核设施检查维修与核事故应急处理机器人系统
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Evaluation only. 废物在送处置场之前，需要先进行废物的回取，即必须对废物进行识别、分类、收集、 减容、固定等处理整备，以减少体积，提高稳定性，使废物及包装满足处置场接受要
ted wi求th，从A而s达p到o安s全e、经.S济l处id置e废s物的f目o的r。.NET 3.5 Client Profile 5.2 由于C我国o核p废y物ri前g期h存t储2不0规0范4，情-2况0非1常1复杂A，s废p物o回s取e的难P度t很y大，L急td切.需要开
核动力设施在运行以后，按照相关规范的要求，必须定期或不定期对相关设备进行在
Evaluation only. 役检查，发现是否存在危险性缺陷，定期对其进行跟踪检查或维修，以免发生严重的
核泄漏事故。
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
Evaluation only. 成立项目总体组，并实行组长负责制，负责项目执行过程中重大问题的决策，协调示范 基地的确定，技术攻关、设计、制造、安装、调试和施工的组织及项目的检查验收等工
ted wi作th，项A目s总p体o组s接e受科.S技l部id和e86s3计f划o专r家.组N的E直T接领3导.。5专C家组li负e责n项t目P进r展o和f完il成e 5.2 情况的全过程监督、检查。执行年度报告和检查、中期检查和期末检查验收等制度。同 时在C项目o立p项y、ri管g理h过t程2中0，0结合4国-2家0高技1术1发A展s布p局的o创s新e技P术研ty究中L心td建设. ，注重 人才团队建设培养以及形成产业化基地。
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
攻克一批核环境下机 器人共性核心技术及
应用技术
研制开发系列化核环 境下智能机器人系统
形成示范应用
为核安全与应急处理 提供技术支撑
三、主要研究内容
研究核环境下机器人共性关键技术，包括：机器人模块化和可靠性设计技术； 机器人抗辐射加固技术、去污技术；基于力觉反馈的机器人远程操作与自主 控制技术；机器人在核工业环境下的应用标准与规范等；
研制开发核反应堆燃料棒更换机器人系统，抽离核反应堆旧的燃料棒，并进 行新燃料棒的安装；
研制开发面向放射源核事故应急检测与处理机器人，可用于核污染环境探测， 核污染源的收集、转移和清理，以及辐照厂卡源事故处理等。
2011年-2015年项目研究路线图
预
期
成
果
核反应堆燃 料棒更换机
器人系统
Evaluation only. 面向放射源
核事故应急 检测与处理
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 机器人系统
核废物回取 处理机器人
系统
核反应堆内 构件检测与 维修机器人
系统
Copyright
2004-2011 核电站主管道 焊缝维修
Aspose
Pபைடு நூலகம்y
Ltd.
核电站管道内部
一、重大需求与战略意义(续)
核设施的在役检查与维修，往往涉及强放射性场所(图中红色椭圆标示部分)，有的甚 至需在有辐射的水下进行，操作者难以接近，给这些工作带来很大的困难。
国外普遍使用机器人完成这些检查与维修任务;国内以进口设备为主，价格昂贵，后期 养护成本极大，许多工作仍靠人工完成。
Evaluation only. 目前国际和国内辐射防护标准已将放射性工作人员的年剂量限值由原来的50mSv(毫希 伏)降到20mSv， 强调“以人为本”。
恐慌的群众
辐射源卡源现场
简易的处置工具
普通铲车 手动挂钩装置 玩具小车
一、重大需求与战略意义(续)
核设施安全稳定运行，辐射环境、放射源与放射性废物得到安全有效 控制，是促进核能开发和核技术利用的根本保证。
胡锦涛总书记指出，E中v国a经lu济a的t发io展n不o仅n要ly做.到又好又快，而且要做 ted wi到th节A约s发p展o、s清e洁.S发l展id、e安s全fo发r展.，N做E到T全3面.协5调C可li持e续n发t P展r。ofile 5.2
