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Compresor GEA componente importante de la nueva instalación de acelerador de partículas en GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung

Los compresores de tornillo GEA Grasso para la compresión de gas helio están jugando un papel crucial en uno de los proyectos de construcción más grandes del mundo para la investigación internacional de vanguardia. Los compresores son parte de la instalación de aceleradores de partículas FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) para enfriar imanes superconductores.

Potentes compresores: fuerza motriz en el proceso de refrigeración

El pedido realizado a GEA por el socio del proyecto Enerproject S.A. incluye compresores tipo XH, los compresores más grandes de GEA, compresores XE y compresores XC, todos pertenecientes a la probada serie LT de GEA. Los compresores GEA son la fuerza impulsora del proceso para licuar el helio y así enfriar los imanes superconductores. Todo el sistema de refrigeración tendrá una capacidad de refrigeración de 15 kW a unos -269 °C.

Los iones se aceleran con campos eléctricos elevados. Los imanes se utilizan para dirigirlos y agruparlos. Los iones pueden acelerarse a una velocidad máxima de alrededor del 90 por ciento de la velocidad de la luz, es decir, casi 270 000 km/s. Investigadores de todo el mundo utilizan los iones acelerados en GSI para experimentos en una variedad de campos de investigación, desde física de partículas, nuclear y atómica hasta física de plasma, investigación de materiales, biofísica y terapia de tumores.

El equipo de GEA en el proyecto GSI/FAIR, junto con socios como Enerproject S.A. y Linde Kryotechnik AG, ambos de Suiza, se enfrentaron a grandes desafíos y los dominaron. Para enfriar los imanes, no es posible utilizar amoníaco ni ningún otro refrigerante para alcanzar la temperatura requerida. Esto solo es posible con helio, el elemento "más frío" de la tierra. El punto de ebullición normal del helio es de 4,2 K, lo que corresponde a unos -269 °C. Toda la planta contiene 12,5 toneladas de helio. El gerente de proyectos y cuenta clave para compresores de gas (DACH), Gerald Geißler, explica: "El helio es un elemento químico costoso y extremadamente raro que no se puede producir artificialmente. Por lo tanto, la pérdida y la contaminación del helio deben minimizarse para reducir los costos de Por este motivo, fue necesaria la instalación de una segunda junta tórica para los compresores de baja presión, así como una prueba de fugas (sniff test) con helio.

Los expertos de GEA dominan los grandes desafíos

Para la fase de evaluación, GEA pudo contratar a un experto para el equipo: Dr.-Ing. Ole Fredrich, especialista en compresores de tornillo y con formación criotécnica debido a su tiempo de investigación en la Universidad Técnica de Dresde. Brindó un valioso asesoramiento técnico a las diversas partes involucradas en la fase del proyecto y está interesado en promover el uso de compresores de tornillo GEA para aplicaciones de helio e hidrógeno.

Referencia para futuros proyectos

El proyecto FAIR es una referencia importante para GEA para futuros proyectos en la aplicación de helio en refrigeración para temperaturas tan bajas como el acelerador de anillo FAIR SIS100. Otro desafío fue coordinar este proyecto a largo plazo en estrecha colaboración con todas las partes involucradas para que los compresores pudieran entregarse a tiempo. Por ejemplo, la prueba de fugas por parte del ILK Institut für Luft- und Kältetechnik Dresden tuvo que organizarse después de la finalización y antes del envío. Según la planificación actual, la puesta en marcha de la planta compresora de helio está prevista para 2024 y el primer chorro para 2025.

Con este proyecto, GEA demostró sus competencias no solo en el amoníaco como refrigerante natural, sino también en la compresión de gases como el gas noble del helio. La compañía confía en que podrá cumplir con más solicitudes de plantas de helio similares.