Dans l'effort mondial pour la transition énergétique et la sécurité, la modernisation des centrales nucléaires vieillissantes est une priorité essentielle. Pour ces mises à niveau, les actionneurs électriques nucléaires sont indispensables, servant de principaux moteurs pour les vannes d'arrêt critiques. La modernisation dans les espaces d'installation d'origine confinés pour obtenir une résistance aux températures plus élevées, une réponse plus rapide et un contrôle plus précis est un défi important, en particulier sur le marché européen. Le choix d'actionneurs électriques nucléaires haute performance est donc primordial.
Une centrale nucléaire européenne a rencontré de telles difficultés, nécessitant des actionneurs électriques nucléaires de modernisation pour les vannes d'arrêt électriques avec des spécifications comprenant une ouverture rapide en 1 seconde, une résistance aux hautes températures de 150℃, et une compatibilité totale avec le système de contrôle existant. Plusieurs fournisseurs locaux avaient du mal à répondre à la demande combinée d'une taille compacte et de hautes performances dans ces actionneurs électriques nucléaires spécialisés, entraînant des retards importants dans le projet.
S'appuyant sur une expertise approfondie en matière de conception d'actionneurs personnalisés, l'équipe R&D de GRAT s'est concentrée sur le développement d'actionneurs électriques nucléaires supérieurs, en décomposant les défis techniques en quatre domaines clés pour un développement ciblé :
1. Fournir un couple et une vitesse élevés dans une conception compacte pour les actionneurs électriques nucléaires
Le client exigeait que l'actionneur électrique nucléaire ouvre la vanne en une seconde dans un espace restreint tout en maintenant un couple d'au moins 15N・m. L'équipe a repensé la boîte de vitesses et la transmission spécifiquement pour ces actionneurs électriques nucléaires compacts, en supprimant les pièces non essentielles. Le produit final était 30 % plus petit que les actionneurs conventionnels de la même classe, atteignant avec succès une ouverture complète de la vanne de 0 à 90° en une seconde, avec un couple constamment supérieur à 20N・m. Cette percée démontre que les actionneurs électriques nucléaires compacts et haute performance peuvent en effet coexister.
2. De la classe B à la classe H : actionneurs électriques nucléaires conçus pour les températures extrêmes
Ce projet nucléaire exigeait que les actionneurs électriques réussissent deux tests de température principaux : 1500 cycles d'ouverture-fermeture à 60℃, et 10 heures de fonctionnement continu à 150℃. Le moteur initial de classe B, classé pour la température, a montré une dégradation de l'isolation à 120℃, ce qui ne convient pas aux actionneurs électriques nucléaires fiables dans les environnements à haute température. En réponse, l'équipe a mis à niveau vers des matériaux d'isolation haute température de classe H (capacité de 180°C) pour tous les enroulements du moteur et les composants électriques de l'actionneur électrique nucléaire. Les unités finales ont réussi les deux tests sans aucune perte de précision de contrôle, établissant une nouvelle norme pour les actionneurs électriques nucléaires à haute température.
3. Le système de limite multi-tours personnalisé dans les actionneurs électriques nucléaires élimine le risque d'erreur de course
L'approche de gestion thermique proposée par le client risquait une erreur de positionnement de 45 à 60°, ce qui était inacceptable pour les normes nucléaires de « zéro déviation ». Pour ces actionneurs électriques nucléaires de précision, l'équipe a consacré deux semaines au développement d'un système de limite personnalisé. Grâce à de multiples réunions techniques, l'erreur de course a été contrôlée à seulement ±1 degré, garantissant que les nouveaux actionneurs électriques nucléaires offraient à la fois une compacité structurelle et une précision de contrôle exceptionnelle.
4. La conception dédiée de la vis sans fin assure la durée de vie à long terme des actionneurs électriques nucléaires
Les équipements nucléaires exigent une fiabilité à long terme de chaque composant, en particulier des actionneurs électriques nucléaires. L'équipe a développé un jeu de vis sans fin multi-tours personnalisé pour ces actionneurs en utilisant un alliage spécial résistant à l'usure et des procédés de cémentation et de trempe, associé à un lubrifiant stable à haute température. Les tests ont montré une réduction de 60 % du taux d'usure à 150℃ par rapport aux produits standard, assurant la précision et la fiabilité à long terme des actionneurs électriques nucléaires pour plus de 100 000 cycles de fonctionnement.
Les actionneurs électriques nucléaires personnalisés livrés ont été intégrés de manière transparente dans l'espace restreint du client et le système de contrôle existant, répondant à toutes les normes nucléaires strictes. Ce projet a non seulement démontré la capacité de GRAT à fournir des actionneurs électriques nucléaires avancés pour des défis complexes, mais a également établi un modèle technique reproductible pour les projets de rénovation nucléaire dans le monde entier. Les actionneurs électriques nucléaires personnalisés de GRAT offrent une solution éprouvée et fiable pour améliorer la sécurité et l'efficacité des équipements nucléaires à l'échelle mondiale.