Evaluation only. 研制开发面向核设施在役检查与维修的系列化机器人系统，包括：管道外部 和设备间在役检查机器人 ；核电站管道内部检查模块化机器人系列，适用于 100mm-900mm不同口径的管道；核电站1000mm直径主管道焊缝维修机器
ted with 人A装s置p；o核s反e应.堆S内l构id件e检s测与fo维修r 大.N型机E器T人；3.5 Client Profile 5.2 C研 废o物制p遥开控发y回核ri取废g、物h收回t集取2、处0装理0桶机4或器-装人2筐系0；统1，1可用A于s放p射o性s固e体废P物t库y散L乱t堆d放.的
Evaluation only. 每年、每万枚放射源约为0.25次，而我国约为5.6次，要比美国高出20倍。最近连续发
生在河南杞县、广东番禺等多起卡源事故，在社会上造成了很大的影响。
ted wi常th规移A动s机p器o人s难e以胜.S任l，id“e卡s西诺f”o，r “.N灵晰E机T器人3”.均5失C陷瘫li痪e在n现t 场P；ro作f业il任e 5.2 务多样：测、铲、推、搬、挂、拉 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
Evaluation only. 据能源研究部门预测，2035年我国核能发电量有望达到当年全国电力总发电量的16%， ted wi达th到目A前s世p界o核s电e发展.S的l平id均e水s平。for .NET 3.5 Client Profile 5.2
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 核电 1.3%
发从暂存库回取废物和对其分类的专用机器人。
一、重大需求与战略意义(续)
核能技术在其他领域的应用也日益广泛。目前全国共有密封放射源10多万枚，用于辐 照加工的约占95%。源量为30万居里以上的大型辐照单位也已达到100多家。
一些突发事故，需要进行应急处理。如在核辐照技术领域，核放射事故发生率，美国
机器人系统
检查模块化机器
人系列
管道外部和
设备间在役
检查机器人
共性关键技术
2011
2012
2013
2014
2015
四、前期基础
先进机器人技术一直是国家863高技术研究发展规划的重点主题之一，在机器人机构、感知、驱动、智能控制等 方面不仅取得若干关键技术突破，在国家经济发展与国防建设中发挥了重要作用，缩小了与国外的差距，而且在人 才团队和实验平台方面提供了重要储备。 在863计划的支持下，国内在危险作业机器人、核工业用机器人方面也有了一些前期工作。“八五”期间研制了
研制C开o发p面y向rig核h工t业2特0殊0应4用-2的0服1务1机A器s人p有o着se迫切P需ty求L。t尽d快. 开展 这方面的工作将有助于打破国外技术垄断、满足国家核电和核科学技 术可持续发展需求，同时对提高核科技工业的自动化水平、增强核安 全和应急处理能力、保护工作人员的健康和安全，以及构建和谐社会 主义社会都有积极和重大的社会意义。
2010年研制成功的核辐射 探测与处理机器人系统
小型核素活度 测量装置
化学危险源探测与 微漏处理机器人 定位机器人
蒸汽发生器内表面堆焊 层电视摄像检查装置
稳压器内表面堆焊层 电视摄像检查装置
五、组织方式与建议承担单位
以中国原子能科学研究院、中国核工业集团公司和中广核集团公司等单位具体需求为牵 引，联合国内在危险作业机器人领域有相当工作基础和很强技术实力的科研单位，以整 体形式申报，由企业或用户牵头、产学研联盟共同承担。
核设施在役检查维修与核事故应急处理 机器人系统研究与应用
Evaluation only. ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
863先进制造技术领域专家组 2010 年 5 月
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
一、重大需求与战略意义(续)
核电加上军品生产和科研活动，已经积累了大量的低、中水平放射性固体废物。有的 废物包装与屏蔽不够规范，对周围环境安全构成很大隐患。
建议承担单位：中国原子能科学研究院、中国广东核电（中广核）集团公司、中国核工 业集团公司核动力运行研究所、北京航空航天大学、河北工业大学、北京石油化工学院 （管道焊接）
请提出 Evaluation only.
