nVent SCHROFF beskytter og avkjøler akseleratorutstyr ved European Spallation Source, verdens kraftigste nøytronkilde
Sammendrag:
Sted: Lund, Sverige
Situasjon: Det multidisiplinære forskningssenteret European Spallation Source (ESS), som er basert på verdens kraftigste lineære protonakselerator, søkte etter en avansert løsning for innkapsling og kjølesystem for å beskytte akseleratorens styringssystem.
Løsning: Kabinettløsninger for elektrisk/elektronisk utstyr for å kontrollere akseleratoren
Resultater: Den omfattende løsningen oppfylte alle spesifikasjoner og krav til oppbevaring, og den ble gjennomført til riktig tid og innenfor budsjettet.
SITUASJON
European Spallation Source (ESS) satte i gang med å bygge et verdensledende tverrfaglig forskningsanlegg. Når anlegget er fullt operativt, vil det være basert på verdens lyseste nøytronkilde, som er en ekstremt avansert og kompleks maskin, som vil muliggjøre vitenskapelige gjennombrudd innen forskning knyttet til materialer, energi, helse og miljø.
Anleggsutformingen omfatter den kraftigste lineære protongassen som noen gang er bygget, der spallasjonsprosessen for å generere nøytroner for forskning begynner. Høye krav til ESS-akselerator krever at det gis en 2,86 ms lang protonpuls ved 2 GeV med en repetisjonshastighet på 14 Hz. Dette tilsvarer en gjennomsnittlig strålekraft på 5 MW med en driftssyklus på 4 % på målet. ESS har et Helium-avkjølt Tungsten-målhjul, 15 toppmoderne nøytroninstrumenter, en rekke høyteknologiske laboratorier og datahåndtering og programvare for superdatabehandling. Intrikate kontrollsystemer overvåker og administrerer titusenvis av enheter, og integrerer driften av alle anleggsinfrastrukturer gjennom et nettverk av databaser for maskinvare, programvare og konfigurasjon.
For denne utrolige vitenskapen og ingeniørkunsten, søkte forskningsanlegget en toppmoderne løsning for oppbevaring og kjøling av systemet for å koble til og beskytte det komplekse elektriske og elektroniske utstyret for å kontrollere akseleratoren. nVent SCHROFF-teamet tente på ideen og svarte på den svært konkurransedyktige sonderingen i 2017 etter anbud.
«For mange av oss er dette ambisiøse prosjektet en enestående mulighet,» sier Ulf Broome, som er Regional Account Manager for nVent SCHROFF. «I tillegg var vi trygge på at vi fikk erfaring med annen avgjørende fysikk og større forskningssentre om at vårt omfattende team og våre ressurser kunne oppfylle ESS-design, -installasjon og -leveringsbehov. Vi var henrykte da vi fikk vite at vi fikk kontrakten!»
Som en del av anbudsprosessen sørget ESS for at nVent SCHROFF-ingeniørteamet hadde spesifikasjoner for 19-tommers stativer og kjøle- og strømfordelingsenheter (PDU-er) som ble brukt i den 500 meter lange galleribygget. Galleriet skulle inneholde 20 løsninger for kabinetter varm ganginneslutning, inkludert 900 19-tommers stativer, 200 radkjølere og ca. 900 PDU-er. Utstyret måtte kunne driftes og holdes effektivt avkjølt. Det er et grunnleggende krav for svært komplekse fysiske bruksområder å kunne hindre temperatursvingninger i elektronikkabinetter. Som en ekstra utfordring varierte varmeavledingen avhengig av monterte moduler, med noen spesifiserte områder som krever spesielt strenge temperaturområder. (Bilde 1)
Basert på spesifikasjonene beregnet SCHROFF-konstruksjonsteamet kjøleytelsen basert på ESS-verdien som ga varmebelastning for hver oppdemming eller rackrad, og de tok også med i beregningen verst mulige scenarioer. Da de kom fram til de nyeste designstrategiene, gjennomførte de en grundig validering av den foreslåtte løsningen, inkludert evnen til å håndtere kjøling gjennom simuleringstesting. (Bilde 2)
Bruksområdet er basert på konfigurasjoner for varm ganginneslutning som inneholder elektronisk og elektrisk utstyr. Radkjølere er plassert for å opprettholde en jevn luftstrøm foran hvert stativ, og det finnes redundans for radkjølerne. Applikasjonen tillater også variasjoner i viftehastigheten for å tilpasse seg varierende varmebelastninger i de forskjellige sektorene og tilbyr muligheter for energibesparelser. Alle de spesifiserte produktene kom fra den omfattende nVent SCHROFF-porteføljen av standardprodukter som er spesielt utformet for å gjøre det mulig for teknikere å konfigurere unike, svært tilgjengelige og kostnadseffektive systemer.
Utstyrt med en omfattende løsning som oppfyller alle angitte tilbudskrav, leverte nVent SCHROFF tegninger med foreslåtte produkter spesifisert og simuleringer til ESS for godkjenning.
I prosessen ble de opprinnelige spesifikasjonene fra anbudet endret flere ganger etter hvert som designdetaljene til de ulike akseleratorsystemene utviklet seg i løpet av den flerårige byggingen. For hvert skift lyttet det fleksible nVent SCHROFF-teamet nøye til de nye instruksjonene, tilpasset produktkonfigurasjonene i henhold til dette, og gjennomførte nye beregninger og simuleringer for å tilpasse og levere den modifiserte løsningen.
Den endelige løsningen består av symmetriske konfigurasjoner av stativer for hver rad, med kjølere og redundanser for å opprettholde homogen luftstrøm. Den tillater også viftehastighetsvariasjoner for å tilpasses varmebelastninger i de forskjellige sektorene og gir alternativer for energisparing. (Bilde 3)
RESULTATER
Nå består den endelige løsningen av 20 beholdere for varm ganginneslutning, inkludert over 900 19-tommers Schroff Varistar-stativer, rundt 200 Varistar SHX-kjøleenheter og nesten 900 PDU-er (Power Distribution Units). SCHROFF-teamet fullførte hvert av sine utpekte ansvarsområder – fra design til levering, installasjon og ferdigstilling – etter avtalt tidsplan og budsjett.
«Det er et mangefasettert, levende prosjekt, og vi var glade for å være fleksible i vår støtte, spesielt ettersom det ble gjort endringer for å tilfredsstille behovene til det vitenskapelige samfunnet,» sa Carsten Müller, som er Lead Project Engineer hos nVent. «Vi er glade for å kunne levere kvalitet, design og installasjon til ESS, og med funksjonaliteten til løsningen. Vi er svært glade for å kunne delta i dette vitenskapelige prosjektet.»
SCHROFF-teamet ser fremover og er klare til å fortsette å støtte ESS på ulike områder.
Bilde 1
Bilde 2
Bilde 3
Pressekontakt hos nVent:
Jasmin Goelzenleukchter
Marketing Manager
nVent
+31 638 324 143
Jasmin.Goelzenleukchter