Automatisierte Lösungen für die technologische Weiterentwicklung von kleinen modularen Reaktoren (SMR)

24. Juni 2024

Highlights zu SMR-Fallstudien

Unternehmen

NuScale Power

Branche

Kernkraft – Kleine modulare Reaktoren (SMR)

Region

Nordamerika

Kunde

Vor fast 20 Jahren hatte NuScale Power eine Vision für einen neuen Reaktortyp, einen kleinen modularen Reaktor (SMR). Im Jahr 2020 war NuScale der erste SMR-Entwickler, der die Genehmigung der U.S. Nuclear Regulatory Commission erhielt.

NuScale Reactor Image

Herausforderung

Innovationsdrang zur Erzeugung grüner Energie

NuScale brauchte einen strategischen Partner mit der gleichen Vision und dem gleichen Innovationsdrang.

Die Minimierung der Stillstandszeiten des Reaktors war von entscheidender Bedeutung, denn so wurde die maximale Stromproduktion für das Netz sichergestellt. Das Design ist eine Verbesserung gegenüber herkömmlichen Kernkraftwerken, da es mehrere kleine Reaktoren anstelle eines einzigen großen Reaktors umfasst. Dieser Ansatz ermöglicht kürzere Stillstandszeiten und es muss jeweils nur eines der (bis zu 12) Module betankt werden, was eine kontinuierliche Stromproduktion ermöglicht.

NuScale musste ein automatisiertes Set an Werkzeugen entwickeln, das unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen arbeiten kann und für die Wartung der NuScale Power Module (NPMs) im VOYGR-Kraftwerk verantwortlich sein würde.

Lösung

Vollautomatische Werkzeuge bieten höhere Zuverlässigkeit und geringeres Risiko für SMR-Entwickler

ATS Industrial Automation hat einen vollautomatischen Werkzeugsatz namens MAEB (Modular Assembly Equipment Bolting) entwickelt. Es handelt sich dabei um ein wesentliches Hilfsmittel für die Demontage und den Wiederzusammenbau der Energiemodule zur routinemäßigen Wartung, Inspektion und Betankung.

Das System besteht aus 12 Manipulationswerkzeugen, die im Zusammenspiel die Montageaufgaben des NPM effizient und zuverlässig autonom ausführen.

Der Werkzeugsatz übt auf jeden der Bolzen die nötige Kraft aus, um den ordnungsgemäßen Zusammenbau der Behälter zu gewährleisten. Das Gerät arbeitet ferngesteuert und vollständig untergetaucht im Betankungsbecken und dient zur Wartung der verschiedenen Reaktormodule, die Teil des NuScale-Anlagendesigns sind.

Funktionsweise

1. Das MAEB-System empfängt ein NPM zur Betankung und beginnt mit der Demontage, indem es die Bolzen aus den Behältern löst und entfernt. Dieser Werkzeugsatz, der ein von der Nord-Lock Group entwickeltes hydraulisches Spannsystem beinhaltet, ist mit keiner anderen derzeit auf dem Markt erhältlichen Technologie vergleichbar.

2. Die Trennung des oberen und unteren Behälters ermöglicht den Betreibern der Anlage den Zugang zum Kern, um diesen aufzutanken. Zu diesem Zeitpunkt finden auch andere Wartungs- und Inspektionsarbeiten statt.

3. Nach der Fertigstellung fügt das MAEB-System die unteren Behälter des Reaktors durch Bolzenmontage und Spannverfahren wieder an den oberen Behälter an und stellt so sicher, dass die kritischen Druckgrenzen des NuScale Power Moduls erreicht werden.

Zum Auftakt des Projekts erstellte ATS eine Simulation zum Machbarkeitsnachweis, um die Anforderungen von NuScale zu validieren. Anschließend wurde ein 1:1-Machbarkeitsnachweis an unserem Standort entwickelt, um das technische Design zu validieren und um zu bekräftigen, dass die Anforderungen von NuScale an die Funktionsfähigkeit eingehalten wurden.

Ergebnisse

Erfahrung im Nuklearbereich führt zu strategischer Partnerschaft

Dieses System ist mit keiner der derzeitigen Technologien im SMR-Bereich vergleichbar. Das automatisierte Verschraubungssystem ist so konstruiert, dass es jedem einzelnen Ausfall standhält und mit vor Ort austauschbaren Einheiten alle Eventualitäten abdeckt. Das MAEB-System bietet eine anpassungsfähige Plattform, um zusätzliche Wartungs- und Inspektionsarbeiten zu ermöglichen.

„Die Unterstützung und Erfahrung von ATS im Bereich Kerntechnik war letztendlich ein entscheidender Faktor für die Partnerschaft. Das Unternehmen ist flexibel genug, um unsere sich ändernden Anforderungen zu erfüllen, und hat uns während des gesamten Lebenszyklus dieses Projekts unterstützt und begleitet.“

Dr. José Reyes

Technologievorstand und Mitgründer von NuScale Power

Die Unterstützung und Erfahrung von ATS im Bereich Kerntechnik war letztendlich ein entscheidender Faktor für die Partnerschaft. Das Unternehmen ist flexibel genug, um die sich ändernden Anforderungen von NuScale zu erfüllen, und hat den Kunden während des gesamten Lebenszyklus des Projekts unterstützt und begleitet.

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