nVent SCHROFF beskytter og avkjøler akseleratorutstyr ved European Spallation Source, verdens kraftigste nøytronkilde
Sammendrag:
Sted: Lund, Sverige
Situasjon: Det multidisplinære forskningssenteret European Spallation Source (ESS), som er basert på verdens kraftigste lineære protonaccelerator, søkte etter en avansert løsning for innkapsling og kjølesystem for å beskytte akseleratorens styringssystem.
Løsning: Skapløsninger for elektrisk/elektronisk utstyr for å kontrollere akseleratorresultatene
: Den omfattende løsningen oppfylte alle spesifikasjoner og krav til oppbevaring, og ble gjennomført til riktig tid og innenfor budsjettet.
SITUASJONEN
den europeiske spallasjonskilden (ESS) satte seg i gang med å bygge et verdensledende tverrfaglig forskningsanlegg. Når anlegget er fullt ut operativt, er det 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.
Fasilitetsutformingen omfatter den kraftigste lineære protongassen som noen gang er bygd, der spallasjonsprosessen for å generere nøytroner for forskning begynner. Høye krav til ESS-akselerator er å gi en 2.86 ms lang protonpuls ved 2 GeV ved en repetisjonshastighet på 14 Hz. Dette tilsvarer 5 MW gjennomsnittlig stråleeffekt med en driftssyklus på 4 % på målet. ESS har et Helium-kjølt Tungsten-målhjul, 15 toppmoderne nøytroninstrumenter, en serie med 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 gasspedalen. nVent SCHROFF-teamet gikk ivrig fremover og svarte på den svært konkurransedyktige oppforden i 2017 for anbud.
"For mange av oss er dette ambisiøse prosjektet en enestående mulighet," sier Ulf Broome, regional kundeansvarlig 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 levere ESS-design, -installasjon og -levering. Vi var henrykt da vi fikk vite at vi fikk kontrakten!"
LØSNING
Som en del av anbudsprosessen sørget ESS for at nVent SCHROFF-ingeniørteamet hadde spesifikasjoner for 19-tommers rack, kjølings- og strømfordelingsenheter (PDU-er) som ble brukt i den 500 meter lange galleribygningen. Galleriet skulle inneholde 20 løsninger for skap ved varme midtganger, inkludert 900 19-tommers rack, 200 radkjølere og ca. 900 PDU-er. Utstyret som skal driftes og holdes effektivt avkjølt. Det er et grunnleggende krav for svært komplekse fysiske bruksområder å forhindre temperatursvingninger i elektronikkskap. Som en ekstra utfordring varierte varmetapet avhengig av de monterte modulene, 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 enkelt oppdemming eller rackrad, og de tok også med i beregningen for 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 varmgang av rack som inneholder elektronisk og elektrisk utstyr. Radkjølere er plassert for å opprettholde en jevn luftstrøm foran hvert rack, 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. Med hvert skift lyttet det fleksible nVent SCHROFF-teamet nøye til den nye retningen, 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 rack for hver rad, med kjølere og redundant 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
den endelige løsningen omfatter 20 beholdere for varme midtganger, inkludert over 900 19-tommers Schroff Varistar-stativer, rundt 200 Varistar SHX-kjøleenheter og nær 900 hundre 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 og fleksible i vår støtte, spesielt siden det ble gjort endringer for å tilfredsstille behovene til det vitenskapelige samfunnet," sa nVent, Carsten Müller, sjefprosjekteingeniør "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.
Mediekontakt ved nVent:
Jasmin Goelzenleukchter
Marketing Manager
nVent
+31 638 324 143
Jasmin.Goelzenleukchter