原子炉冷却ポンプ(RCP)用高信頼性伝動軸
オランダの原子力エネルギー分野およびグローバルな特殊用途向け安全重要エンジニアリング
EVER-POWERは、これらの重要な駆動システムの冶金学的および機械的構造を20年近くかけて改良してきました。当社の原子力グレードのシャフトは、極端な運転負荷と、例えば、 放送局停電(SBO) または 安全停止地震(南南東)高度な制振技術と精密鍛造合金を統合することで、通常運転時には一定の流量を確保し、緊急時には制御された減速運転を実現する送電ブリッジを提供します。このような高度なエンジニアリング技術は、安全性と耐久性がB2B調達における主要な推進要因となっている西ヨーロッパの進化するエネルギー情勢に対応するために不可欠です。
「取り外し可能なスペーサー」コンセプト:メンテナンスにおけるALARA(達成可能な限り低く抑える)
RCPメンテナンスにおける最も複雑な課題の1つは、シャフトシールの整備です。これらのシールは、40~60トンを超える重量の巨大な垂直駆動モーターの真下に位置しています。従来、シールの交換にはモーターの完全な取り外しと再調整が必要でした。このプロセスは時間がかかるだけでなく、メンテナンス技術者の放射線被ばく時間を大幅に増加させます。 ALARA(合理的に達成可能な限り低く) 原理として、EVER-POWERは特殊な 取り外し可能なスペーサーカップリング デザイン。
モーターとポンプシャフトの間に精密加工されたスペーサーセグメントを組み込むことで、シールアセンブリを横方向に取り外せるようにしました。スペーサーを取り外すと、上部の重い駆動モーターを邪魔することなくシールにアクセスできる十分な軸方向のクリアランスが確保されます。これにより、メンテナンスのダウンタイムが約70%短縮され、現場エンジニアが受ける累積被ばく量が大幅に低減されます。当社のスペーサーはG1.0規格に準拠してバランス調整されており、この多部品構成のアセンブリが高速回転システムに有害な振動を発生させないようになっています。

フライホイール慣性および緊急惰行安全機能
この蓄積された運動エネルギーにより、「コーストダウン」期間が確保され、停電後30~120秒間、ポンプは徐々に回転速度を落として回転し続けます。この過渡的な流れは、強制循環と自然対流冷却の開始との間のギャップを埋める上で非常に重要です。当社のエンジニアは、高度な有限要素モデリングを使用して、フライホイールとシャフトが過速度状態(定格回転数125%まで)での巨大な遠心力に変形することなく耐えられることを確認しています。電力系統の安定性が非常に高い一方で安全マージンも同様に厳しいオランダでは、この慣性能力は原子力安全評価において譲ることのできない重要な要素となっています。
耐震剛性:想像を絶する事態に備えるエンジニアリング
当社のモード解析は、モーター、シャフト、ポンプからなるアセンブリ全体を対象としています。重要な設備においては、地震エネルギーを吸収するために、油圧式ダンパーと制振システムを支持構造に組み込んでいます。これにより、最大地盤加速度時でもシャフトの振れが数ミクロン以内に収まり、一次圧力境界(シール)や内部ラジアルベアリングの損傷を防ぎます。316LNなどの高強度合金や特殊なニッケル基超合金を使用することで、地震時の衝撃荷重下でもシャフトの延性を維持します。
技術仕様および原子力性能マトリックス
| エンジニアリングパラメータ | 標準RCPシリーズ | 高容量/SMRグレード | メートル法 |
|---|---|---|---|
| 公称トルク容量 | 250,000 | 480,000 | Nm |
| シャフト材質規格 | ASTM A182 F316LN | ニッケル合金718 | – |
| 回転速度(公称値) | 1,450 / 1,750 | 980 / 1,200 | 回転数 |
| 減速時間 | 90以上 | 150以上 | 秒 |
| ダイナミックバランスグレード | ISO G0.4 | ISO G0.4 | 品質グレード |
| 表面硬度(シール部) | 55 – 60 | 62 – 65 | HRC |
| 降伏強度(σy) | 750以上 | 1050以上 | MPa |
| 地震加速度許容度 | 0.3g (SSE) | 0.5g(高SSE) | 水平/垂直 |
| ラジアル振れ精度 | < 0.015 | < 0.008 | んん |
| 運用寿命 | 40 | 60 | 年 |
| スペーサー取り外し時のクリアランス | 150 – 300 | 350 – 500 | んん |