宝贵意见！ ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
一、重大需求与战略意义
“加快发展核电、提高核电等清洁能源占能源供给总量的比重”是我国能源发展的战略 重点。2007年国家《核电中长期发展规划》：到2020年我国核电运行装机容量4000万 千瓦，核电占电力总装机比例达到4%以上;近期将推出修改版规划:7000万万千瓦,核电 占比5%。按照每千瓦机组造价1.2万元计算，直接投资将达到上万亿。
二、预期的明确目标与指标
总体研究目标：
针对我国核科学实验、核设施在役检查与维修、核燃料棒更换、核 废物回取处理等作业对机器人技术的迫切需求，以行业与典型应用为引 导，开展核环境下机器人相关共性核心技术和应用关键技术研究，研制
开发出系列化核环境E下智v能a机lu器a人ti系o统n，o并n进l行y.示范应用，为核安全和 ted with核发事展A故需s应求p急。o处s理e提.S供l技id术e支s撑f平o台r，.满N足E国T家核3电.5和C核科li学e技n术t 可P持ro续file 5.2
Evaluation only. “核工业遥控关节履带式移动机器人”原理样机，开发了核工业废液储罐壁面移动机器人等。近期又研制了“核辐
射探测与处理机器人系统” 以及“危险化学品泄漏检测与修补移动机械手系统”等，在移动机器人载带平台、机械
ted with Aspose.Slides for .NET 臂设计、防辐射设计、小型核辐射探测装置等方面积累了一定的经验。 3.5 Client Profile 5.2 中国核工业集团对国外进口的一些用于核动力设施检查与维修的自动化装置进行了部分消化吸收，如核反应堆压 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 力容器检查机器人、蒸汽发生器传热管检查与维修定位系统，管道焊缝超声波自动检查系统等，在核设施在役检查 与维修方面经验丰富，并开发了一些简易视觉检查装置。
其它 0.6%
至2020年全国核电装机增长 (万千瓦) 7000
核电5%
气电6% 新能源 4%
水电20.3%
火电 62%
水电 24%
火电77.8% 现有电力装机情况
910 2010年
2020年
2020年能源结构图
一、重大需求与战略意义(续)
核电和常规动力电站不同之处：核燃料和核废物具有放射性，伴随安全性问题。 美国三哩岛核电厂 、前苏联切尔诺贝利核电厂 、日本美滨核电厂
ted wi求th，从A而s达p到o安s全e、经.S济l处id置e废s物的f目o的r。.NET 3.5 Client Profile 5.2 由于C我国o核p废y物ri前g期h存t储2不0规0范4，情-2况0非1常1复杂A，s废p物o回s取e的难P度t很y大，L急td切.需要开
核动力设施在运行以后，按照相关规范的要求，必须定期或不定期对相关设备进行在
Evaluation only. 役检查，发现是否存在危险性缺陷，定期对其进行跟踪检查或维修，以免发生严重的
核泄漏事故。
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
Evaluation only. 成立项目总体组，并实行组长负责制，负责项目执行过程中重大问题的决策，协调示范 基地的确定，技术攻关、设计、制造、安装、调试和施工的组织及项目的检查验收等工
ted wi作th，项A目s总p体o组s接e受科.S技l部id和e86s3计f划o专r家.组N的E直T接领3导.。5专C家组li负e责n项t目P进r展o和f完il成e 5.2 情况的全过程监督、检查。执行年度报告和检查、中期检查和期末检查验收等制度。同 时在C项目o立p项y、ri管g理h过t程2中0，0结合4国-2家0高技1术1发A展s布p局的o创s新e技P术研ty究中L心td建设. ，注重 人才团队建设培养以及形成产业化基地。
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
攻克一批核环境下机 器人共性核心技术及
应用技术
研制开发系列化核环 境下智能机器人系统
形成示范应用
为核安全与应急处理 提供技术支撑
三、主要研究内容
研究核环境下机器人共性关键技术，包括：机器人模块化和可靠性设计技术； 机器人抗辐射加固技术、去污技术；基于力觉反馈的机器人远程操作与自主 控制技术；机器人在核工业环境下的应用标准与规范等；
研制开发核反应堆燃料棒更换机器人系统，抽离核反应堆旧的燃料棒，并进 行新燃料棒的安装；
研制开发面向放射源核事故应急检测与处理机器人，可用于核污染环境探测， 核污染源的收集、转移和清理，以及辐照厂卡源事故处理等。
2011年-2015年项目研究路线图
预
期
成
果
核反应堆燃 料棒更换机
器人系统
Evaluation only. 面向放射源
核事故应急 检测与处理
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 机器人系统
核废物回取 处理机器人
系统
核反应堆内 构件检测与 维修机器人
系统
Copyright
2004-2011 核电站主管道 焊缝维修
Aspose
Pபைடு நூலகம்y
Ltd.
