核岛内部高辐射环境下,机器人正替代人工,成为确保核电站安全运行的新守护者。
核电站核岛厂房——这个核电站的“心脏”区域,长期以来在机组运行期间出现设备异常时,传统检查方式都需要工作人员进入高辐射环境进行人工排查。这一过程不仅耗时耗力,更存在安全隐患。
2024年初,辽宁红沿河核电有限公司技术支持部与浙江大学湖州研究院联合成立专项团队,启动了无线侦检机器人的研发工作。他们的目标明确:通过智能装备替代人工,实现“零功率进岛”的安全目标。
复杂环境下的技术突围
核岛内部的复杂环境对机器人移动能力提出了严苛要求。楼梯陡峭、障碍物密集,传统轮式与履带式机器人无法攀爬楼梯,而近年来流行的机器狗又因易发生倾翻,难以在核岛复杂环境中应用。
项目团队面临的核心挑战是如何让机器人在复杂环境中稳定移动。经过近六个月的技术攻关,他们创新性地采用了“可变形履带+新型摆臂机构”设计,这一设计使机器人获得了跨台阶、爬楼梯的灵活移动能力。
机器人还搭载了姿态感知系统,能根据地面坡度自动调整机身姿态,有效规避倾翻风险。这一特性对于核岛内部复杂地形至关重要,确保了机器人在执行任务过程中的稳定性。
5G通信与智能控制
通信系统是无线侦检机器人的另一大技术亮点。该机器人依托核电站5G专用网络,实现远程实时高清视频传输与精准控制,为操作人员提供了清晰的现场画面和灵敏的控制响应。
通过多传感器融合定位技术,机器人具备自主感知和智能避障功能。在信号较弱的情况下,机器人能自动返回安全区域,确保运行稳定可靠。
核电站内部结构复杂,无线信号覆盖可能存在盲区,这一自动返航功能大大提高了机器人的工作可靠性,减少了意外丢失的风险。
机器人如何实现无人化巡检
在机器人投入应用前,运行巡检人员需要每天前往厂房查看参数。人工每天只能巡检一次,且巡检点位数量有限,查看温湿度、局放等参数还需提前借用相应仪表。
相比之下,机器人巡检点位达到1100个,是人工的3倍以上。根据设定,机器人可实现全天候不间断巡检,并将巡检数据及时传递到后台服务器进行智能分析并形成图表,显著提升了巡检效率和数据可靠性。
红沿河核电早已在OLY厂房(全厂公用负荷配电室)部署了智能巡检机器人。这些机器人串联起厂房内AI高清摄像机、防爆云台等智能设备,构建起覆盖全场景的实时感知网络。
更广阔的智能化应用图景
红沿河核电并非唯一在智能化运维领域发力的企业。在中广核阳江核电站,类似的技术创新也在进行中。形似微型坦克的听巡机器人在安全壳外环廊内灵活穿梭,精准完成核岛内设备状态监测及火灾监测任务。
水下爬行机器人则化身水下“特工”,为核电厂换料水箱内部焊缝拍摄高清“写真”。这些智能检修机器人正成为守护核安全的“硅基生命体”,改变着传统核电运维的模式。
据中核集团党组成员、副总经理辛锋介绍,AI与核能正呈现双向融合发展态势。核电行业积极推动数智化升级,将AI技术应用于工程设计研发、工程建造、智能运维、智能决策等方面。
未来规划与行业影响
对于红沿河无线侦检机器人的未来,项目团队已制定明确计划。他们将为其扩展辐射测量、气体采样等功能,打造可复制、可迭代、可升级的综合型机器人。
这一创新不仅是技术的突破,更是对安全生产理念的深刻践行。随着机器人技术的推广应用,未来的核电站将更加安全、高效、智能,为国家的能源安全和可持续发展贡献力量。
中国核能行业协会信息化专业委员会主任王炳华表示,“十五五”期间核能行业数字化转型将进入高速发展期,各类场景应用和创新成果将翻开蓬勃发展的崭新画卷。
随着机器人智能运维技术在全国各核电站的推广,核电站运维模式正发生根本性变革。未来,将有更多功能各异的机器人“同事”出现在核电站的各个角落,它们将相互协作,构建起一个完整的人工智能运维系统。
机器人巡检只是核电站智能化的起点。从故障预测到自主维护,从安全监控到应急响应,人工智能主导的核电站全生命周期智能管理生态系统正在形成。
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