Inginerii germani vor recondiţiona 4 motoare diesel V18 de la una din cele mai noi centrale nucleare europene după doar câţiva ani de operare

Inginerii germani de la Everllence, fosta MAN Energy Solutions, au anunţat că vor recondiţiona 4 motoare diesel V18 uriaşe de la una de la centrala Olkiluoto 3 din Finlanda, una din cele mai noi centrale nucleare din Europa, la doar câţiva ani de la startul operării. Aparent, sună foarte contraintuitiv şi atipic că o centrală nucleară are atât de multe motoare uriaşe aferente, dar şi faptul că ele ar avea nevoie de o recondiţionare atât de devreme, dar tocmai această dezvăluire ne relevă informaţii foarte curioase din specificul de operare a acestor motoare şi a acestei centrale finlandeze.

Imagine simbol cu motor similar MAN

Centrala Olkiluoto 3 a fost pusă oficial în funcţiune în aprilie 2023, devenind la acel moment cel ai puternic reactor nuclear din Europa. Ulterior, a fost echivalată de un reactor nou din Franţa, dar în 2023, puterea netă de 1.600 MWe era cea mai mare din Europa.

Reactorul de aici a fost proiectat şi construit de compania franceză EDF şi are o durată garantată de viaţă de 60 de ani, cu 10,6-10,8 TWh de producţie anuală estimată, ceea ce în cazul Finlandei înseamnă 15% din consumul anual al ţării, asigurat de acest singur reactor. Francezii au întârziat mult construcţia şi instalarea acestui reactor, dar chiar şi cu întârzieri şi bugetele depăşite, costul amortizat de producţie a electricităţii la acest nou reactor era anunţat atunci la 0,042 euro/kWh.

Reactorul e unul care funcţionează pe principiu obişnuite de răcire cu apă presurizată, iar turbina cu abur e produsă de Siemens. Datorită puterii mai mari a reactorului şi construcţiei sale, el are nevoie de un sistem de răcire mult mai puternic, iar asta înseamnă că generatoarele diesel de rezervă trebuie să aibă putere electrică mai mare. Toate centralele nucleare obişnuite, cu răcire activă, au nevoie de generatoare de rezervă, sub forma unor motoare diesel de obicei, care trebuie să pornească rapid în cazul unei eşuări de sistem, astfel încât să asigure electricitatea necesară sistemului de răcire, iar reactorul intrat în regim de avarie să poată fi răcit pentru o oprire sigură.

De obicei, acest sistem preia electricitate direct din cea produsă de reactor, de asta în puterea reactoarelor nucleară există specificarea de putere netă, care scade electricitatea necesară propriei răciri. Atunci când intervine un eventual regim de avarie, însă, electricitatea pentru răcire trebuie asigurată de aceste generatoare, care trebuie să fie capabile să pornească şi să ajungă la producţie deplină de electricitate în maxim 10 secunde, iar de facto mult din ele pot face asta în 3-5 secunde.

Ei bine, motoarele despre care vorbim azi au exact această funcţie la noua centrală finlandeză. Sunt 4 la număr, şi au arhitectură V18, deci cu 18 cilindri, fiind din seria Pielstick 18 PA6 B. Au câte 11,05 metri lungime fiecare şi cântăresc câte 80 de tone. Sunt motoare în 4 timpi, proiectate cândva de MAN Energy Solutions pentru cele mai grele condiţii de exploatare, inclusiv pe nave civile şi militare, fiind testate pentru rezistenţa la şocuri şi oscilaţii imense în funcţionare. Dar au fost proiectate din start şi pentru rolul de motoare de urgenţă la centralele nucleare, fiind imune la cutremure şi totodată capabile de pornire rapidă şi de o durabilitate extraordinară în timp.

Un asemenea motor dezvoltă 6.660 kW putere mecanică, ceea ce înseamnă 9.055 CP. Puterea electrică livrată e stipulată la 6.460 kW, estimându-se un randament mediu de 97% a generatorului ataşat de transformare a forţei mecanice în putere electrică.

Totuşi, în configuraţia instalată la centrala nucleară finlandeză, aceste 4 motoare livrează împreună 26,4 MW putere electrică, ceea ce înseamnă 6,6 MW putere per generator şi de duce la un randament de 99%. E aproape incredibil, dar asta se poate obţine uneori şi prin modificări în setările motorului propriu-zis, ca acesta să producă un mic mai multă putere.

Ei bine, cei de la Everllence, adică MAN Energy Solutions în forma mai nouă, redenumită, spun că centrala finlandeză a semnat cu ei un contract major pentru 4 ani înainte, care include şi mentenanţa periodică de lungă durată, dar va începe cu recondiţionarea motoarelor, unul câte unul. Fiecare din cele 4 motoare va fi dezasamblat, inspectat în profunzime, curăţat, iar orice piesă uzată va fi înlocuită cu alta nouă. Conform contratului, fiecare motor trebuie recondiţionat în maxim 30 de zile, pentru a nu lipsi mai mult din sistem. Iar lucrarea va fi făcută direct în cadrul centralei, e o echipă de 15 ingineri profesionişti cu abilităţi profunde în munca de mecanici pentru aceste motoare.

Marea întrebare e de ce ar avea nevoie centrala Olkiluoto 3 de această recondiţionare a motoarelor diesel, dacă ea a fost pusă în operare mai puţin de 3 ani în urmă? Paradoxul e că în aceşti 3 ani centrala a avut doar două incidente minore, care n-au necesitat pornirea generatoarelor de rezervă, deci efectiv motoarele n-au funcţionat niciodată în rolul lor maxim pentru care au fost proiectate.

Iar răspunsurile sunt două, care se completează reciproc. În primul rând, chiar dacă centrala nu are regimuri de avarie, aceste motoare au un program foarte strict de mentenanţă, care poate varia de la o centrală la altă, dar în esenţă presupun pornirea lor fie o dată în săptămână, fie o dată în lună, cu funcţionarea lor măcar timp de o oră, pentru încălzirea completă a lubrifianţilor şi menţinerea tuturor etanşărilor în stare bună. Unele porniri au şi sarcină simulată, cu electricitate produsă şi adăugată în reţea, doar pentru a menţine starea tehnică a acestor motoare. Şi asta pentru că ele nu pot fi lăsate pur şi simplu să stea şi să fie pornite doar într-o urgenţă, că şansa de a eşua ar fi mare.

În al doilea rând, spuneam mai sus că centrala a întârzia în construcţia sa, din cauza companiei franceze care a construit reactorul. Cei de la MAN au livrat motoarele la timp, însă, iar asta a fost mai mult de 10 ani în urmă. Şi, conform instrucţiunilor de mentenanţă la aceste motoare, e nevoie de aceste recondiţionări periodice, indiferent dacă au funcţionat frecvent sau nu. Deci, centrala are 3 ani de când operează, dar motoarele V18 diesel au peste 10 ani de când sunt produse şi chiar dacă s-ar putea să fie absolut perfecte în starea lor interioară, în această lume a centralelor nucleare instrucţiunile de mentenanţă spun clar că starea lor trebuie să fie o certitudine, nu o estimare. De asta e nevoie de aceste lucrări profunde, în care 15 mecanici muncesc 30 zile la un motor pentru a face asta.