核电站管道内部
一、重大需求与战略意义(续)
核设施的在役检查与维修，往往涉及强放射性场所(图中红色椭圆标示部分)，有的甚 至需在有辐射的水下进行，操作者难以接近，给这些工作带来很大的困难。
国外普遍使用机器人完成这些检查与维修任务;国内以进口设备为主，价格昂贵，后期 养护成本极大，许多工作仍靠人工完成。
Evaluation only. 目前国际和国内辐射防护标准已将放射性工作人员的年剂量限值由原来的50mSv(毫希 伏)降到20mSv， 强调“以人为本”。
恐慌的群众
辐射源卡源现场
简易的处置工具
普通铲车 手动挂钩装置 玩具小车
一、重大需求与战略意义(续)
核设施安全稳定运行，辐射环境、放射源与放射性废物得到安全有效 控制，是促进核能开发和核技术利用的根本保证。
胡锦涛总书记指出，E中v国a经lu济a的t发io展n不o仅n要ly做.到又好又快，而且要做 ted wi到th节A约s发p展o、s清e洁.S发l展id、e安s全fo发r展.，N做E到T全3面.协5调C可li持e续n发t P展r。ofile 5.2
Evaluation only. 研制开发面向核设施在役检查与维修的系列化机器人系统，包括：管道外部 和设备间在役检查机器人 ；核电站管道内部检查模块化机器人系列，适用于 100mm-900mm不同口径的管道；核电站1000mm直径主管道焊缝维修机器
ted with 人A装s置p；o核s反e应.堆S内l构id件e检s测与fo维修r 大.N型机E器T人；3.5 Client Profile 5.2 C研 废o物制p遥开控发y回核ri取废g、物h收回t集取2、处0装理0桶机4或器-装人2筐系0；统1，1可用A于s放p射o性s固e体废P物t库y散L乱t堆d放.的
Evaluation only. 每年、每万枚放射源约为0.25次，而我国约为5.6次，要比美国高出20倍。最近连续发
生在河南杞县、广东番禺等多起卡源事故，在社会上造成了很大的影响。
ted wi常th规移A动s机p器o人s难e以胜.S任l，id“e卡s西诺f”o，r “.N灵晰E机T器人3”.均5失C陷瘫li痪e在n现t 场P；ro作f业il任e 5.2 务多样：测、铲、推、搬、挂、拉 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
Evaluation only. 据能源研究部门预测，2035年我国核能发电量有望达到当年全国电力总发电量的16%， ted wi达th到目A前s世p界o核s电e发展.S的l平id均e水s平。for .NET 3.5 Client Profile 5.2
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 核电 1.3%
发从暂存库回取废物和对其分类的专用机器人。
一、重大需求与战略意义(续)
核能技术在其他领域的应用也日益广泛。目前全国共有密封放射源10多万枚，用于辐 照加工的约占95%。源量为30万居里以上的大型辐照单位也已达到100多家。
一些突发事故，需要进行应急处理。如在核辐照技术领域，核放射事故发生率，美国
机器人系统
检查模块化机器
人系列
管道外部和
设备间在役
检查机器人
共性关键技术
2011
2012
2013
2014
2015
四、前期基础
先进机器人技术一直是国家863高技术研究发展规划的重点主题之一，在机器人机构、感知、驱动、智能控制等 方面不仅取得若干关键技术突破，在国家经济发展与国防建设中发挥了重要作用，缩小了与国外的差距，而且在人 才团队和实验平台方面提供了重要储备。 在863计划的支持下，国内在危险作业机器人、核工业用机器人方面也有了一些前期工作。“八五”期间研制了
研制C开o发p面y向rig核h工t业2特0殊0应4用-2的0服1务1机A器s人p有o着se迫切P需ty求L。t尽d快. 开展 这方面的工作将有助于打破国外技术垄断、满足国家核电和核科学技 术可持续发展需求，同时对提高核科技工业的自动化水平、增强核安 全和应急处理能力、保护工作人员的健康和安全，以及构建和谐社会 主义社会都有积极和重大的社会意义。
