phủ rôto, thay thế ổ bi và làm mới gioăng – sau 40.000 đến 60.000 giờ hoạt động, tùy thuộc vào chu kỳ làm việc, điều kiện môi trường và chất lượng khí đầu vào. Các đợt bảo dưỡng trung gian từ 4.000 đến 8.000 giờ bao gồm bổ sung dầu bôi trơn ổ bi (chỉ trên mạch ổ bi riêng biệt, không phải luồng khí), kiểm tra khớp nối truyền động và kiểm tra độ kín của van đầu vào. Ngược lại, máy nén khí bôi trơn bằng dầu yêu cầu thay dầu sau mỗi 2.000 giờ, thay bộ lọc kết tụ sau mỗi 4.000 giờ và thay thế vật liệu tách dầu-nước – những vật tư tiêu hao này làm tăng cả chi phí và nguy cơ ô nhiễm phóng xạ khi được xử lý trong các khu vực kiểm soát hạt nhân, nơi tất cả các dòng chất thải đều yêu cầu phân loại và các tuyến đường xử lý được quản lý.
Máy nén khí trục vít không dầu hỗ trợ thiết kế hệ thống khí nén cho nhà máy Hinkley Point C ở Somerset như thế nào, và những tiêu chuẩn chất lượng nào áp dụng cho chuỗi cung ứng hạt nhân?
Hệ thống khí nén cho thiết bị của nhà máy Hinkley Point C — được phân loại là hệ thống liên quan đến an toàn hạt nhân theo Quy định tiện ích châu Âu Tập 2 — yêu cầu các nguồn khí nén không dầu với đầy đủ tài liệu đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn RCC-M (quy tắc thiết kế và xây dựng thiết bị cơ khí hạt nhân của Pháp) và, đối với các mặt hàng trong chuỗi cung ứng của Anh, phải tuân thủ tiêu chuẩn ASME NQA-1 hoặc ISO 19443. Máy nén khí trục vít không dầu được cung cấp cho dự án này phải có Báo cáo Dữ liệu Sản xuất được biên soạn theo kế hoạch chất lượng của dự án, với mỗi điểm kiểm tra và điểm chứng kiến được ký xác nhận độc lập bởi đại diện đảm bảo chất lượng của khách hàng và cơ quan được thông báo có liên quan. Nhóm của chúng tôi có kinh nghiệm trực tiếp hỗ trợ các yêu cầu về tài liệu kế hoạch chất lượng xây dựng mới trong ngành hạt nhân và có thể cung cấp thảo luận chi tiết về các kỳ vọng trong chuỗi cung ứng của Hinkley Point C khi được yêu cầu trực tiếp.
Cách nhanh nhất để nhận được báo giá chính xác cho máy nén khí trục vít không dầu dùng trong dịch vụ nhà máy điện hạt nhân từ nhà cung cấp có kinh nghiệm trong lĩnh vực mua sắm của ngành công nghiệp hạt nhân Anh là gì?
Cách nhanh nhất để nhận được báo giá chính xác là liên hệ trực tiếp với nhóm ứng dụng hạt nhân của chúng tôi theo địa chỉ sau: [email protected]Cung cấp các dữ liệu quan trọng sau: lưu lượng khí tự do yêu cầu (m³/phút), áp suất hoạt động (bar(g)), hạng mục an toàn hạt nhân hoặc mã phân loại, vị trí lắp đặt và vùng địa chấn áp dụng, cấu hình dự phòng cần thiết, và loại cũng như phạm vi tài liệu đảm bảo chất lượng (QA) cần thiết cho gói thầu của bạn. Với thông tin này, chúng tôi thường cung cấp ước tính ngân sách trong vòng 48 giờ và báo giá chính thức trong vòng 10 ngày làm việc. Đối với các hệ thống khí nén thiết bị hạt nhân đa tuyến phức tạp, đội ngũ kỹ sư của chúng tôi sẵn sàng thực hiện cuộc gọi đánh giá kỹ thuật miễn phí với nhóm thiết kế điều khiển và giám sát (I&C) của bạn trước khi báo giá được đưa ra, đảm bảo phạm vi công việc được hiểu đầy đủ và đề nghị thương mại phản ánh các yêu cầu thực tế của dự án chứ không phải là ước tính thận trọng trong trường hợp xấu nhất.
Bạn đã sẵn sàng lựa chọn máy nén không dầu đạt tiêu chuẩn hạt nhân chưa?
Đội ngũ ứng dụng hạt nhân của Ever Power hỗ trợ thiết kế hệ thống khí nén cho thiết bị đo từ giai đoạn nghiên cứu khả thi đến khi vận hành nhà máy. Cho dù là cho chương trình kéo dài tuổi thọ lò phản ứng AGR tại Anh, dự án xây dựng lò phản ứng EPR mới hay dự án phát triển lò phản ứng SMR mới nổi, chúng tôi đều có năng lực kỹ thuật và khả năng lập tài liệu chất lượng mà chương trình mua sắm của bạn yêu cầu.
Nhận báo giá — Liên hệ với đội ngũ chuyên gia hạt nhân của chúng tôi
📧 [email protected] · Phục vụ các dự án Hinkley Point C, Sizewell C, NDA Sites & SMR trên khắp nước Anh, Scotland và Wales