La planificación de acceso inteligente permite un mantenimiento eficiente de la torre de enfriamiento

Dos torres de enfriamiento hiperbólicas se elevan 495 pies sobre la estación generadora Byron de Exelon Corp. a unas 110 millas al oeste de Chicago, Ill. Las torres ayudan a enfriar los dos reactores de agua a presión de Westinghouse que son capaces de generar hasta 2346 MW en el sitio.

Al igual que todas las torres de enfriamiento hiperbólicas de transferencia húmeda clásicas (Figura 1), la estación generadora Byron utiliza paquetes de relleno para aumentar el área de superficie expuesta del agua, así como para aumentar el tiempo de contacto aire-agua. Estas acciones aumentan la tasa de transferencia de calor y la cantidad de transferencia de calor, respectivamente. En un paquete de relleno tipo película, el agua fluye en una película delgada sobre pilas de láminas de plástico orientadas verticalmente espaciadas aproximadamente 0,75 pulgadas entre sí. Las hojas cuentan con un patrón ondulado o en forma de V para aumentar aún más el área de superficie y el tiempo de contacto.

Recientes desarrollos de relleno de película han creado ondulaciones transversales angulares, abiertas y de baja obstrucción que permiten el paso de desechos y crecimiento biológico. Sin embargo, este diseño no existía cuando se construyeron las torres de Byron. A lo largo de los años, los rellenos de relleno de la estación desarrollaron un exceso de crecimiento biológico y sedimentos acumulados. Como resultado, los paquetes de relleno aumentaron de menos de 100 libras a más de cinco veces su peso original.

Normalmente, los paquetes de relleno cuelgan de 30 a 35 pies por encima del recipiente de agua fría (Figura 2). Sin embargo, están diseñados para desprenderse y caerse de sus accesorios cuando se vuelven demasiado pesados, una característica que evita daños a la estructura de la torre.

Cuando varios de los paquetes de relleno conectados a las torres de enfriamiento de la estación generadora de Byron se sobrecargaron y cayeron en el depósito de agua fría, los ingenieros de Exelon decidieron reemplazar todos los paquetes de relleno en ambas torres. También decidieron reemplazar los eliminadores de gotas, componentes de PVC con forma de panal (Figura 3) que cuelgan sobre el sistema de distribución de agua para capturar y limitar la cantidad de gotas de agua contenidas en la corriente de aire que sale de la torre de enfriamiento. En total, más de 5000 componentes necesitarían ser reemplazados.

Para realizar el mantenimiento, Exelon consultó a SPX Cooling Technologies Inc., su fabricante de torres de enfriamiento. El trabajo tenía que hacerse dentro de dos ventanas de tres semanas, con seis meses de diferencia, mientras los reactores estaban cerrados para el reabastecimiento de combustible programado de rutina. La planificación fue fundamental. Sorpresas, demoras o complicaciones afectarían la capacidad de Exelon para suministrar electricidad al norte de Illinois.

El primer desafío de SPX fue obtener acceso a los paquetes de llenado de una manera que permitiera a su personal trabajar de manera rápida y segura. Como se indicó, los paquetes de relleno están por encima del depósito de enfriamiento, que contiene 8,5 pies de agua. Los eliminadores de gotas están encima de los paquetes de llenado, con componentes para la distribución de agua ubicados entre ellos. La cuenca en sí también contiene una red de tuberías para la circulación del agua. Durante la operación, el agua cae dentro de la torre de enfriamiento a una velocidad cercana a la de una tormenta eléctrica. En resumen, obtener acceso a los paquetes de relleno y los eliminadores de gotas requirió una planificación exhaustiva, una eficiencia extrema y atención a la seguridad.

SPX tiene una relación de larga data con Safway Services, una empresa de servicios industriales y de acceso con sede en Waukesha, Wisconsin. Safway se especializa en entornos industriales complejos donde la planificación, la eficiencia y la seguridad son fundamentales para el éxito.

"Sabemos que Safway tiene el equipo adecuado y sabemos que tienen los servicios de diseño (ingeniería) que necesitamos para un entorno como este", dijo Duane Krehbiel, director de MCT Services Construction en SPX y gerente de proyecto para el trabajo de Exelon. "Con un trabajo como este, hay mucho trabajo por adelantado, y sabemos que Safway lo hará bien".

