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面向核电站的智能检测机器人需求分析与产业发展浅思

陶永 2018-10-11 3669 284

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科技最前沿

剖析产业发展现状

为区域/园区工作者洞悉行业发展

为解决核电站高危区域巡检和维修等工作,各国加大了核电站智能装备及运行机器人的研发投入。

  核电作为一种安全、可靠、清洁、高效的电力能源,在世界能源日渐紧缺和环境问题日益严重的今天越来越受到各国关注。安全利用核电是核电站发展的基础,保障核电站日常安全运行和维修是首要任务,为解决核电站高危区域巡检和维修等工作,各国加大了核电站智能装备及运行机器人的研发投入。

  国内外研究现状与需求分析

  国外核电站机器人开发的历史较长,也一直引领着核电站机器人的研发方向。发达国家已制定核工业机器人发展规划,研制能进行远距离操作的机器人系统,用机器人代替操作人员去完成那些强辐射环境下的工作,机器人系统已成为核工业不可缺少的工具。例如,美国从1986年起,启动了机器人工程与智能系统研究计划RISP (Robotics and Intelligent System Program),美国先进反应堆用机器人发展计划(ARS)等,研制了Surveyor、HERMIES-II、PaR、Workhorse (RWV)、Remote Work Vehicle (RWV)、Fred (Holges)、Odex-3 (SRL)、Surbot、Andros MarkVI、RTI等众多型号的核工业机器人。法国于1983年制订RAM计划,政府每年投资1亿法郎开发机器人,研制了Frastar、OSCAR、ISIS-2、MINOTAURE、RD-500、cobra等型号机器人。

  据不完全统计,目前世界上已开发出100多种的核工业用机器人系统,典型应用场合30多个,包括核电站检修、废物处理、聚变装置、退役拆卸等。随着核工业及其他科学技术尤其是自动化与计算机技术的发展,核电站检测机器人已经在向着智能化、数字化、网络化等高技术综合体系方面发展。

  我国核安全对于核电发展的重要性被高度重视,必需按照确保环境安全、公众健康和社会和谐的总体要求,把安全第一的方针落实到核电规划、建设、运行、退役全过程及相关产业,全面加强核电安全管理,加大核电安全技术装备研发力度,提高核电站智能化及运行安全性。

  核电站运行管理中,需要定期检查是否存在地面积水、管道滴漏或蒸汽泄漏等异常情况,以便及时处理,保证核电站安全运行。但是目前这些工作均由人工完成,而有些出现滴泄漏等区域的辐射很强,为了探测确定泄漏的位置,工作人员往往需要承受较大的辐射剂量。急需智能检测机器人进入辐射区域内查找和确定管道泄漏位置,以降低维护人员所接受的辐射剂量,从而提高异常情况探测的效率。

  纵观国际核电领域,利用机器人代替人进入高危区域是技术发展的趋势,我国十分重视核电高危区域运行智能检测特种机器人的研制,也加大了这方面的投入,面向核电站的智能检测机器人的研发和应用对于核电运营和维护都具有非常重要的意义。

  关于产业发展的思考

  面向核电站的智能检测机器人作为核电站应急和提高核安全的重要装备之一,机器人可以在代替人员进入高放区域,完成指定任务,提高工作效率,降低工作人员所受的辐射剂量。

  我国目前运行的核电站,在日常检修中无可避免需要进入高危区域进行作业,基于核电站核电运行参数巡检系统、多基地远程维修视频电子认证智能识别系统和核电厂辐射防护系统的基础技术上,须研发一款核电站运行机器人代替检修人员进入高危区域进行作业或检测,需要满足的需求包括:针对核电站管道众多、通道狭窄的作业环境,研制智能检测机器人及行走平台;开发灵巧机械臂作业系统,可搭载视觉传感器载荷进行检测检测作业;攻克检测机器人嵌入式控制系统,实现检测机器人的灵活运动控制等。

  目前,需解决的核心关键技术包括核电高危区域运行智能检测机器人机构综合,高辐射环境下的视觉采集技术,复杂环境下的路径规划,低功耗、长时间巡航技术,在高放环境中整机的耐辐射技术等。


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