La pianificazione intelligente degli accessi consente una manutenzione efficiente delle torri di raffreddamento

Due torri di raffreddamento iperboliche si elevano per 495 piedi sopra la Byron Generating Station della Exelon Corp., a circa 110 miglia a ovest di Chicago, Illinois. Le torri aiutano a raffreddare i due reattori ad acqua pressurizzata Westinghouse che sono in grado di generare fino a 2.346 MW nel sito.

Come tutte le classiche torri di raffreddamento iperboliche a trasferimento a umido (Figura 1), la stazione di generazione Byron utilizza pacchi di riempimento per aumentare la superficie esposta dell'acqua, nonché per aumentare il tempo di contatto aria-acqua. Queste azioni aumentano rispettivamente la velocità e la quantità di trasferimento di calore. In un pacco di riempimento del tipo a pellicola, l'acqua scorre in una pellicola sottile su pile di fogli di plastica orientati verticalmente e distanziati di circa 0,75 pollici l'uno dall'altro. Le lastre presentano un disegno ondulato o a V per aumentare ulteriormente la superficie e il tempo di contatto.

I recenti sviluppi del riempimento della pellicola hanno creato ondulazioni trasversali aperte, angolari, a basso intasamento che consentono il passaggio di detriti e crescita biologica. Tuttavia, questo progetto non esisteva quando furono costruite le torri di Byron. Nel corso degli anni, i pacchi di riempimento della stazione hanno sviluppato una crescita biologica in eccesso e un accumulo di limo. Di conseguenza, i pacchi di riempimento sono aumentati da meno di 100 libbre a più di cinque volte il loro peso originale.

Normalmente, i pacchi di riempimento pendono da 30 a 35 piedi sopra il bacino dell'acqua fredda (Figura 2). Tuttavia, sono progettati per staccarsi e cadere dai loro attacchi quando diventano troppo pesanti, una caratteristica che previene danni alla struttura della torre.

Quando molti dei pacchi di riempimento collegati alle torri di raffreddamento della stazione di generazione di Byron si sono sovraccaricati e sono caduti nel bacino dell'acqua fredda, gli ingegneri di Exelon hanno deciso di sostituire tutti i pacchi di riempimento in entrambe le torri. Hanno inoltre deciso di sostituire gli separatori di gocce, componenti in PVC a nido d'ape (Figura 3) sospesi sopra il sistema di distribuzione dell'acqua per catturare e limitare la quantità di gocce d'acqua contenute nel flusso d'aria in uscita dalla torre di raffreddamento. In tutto, più di 5.000 componenti avrebbero bisogno di essere sostituiti.

Per eseguire la manutenzione, Exelon ha consultato SPX Cooling Technologies Inc., il produttore della sua torre di raffreddamento. Il lavoro doveva essere svolto entro due finestre di tre settimane, a distanza di sei mesi l'una dall'altra, mentre i reattori venivano spenti per il rifornimento di carburante programmato di routine. La pianificazione era fondamentale. Sorprese, ritardi o complicazioni influenzerebbero la capacità di Exelon di fornire elettricità al nord dell'Illinois.

La prima sfida di SPX è stata ottenere l'accesso ai contenitori di riempimento in modo da consentire al personale di lavorare in modo rapido e sicuro. Come notato, i pacchi di riempimento si trovano sopra il bacino di raffreddamento, che contiene 8,5 piedi d'acqua. I separatori di gocce si trovano sopra i pacchi di riempimento, tra di essi sono posizionati i componenti per la distribuzione dell'acqua. Il bacino stesso contiene anche una rete di tubazioni per la circolazione dell'acqua. Durante il funzionamento, l'acqua cade all'interno della torre di raffreddamento ad una velocità prossima a quella di un temporale. In breve, l’accesso ai pacchi di riempimento e agli eliminatori di gocce ha richiesto un’ampia pianificazione, estrema efficienza e attenzione alla sicurezza.

SPX ha un rapporto di lunga data con Safway Services, una società di servizi industriali e di accesso con sede a Waukesha, Wisconsin. Safway è specializzata in ambienti industriali complessi in cui pianificazione, efficienza e sicurezza sono fondamentali per il successo.

"Sappiamo che Safway ha l'attrezzatura giusta e sappiamo che hanno i servizi di progettazione (ingegneria) di cui abbiamo bisogno per un ambiente come questo", ha affermato Duane Krehbiel, direttore di MCT Services Construction presso SPX e project manager per il lavoro Exelon. "Con un lavoro come questo c'è molto lavoro da fare e sappiamo che Safway lo farà bene."

L'"attrezzatura giusta" menzionata da Krehbiel è l'impalcatura Systems di Safway, progettata per fornire un montaggio facile e veloce. Per assemblarlo, gli operai agganciano gli elementi orizzontali o diagonali (tubi di acciaio zincato) agli anelli sui montanti verticali. Usando un martello, inseriscono un cuneo finché un perno di fermo non cade e blocca l'elemento in posizione.

Per smontare, gli operai sollevano il perno di fissaggio con un martello a leva Safway e allentano il cuneo con un rapido colpo del martello. Il design consente il posizionamento a 360 gradi attorno agli anelli dei montanti verticali e gli anelli sono distanziati ogni 21 pollici sui montanti verticali per una facile regolazione dell'altezza (Figura 4). Speciali martinetti per componenti, telai di supporto, rinforzi e lunghezze variabili degli elementi orizzontali consentono all'impalcatura di adattarsi a superfici inclinate (come su una cavità della caldaia) e tutti i componenti possono essere fatti passare attraverso piccole aperture.