nVent SCHROFF skyddar och kyler acceleratorutrustning på European Spallation Source, världens mest kraftfulla neutronkälla
Sammanfattning:
Plats: Lund, Sverige
Situation: Den multidisciplinära forskningsanläggningen European Spallation Source (ESS), baserad på världens mest kraftfulla linjära protonaccelerator, sökte efter en toppmodern lösning för inneslutning och kylsystem för att skydda acceleratorns styrsystem.
Lösning: Skåplösningar för elektrisk/elektronisk utrustning för styrning av acceleratorresultat
: Den omfattande lösningen uppfyllde alla specifikationer och krav för inneslutning och slutfördes i tid och inom budgeten.
SITUATION
ESS (European Spalation Source) är en världsledande anläggning för multidisciplinär forskning. Anläggningen, som är baserad på världens ljusaste neutronkälla, som är en extremt avancerad och komplex maskin, kommer att möjliggöra vetenskapliga genombrott inom forskning inom material, energi, hälsa och miljö.
Anläggningens utformning innefattar den mest kraftfulla linjära protonacceleratorn som någonsin byggts, där sorteringsprocessen för att generera neutroner för forskning inleds. ESS-acceleratorns höga krav är att tillhandahålla en 2,86 ms lång protonpuls vid 2 GeV vid en repetitionsfrekvens på 14 Hz. Detta representerar 5 MW genomsnittlig stråleffekt med en 4 % arbetscykel på målet. ESS har ett heliumkylt volframmålhjul, 15 toppmoderna neutroninstrument, en serie högtekniska laboratorier och superdatordatahantering och programvara. Avancerade kontrollsystem övervakar och hanterar tiotusentals enheter och integrerar driften av alla anläggningsinfrastrukturer via ett nätverk av maskinvara, programvara och konfigurationsdatabaser.
För den här otroliga vetenskapen och ingenjörskonsten letade forskningsanläggningen efter en toppmodern lösning för inneslutnings- och kylsystem för att ansluta och skydda den komplexa elektriska och elektroniska utrustningen som styr acceleratorn. nVent SCHROFF-teamet svarade entusiastiskt på det mycket konkurrenskraftiga anbudet 2017.
För många av oss är det här ambitiösa projektet en möjlighet som bara kommer en gång i livet, säger Ulf Broome, regional kontoansvarig för nVent SCHROFF. Dessutom var vi säkra på att vår omfattande personal och resurser kunde leverera ESS:s behov inom design, installation och leverans, baserat på erfarenhet från andra viktiga fysiska och större forskningscentra. Vi blev mycket glada när vi fick veta att vi fick kontraktet!
Som en del av anbudsprocessen tillhandahöll ESS teknikteam nVent SCHROFF med specifikationer för 19-tumsrack, kylnings- och eldistributionsenheter (PDU:er) som användes i den 500 meter långa galleribyggnaden. Galleriet skulle visa 20 lösningar för varmgången, inklusive 900 19-tumsrack, 200 kylare i rad och cirka 900 PDU:er. Utrustningen behövde servas och effektivt hållas sval för att förhindra temperaturvariationer i elektronikskåpet, vilket är ett grundläggande krav för mycket komplexa fysiska tillämpningar. Som en extra utmaning varierade värmeavgivningen beroende på de monterade modulerna, och vissa specificerade områden kräver särskilt snäva temperaturområden. (Bild 1)
Baserat på specifikationerna beräknade SCHROFF-teknikerteamet kylprestandan baserat på den ESS-tillhandahållna värmebelastningen för varje enskild inneslutning eller rackrad, och de tog även hänsyn till värsta tänkbara scenarier. När de kom fram till de senaste konstruktionsstrategierna genomförde de en detaljerad validering av den föreslagna lösningen, inklusive dess förmåga att hantera kylning, genom simuleringstestning. (Bild 2)
Programmet är beroende av konfigurationer för inneslutning av varmgången för rack som innehåller elektronisk utrustning. Radkylare är placerade för att bibehålla ett konstant luftflöde framför varje rack, och det finns redundans för radkylarna. Det är också möjligt att anpassa fläkthastighetsvariationer till varierande värmebelastningar inom de olika sektorerna och ge alternativ för energibesparingar. Alla de angivna produkterna kommer från den omfattande nVent SCHROFF-portföljen med standardprodukter som är särskilt utformade för att ingenjörer ska kunna konfigurera unika, mycket tillgängliga och kostnadseffektiva system.
nVent SCHROFF är utrustad med en omfattande lösning som uppfyllde alla angivna anbudskrav och gav ritningar med föreslagna produkter som specificerats och simuleringar för ESS för godkännande.
I processen har de ursprungliga specifikationerna från upphandlingen ändrats flera gånger i takt med att konstruktionsdetaljerna i de olika acceleratorsystemen utvecklades under den fleråriga konstruktionen. Vid varje ändring lyssnade nVent SCHROFF-teamet noga på den nya riktningen, införde produktkonfigurationer därefter och genomförde nya beräkningar och simuleringar för att anpassa och leverera den modifierade lösningen.
Den slutliga lösningen består av symmetriska konfigurationer av ställ för varje rad, med kylare och redundans för att bibehålla ett homogent luftflöde. Det möjliggör även fläkthastighetsvariationer för att hantera värmebelastningar i de olika sektorerna och ge alternativ för energibesparingar. (Bild 3)
RESULTAT
Nu omfattar den slutliga lösningen 20 varmgångcontainrar inklusive över 900 19-tums Schroff Varistar-rack, cirka 200 Varistar SHX-kylenheter och nära 900 eldistributionsenheter (PDU:er). SCHROFF-teamet slutförde alla sina ansvarsområden – från konstruktion till leverans, installation och driftsättning – enligt överenskommet schema och budget.
”Det är ett mångfacetterat, levande projekt och vi var glada över att vara flexibla och anpassningsbara i vårt stöd, särskilt när justeringar gjordes för att uppfylla behoven hos den vetenskapliga gemenskapen, säger nVent:s ledande projektingenjör Carsten Müller. Vi är glada över att leverera kvalitet, design och installation till ESS och med lösningens funktionalitet. Vi är mycket glada över att delta i det här vetenskapliga projektet.”
SCHROFF-teamet ser framåt och är redo att fortsätta stödja ESS inom olika områden.
Mediekontakt på nVent:
Jasmin Goelzenleuchter
Marketing Manager
nVent
+31 638 324 143
Jasmin.Goelzenleuchter