2010年研制成功的核辐射 探测与处理机器人系统
小型核素活度 测量装置
化学危险源探测与 微漏处理机器人 定位机器人
蒸汽发生器内表面堆焊 层电视摄像检查装置
稳压器内表面堆焊层 电视摄像检查装置
五、组织方式与建议承担单位
以中国原子能科学研究院、中国核工业集团公司和中广核集团公司等单位具体需求为牵 引，联合国内在危险作业机器人领域有相当工作基础和很强技术实力的科研单位，以整 体形式申报，由企业或用户牵头、产学研联盟共同承担。
核设施在役检查维修与核事故应急处理 机器人系统研究与应用
Evaluation only. ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
863先进制造技术领域专家组 2010 年 5 月
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
一、重大需求与战略意义(续)
核电加上军品生产和科研活动，已经积累了大量的低、中水平放射性固体废物。有的 废物包装与屏蔽不够规范，对周围环境安全构成很大隐患。
建议承担单位：中国原子能科学研究院、中国广东核电（中广核）集团公司、中国核工 业集团公司核动力运行研究所、北京航空航天大学、河北工业大学、北京石油化工学院 （管道焊接）
请提出 Evaluation only.
宝贵意见！ ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
一、重大需求与战略意义
“加快发展核电、提高核电等清洁能源占能源供给总量的比重”是我国能源发展的战略 重点。2007年国家《核电中长期发展规划》：到2020年我国核电运行装机容量4000万 千瓦，核电占电力总装机比例达到4%以上;近期将推出修改版规划:7000万万千瓦,核电 占比5%。按照每千瓦机组造价1.2万元计算，直接投资将达到上万亿。
二、预期的明确目标与指标
总体研究目标：
针对我国核科学实验、核设施在役检查与维修、核燃料棒更换、核 废物回取处理等作业对机器人技术的迫切需求，以行业与典型应用为引 导，开展核环境下机器人相关共性核心技术和应用关键技术研究，研制
开发出系列化核环境E下智v能a机lu器a人ti系o统n，o并n进l行y.示范应用，为核安全和 ted with核发事展A故需s应求p急。o处s理e提.S供l技id术e支s撑f平o台r，.满N足E国T家核3电.5和C核科li学e技n术t 可P持ro续file 5.2
Evaluation only. “核工业遥控关节履带式移动机器人”原理样机，开发了核工业废液储罐壁面移动机器人等。近期又研制了“核辐
射探测与处理机器人系统” 以及“危险化学品泄漏检测与修补移动机械手系统”等，在移动机器人载带平台、机械
ted with Aspose.Slides for .NET 臂设计、防辐射设计、小型核辐射探测装置等方面积累了一定的经验。 3.5 Client Profile 5.2 中国核工业集团对国外进口的一些用于核动力设施检查与维修的自动化装置进行了部分消化吸收，如核反应堆压 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 力容器检查机器人、蒸汽发生器传热管检查与维修定位系统，管道焊缝超声波自动检查系统等，在核设施在役检查 与维修方面经验丰富，并开发了一些简易视觉检查装置。
其它 0.6%
至2020年全国核电装机增长 (万千瓦) 7000
核电5%
气电6% 新能源 4%
水电20.3%
火电 62%
水电 24%
火电77.8% 现有电力装机情况
910 2010年
2020年
2020年能源结构图
一、重大需求与战略意义(续)
核电和常规动力电站不同之处：核燃料和核废物具有放射性，伴随安全性问题。 美国三哩岛核电厂 、前苏联切尔诺贝利核电厂 、日本美滨核电厂