El "equipo correcto" que Krehbiel mencionó es el andamio de sistemas de Safway, que está diseñado para proporcionar un montaje rápido y fácil. Para ensamblarlo, los trabajadores enganchan elementos horizontales o diagonales (tubos de acero galvanizado) a anillos en los postes verticales. Usando un martillo, clavan una cuña hasta que cae un pasador de retención y bloquea el miembro en su lugar.

Para desmontar, los trabajadores levantan el pasador de retención con un martillo de palanca Safway y aflojan la cuña con un movimiento rápido del martillo. El diseño permite una colocación de 360 ​​grados alrededor de los anillos de los postes verticales, y los anillos están espaciados cada 21 pulgadas en los postes verticales para facilitar el ajuste de la altura (Figura 4). Los gatos de componentes especiales, los marcos de soporte, las abrazaderas y las longitudes variables de los miembros horizontales permiten que el andamio se adapte a las superficies inclinadas (como en la cavidad de una caldera), y todos los componentes pueden pasar a través de pequeñas aberturas.

"Las torres de enfriamiento presentan situaciones de acceso complejas, y trabajar dentro de las limitaciones de tiempo de una parada para reabastecimiento de combustible exige velocidad. Systems Scaffold se destaca en este tipo de entorno debido a su adaptabilidad", señaló Jim Waichunas, coordinador del sistema de seguimiento de Safway para la División Este de Safway y enlace de SPX Para el proyecto.

Para monitorear cada aspecto del proyecto Exelon, Waichunas usó el Sistema de seguimiento de Safway, un programa de software patentado que administra todos los recursos de un proyecto.

"El sistema de seguimiento de Safway brinda una imagen clara de los costos y los cuellos de botella y nos ayuda a estar al tanto de otros indicadores clave de desempeño en tiempo real", dijo Waichunas.

Con una interrupción de tres semanas, Safway quería dar a los trabajadores de SPX el mayor tiempo posible para realizar su tarea. El plan implicaba la construcción de cuatro secciones de andamio que comenzarían en el anillo exterior de la torre y avanzarían hacia el interior de la curva parabólica. Cuando esté terminado, cada sección del andamio medirá aproximadamente 21 pies de ancho, 90 pies de largo y 45 pies de alto para que el personal de SPX pueda llegar a los eliminadores de gotas. Después de que el equipo de SPX terminara el trabajo en una sección, el equipo de Safway desmantelaría el andamio y lo movería lateralmente para llegar a una nueva área (las manecillas del reloj de imagen se mueven alrededor del dial).

"Los ocho pies y medio de agua en la cuenca de agua fría y la constante 'tormenta de lluvia' dentro de la curva parabólica presentaron los mayores desafíos para la programación", dijo Waichunas. "Exelon no pudo drenar la cuenca ni detener el rociado de agua de enfriamiento hasta que comenzó el apagón".

Dos semanas antes de la interrupción programada, Exelon trajo buzos. Dirigidos por el equipo de Safway, los buzos erigieron la base de andamios de sistemas (gatos de tornillo estándar y bloques de madera) y un nivel de andamios bajo el agua.

"Requirió una buena planificación porque había una corriente bastante fuerte que se movía a través del agua", recordó Waichunas.

Con la base en su lugar, el equipo de Safway erigió tanto andamio como pudo en el anillo exterior de la torre de enfriamiento, trabajando hasta el borde de la tormenta. Una vez que comenzó la interrupción del reactor, el equipo de Safway construyó rápidamente el andamio hasta su altura máxima y el personal de SPX se hizo cargo.

Krehbiel dijo que SPX y Safway habían elaborado un "Plan B" para permitir el trabajo en áreas húmedas con un cierre parcial del sistema de rociado si el trabajo duraba más de tres semanas. Resultó que no lo necesitaban. Con un éxito demostrado, los equipos de Safway y SPX completaron el trabajo en la segunda torre unos seis meses después utilizando un cronograma similar.

En ambos casos, el equipo de SPX cumplió su misión en las tres semanas asignadas sin incidentes importantes (Figura 5). Una vez que se completó el mantenimiento, el equipo de Safway terminó de quitar los andamios, un trabajo de aproximadamente dos semanas.

"El desmantelamiento en realidad se realizó en fases, porque nuestro equipo desmanteló secciones de andamios donde se terminó el reemplazo de materiales", dijo Waichunas. "Systems Scaffold también es fácil de desmontar, lo que hace que las cosas sean más eficientes". ■

—Editado por Aaron Larson, editor asociado de POWER.

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