Nella spinta globale verso la transizione energetica e la sicurezza, il retrofit delle vecchie centrali nucleari è una priorità fondamentale. Per questi aggiornamenti, gli attuatori elettrici nucleari sono essenziali, in quanto fungono da driver chiave per le valvole di intercettazione critiche. Il retrofit all'interno degli spazi di installazione originali confinati per ottenere una maggiore resistenza alla temperatura, una risposta più rapida e un controllo più preciso è una sfida significativa, in particolare nel mercato europeo. La selezione di attuatori elettrici nucleari ad alte prestazioni è quindi fondamentale.
Una centrale nucleare europea ha affrontato tali difficoltà, richiedendo attuatori elettrici nucleari di retrofit per valvole di intercettazione elettriche con specifiche che includono apertura rapida in 1 secondo, resistenza alle alte temperature di 150℃, e piena compatibilità con il sistema di controllo esistente. Diversi fornitori locali avevano faticato a soddisfare la domanda combinata di dimensioni compatte e alte prestazioni in questi attuatori elettrici nucleari specializzati, causando ritardi significativi nel progetto.
Sfruttando una profonda esperienza nella progettazione di attuatori personalizzati, il team di ricerca e sviluppo di GRAT si è concentrato sullo sviluppo di attuatori elettrici nucleari superiori, suddividendo le sfide tecniche in quattro aree chiave per lo sviluppo mirato:
1. Fornire coppia elevata e velocità in un design compatto per attuatori elettrici nucleari
Il cliente ha richiesto che l'attuatore elettrico nucleare aprisse la valvola entro un secondo in uno spazio ristretto, mantenendo un'uscita di coppia di almeno 15N・m. Il team ha riprogettato il cambio e la trasmissione appositamente per questi attuatori elettrici nucleari compatti, rimuovendo le parti non essenziali. Il prodotto finale era più piccolo del 30% rispetto agli attuatori convenzionali della stessa classe, raggiungendo con successo l'apertura completa della valvola da 0 a 90° entro un secondo, con una coppia costantemente superiore a 20N・m. Questa svolta dimostra che sia gli attuatori elettrici nucleari compatti che quelli ad alte prestazioni possono coesistere.
2. Dalla classe B alla H: attuatori elettrici nucleari costruiti per temperature estreme
Questo progetto nucleare richiedeva che gli attuatori elettrici superassero due test di temperatura fondamentali: 1500 cicli di apertura-chiusura a 60℃, e 10 ore di funzionamento continuo a 150℃. Il motore iniziale con classificazione di temperatura di classe B ha mostrato un degrado dell'isolamento a 120℃, inadatto per attuatori elettrici nucleari affidabili in ambienti ad alta temperatura. In risposta, il team ha aggiornato a materiali isolanti per alte temperature di classe H (capacità 180°C) per tutti gli avvolgimenti del motore e i componenti elettrici all'interno dell'attuatore elettrico nucleare. Le unità finali hanno superato entrambi i test senza alcuna perdita di precisione di controllo, stabilendo un nuovo standard per gli attuatori elettrici nucleari ad alta temperatura.
3. Il sistema di limite multi-giro personalizzato negli attuatori elettrici nucleari elimina il rischio di errore di corsa
L'approccio di gestione termica proposto dal cliente rischiava un errore di posizionamento di 45-60°, il che era inaccettabile per gli standard nucleari “zero-deviazione”. Per questi attuatori elettrici nucleari di precisione, il team ha dedicato due settimane allo sviluppo di un sistema di limite personalizzato. Attraverso molteplici riunioni tecniche, l'errore di corsa è stato controllato entro solo ±1 grado, garantendo che i nuovi attuatori elettrici nucleari fornissero sia compattezza strutturale che eccezionale precisione di controllo.
4. Il design dedicato dell'ingranaggio a vite senza fine garantisce la lunga durata degli attuatori elettrici nucleari
Le apparecchiature nucleari richiedono affidabilità a lungo termine da ogni componente, in particolare dagli attuatori elettrici nucleari. Il team ha sviluppato un set di ingranaggi a vite senza fine multi-giro personalizzato per questi attuatori utilizzando una speciale lega resistente all'usura e processi di cementazione e tempra, abbinato a un lubrificante stabile alle alte temperature. I test hanno mostrato una riduzione del 60% del tasso di usura a 150℃ rispetto ai prodotti standard, garantendo la precisione e l'affidabilità a lungo termine degli attuatori elettrici nucleari per oltre 100.000 cicli operativi.
Gli attuatori elettrici nucleari personalizzati consegnati sono stati perfettamente integrati nello spazio limitato del cliente e nel sistema di controllo esistente, soddisfacendo tutti i rigorosi standard nucleari. Questo progetto non solo ha dimostrato la capacità di GRAT di fornire attuatori elettrici nucleari avanzati per sfide complesse, ma ha anche stabilito un modello tecnico replicabile per i progetti di ristrutturazione nucleare in tutto il mondo. Gli attuatori elettrici nucleari personalizzati di GRAT forniscono una soluzione comprovata e affidabile per migliorare la sicurezza e l'efficienza delle apparecchiature nucleari a livello globale.