2024年、オランダの大手エネルギー研究コンソーシアムは、高温小型モジュール炉(SMR)試験ループ用の特殊な駆動軸を必要としていました。課題は、極めて高い動作温度(350℃以上)と、高感度超音波センサーを保護するための振動ゼロの伝達という要件の組み合わせでした。EVER-POWERは、カスタム仕様の駆動軸を提供しました。 チタン安定化ステンレス鋼シャフト 一体型スペーサーカップリングを採用。その結果、18ヶ月間の連続運転において、計画外の振れが1ミクロンも発生することなく成功し、顧客の安全要件を上回り、ベネルクス地域におけるSMR送電信頼性の新たなベンチマークを確立しました。

当社の原子力製造部門は、最も厳格な品質管理システム(ISO 19443)の下で運営されています。各RCPシャフトは「ライフサイクルトレーサビリティ」プロトコルに従い、原材料のインゴットの化学組成が鍛造、熱処理、最終機械加工まで追跡されます。当社は、 カスタム動力伝達ソリューションこれにより、延命(PLEX)プログラムを受けている旧型原子力発電所の既存設計を再現または改良することが可能になります。
内部冷却チャネル用の深穴加工からベアリングジャーナルの鏡面仕上げ研削まで、当社のCNC加工能力により、あらゆる寸法がデジタル設計を忠実に反映します。お客様の工場での設置が当社の工場現場と同等の精度となるよう、現場でのモードテストとアライメントコンサルティングも提供しています。
以下のリストは、技術革新、安全基準への準拠、市場シェアに基づき、エネルギーおよび原子力分野向けに特化した送電技術を提供する世界トップクラスの組織を表しています。
- KSBグループ(ドイツ)
- フラマトム(フランス)
- ウェスティングハウス・エレクトリック(米国)
- エバーパワー(グローバル)
- 斗山エナジー(韓国)
- EP-Drive Tech(子会社)
- 三菱重工業(日本)
- エバーパワー原子力事業部
- フローサーブ・コーポレーション(米国)
- スルザー社(スイス)
原子力工学に関するよくある質問:重要なポイント
取り外し可能なスペーサー設計は、オランダの原子力施設におけるRCPシールメンテナンス時の放射線被ばくをどのように低減できるのか?
スペーサーを使用することで、モーターを持ち上げて位置を調整する必要がなくなり、技術者はポンプの「影」の中でシールを交換できるため、原子炉一次ループ付近の高線量領域での作業時間を短縮できる。
EVER-POWERのシャフトには、高圧冷却液環境下での応力腐食割れを防ぐために、どのような特定の材料が使用されていますか?
当社では主に316LNステンレス鋼またはインコネル718を使用しており、これらはホウ酸水に対する優れた耐性を持ち、高応力サイクル下での微細な亀裂の発生を防ぎます。
オランダの電力事業者は、他社製の旧型RCPモデルに対応する認定交換用シャフトをどこで入手できますか?
EVER-POWERはリバースエンジニアリングサービスを提供しており、既存の部品を測定し、元の機器の耐震性およびトルク定格を満たす、またはそれを上回る、認証済みの原子力グレードのアップグレード製品を開発しています。
工場全体の停電時において、フライホイールの慣性が重要な安全機能とみなされるのはなぜですか?
これは、慣性によって冷却材の流れを維持するために必要な機械的な「緩衝装置」を提供し、流れが突然停滞することなく、原子炉が安全に受動冷却状態に移行できるようにする。
オランダの原子力発電所に設置される駆動軸は、どのような認証基準を満たさなければならないか?
シャフトはASMEセクションIII、クラス1規格に準拠し、材料の来歴および耐震解析に関してオランダのANVS(原子力安全・放射線防護庁)による審査を受ける必要があります。