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Blog: Válvulas de classe comercial em instalações nucleares - uma forma viável de diminuir custos e aumentar a segurança?

Em um momento em que cortar custos com investimentos e operação é um objetivo essencial para o setor de energia nuclear, engenheiros e pesquisadores de todas as partes do mundo estão buscando encontrar as soluções mais viáveis. Nós também decidimos analisar este problema - e abordá-lo da perspectiva das válvulas. Esses componentes críticos podem ajudar as plantas de energia nuclear a diminuírem custos?

Os relatórios recentes sugerem que as válvulas de classe comercial atingiram o mesmo patamar de qualidade e confiabilidade que as válvulas de nível nuclear. Falando de forma prática, esses relatórios implicam que é seguro para instalações com altas exigências, como plantas nucleares, substituir as válvulas específicas e personalizadas por válvulas convencionais produzidas em série.

Por que uma planta iria querer substituir suas válvulas especializadas por válvulas alternativas? Um grande motivo seria a redução de custos. Ainda assim, isso jamais e em hipótese alguma comprometeria a segurança, que é o pilar da produção de energia nuclear.

Este blog traz um resumo de uma dissertação de mestrado recente feita em colaboração com a Metso para investigar exatamente isso: a viabilidade de substituir válvulas de nível nuclear por outras de classe comercial dentro da Classe de Segurança Nuclear 3 (SC3).

Válvulas de parada de segurança: desafios e exigências

Para este estudo, desempenho e exigências de segurança para as válvulas de parada on-off de nível nuclear mais caras no SC3 foram comparadas às exigências para uma classe semelhante de válvulas, como válvulas de fechamento de segurança (ESD), usadas nas indústrias de combustível e petroquímicas.

Metso ESD valve VG9300

Desafios típicos para válvulas ESD para combustível e óleo incluem:

  • Bloqueio estanque
  • Fluídos erosivos, corrosivos, aderentes e tóxicos
  • Qualidade estrita e exigências de emissões
  • Segurança contra incêndio
  • Teste de percurso parcial durante a operação normal
  • Fatores de segurança para o dimensionamento da válvula e do atuador
  • Durabilidade e confiabilidade extraordinárias

A mais alta classificação de segurança, independentemente da aplicação

As válvulas da Metso para aplicações ESD em plantas de combustível e petroquímicas incluem muitas soluções consagradas de alta qualidade, cada uma com funções de segurança exclusivas e reconhecidas. Mas elas são adequadas para os desafios das aplicações nucleares?

Por exemplo, a Neldisc, da Metso, é uma válvula borboleta de alto desempenho que oferece características de porcentagem quase iguais e estanqueidade superior - exatamente o que é exigido no uso nuclear. As válvulas da Série X foram desenvolvidas especialmente para serviços altamente exigentes em alta pressão.

O Neles ValvGuard da Metso é outro produto que se destaca quando o assunto é segurança. Um solenoide de segurança inteligente de primeira linha, que oferece teste de percurso parcial e outros dados de diagnóstico. Ele foi projetado especificamente para garantir uma operação segura e confiável de válvulas ESD, relevantes para plantas petroquímicas e nucleares.

É necessário realizar mais estudos

De acordo com as conclusões da pesquisa nesta dissertação, a maioria das exigências para válvulas on-off nucleares e as válvulas de óleo e gás equivalentes são semelhantes. Ainda assim, condições nucleares específicas são necessárias para que possa haver prova suficiente de que um componente de classe comercial é capaz de desempenhar sua função de segurança nesses ambientes.

Algumas necessidades nucleares específicas, como tolerância à radiação, exigem materiais de válvulas diferentes dos processos convencionais. No entanto, esses casos não cobrem todos os componentes SC3. Para garantir a produção de energia nuclear confiável e competitiva no futuro, precisamos encontrar uma forma para que as válvulas de nível comercial sejam aceitas para uso em condições específicas nucleares quando atenderem a especificações idênticas.

Este estudo oferece uma boa base para iniciar uma discussão sobre a redução de custos quando o assunto é substituir válvulas de nível nuclear caras com alternativas que tenham um bom custo benefício, que sejam seguras e igualmente confiáveis. Outro benefício deste estudo é abrir novos canais de discussão entre os representantes da indústria nuclear e de outras. Isso leva ao compartilhamento das melhores práticas em cada indústria. Também ajuda a aprender sobre os diferentes métodos de aceitação usados para alcançar o mesmo nível de segurança nas próprias operações de cada planta - seja uma planta química ou de energia nuclear.

Esse estudo e a colaboração foram primeiros passos muito importantes no caminho para aumentar nosso conhecimento sobre este tópico, mas ainda há muito a ser feito antes de que o uso de válvulas de classe comercial em plantas de energia nuclear se torne comum.

Se você tiver qualquer pergunta relacionada a esta tese ou às soluções em válvulas da Metso, ou se quiser continuar discutindo os tópicos mais técnicos apresentados aqui, entre em contato com o autor ou com os gerentes de produto citados abaixo.

Leia a pesquisa completa neste endereço web da Universidade de Tecnologia de Tampere (em inglês).

 

Oskari Raitanen, autor da dissertação de mestrado, estudante Engenharia de Energia e Biorrefinamento, Universidade de Tecnologia de Tampere

Mikko Tikka, contato da Metso para o estudo de caso, Product Manager, Neles Control Valves

Valtteri Koskinen, Product Manager, Neles Ball Valves

Petri Ilonen, Product Manager, Neles L-series Butterfly Valves

Ville Kähkönen, Director, Industry Management and Marketing

 

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Mikko Tikka

Technical Sales Engineer, Metso Valves

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