远程技术在阿格厂溶解器维修中的应用

来源:中核战略规划研究总院2020-12-07

内容描述

 一、背景

 2018年10月29日,阿格厂的工作人员在对连续溶解器进行日常维修、清洁和检查操作时,观察到溶解器的四个戽斗出现故障迹象。随后决定不重新启动该设施,以便对其进行更彻底的检查。后续的检查结果发现,在一些戽斗中,开孔部分的壁板材料已经磨蚀到危险程度,无法继续承担安全生产操作,壁板的这种磨蚀是由于开孔壁板板孔之间的金属区同时受到腐蚀和磨损所致。由于磨蚀的原因,壁板开孔之间的间距已缩小至机械强度要求的限值,而另一方面,戽斗没有开孔的侧壁板几乎没有受到影响。在考虑了可能需要的维修工作后,鉴于该转轮的累积使用寿命已经远超预期,非常令人满意,在此情况下,决定将其更换,以保证后续运行操作的安全性。转轮(直径为3.92米,重量为3.7吨)必须从外部转运至热室,转运及安装过程要始终保证安全不得对相关设备造成损坏。溶解热室是设施中辐照最为严重的区域之一(约1 Gy/h),在热室内的所有操作必须由远距离操作完成,因此必须使用在初始设计中已经设计的设备(溶解室内起重机、操纵器和维修用机械臂),完全通过远程方式执行这种极具挑战性的更换操作。

 二、设计和工具

 做出更换转轮的决定后,欧安诺相关部门便组建了一个由工厂运营商、工程师和供应商组成的比较庞大的专家工作组,多达100人参与了此次工作。

 虽然,在早期进行溶解器设计的时候就已经考虑到了一些必要的检修,也包括大转轮、动力手、起升机等设施。但是这些设施都是基于对事故的预想前提下设计的,在具体操作时还会有很多的问题,因此,工作组先进行了虚拟仿真,模拟检修过程中的问题和需要的工具,然后又制造了一个大转轮和需要用到的检修工具,进行了模拟远距离操作,在确保方案可行后,实施了大转轮的更换操作。

 首先,收集所有可用的数据,并在现场进行具体测量,以确认相关信息。工作组拟定并设计了一个更换情景,并使用当前设施的三维模型和虚拟现实(VR)技术,对新旧转轮更换操作的整个流程进行了虚拟验证。更换操作中所有必要的附加工具和设备都是由当地供应商设计和制造。

 在此次操作中使用了一系列当时可在现场使用的先进的工具:

 Ø  通过特制的激光工具,对位于安装路径和溶解热室中的所有房室进行远程3D激光扫描,精确地、测量和验证了所有尺寸。

 Ø  整合了通过3D信息扫描获取的的设施3D模型;

 Ø  建立了所有工具和设备的3D模型;

 Ø  在工程处进行VR技术测试,以验证整个情景和各类接口;

 Ø  在设施培训室对所有操作员进行VR技术培训。

 Ø  建立了可编程机械臂,用于拆卸溶解器轴承(常规操作)和更换某些设备。

 针对此次操作设计并制造的主要设备包括:

 Ø  运轮车(WTC);

 Ø  转轮倾斜工具(WTT);

 Ø  在溶解室内组装的分体式换轮车(WEC);

 Ø  工厂验收和情景测试用仿真轮;

 Ø  溶解器盖操作和拆卸工具。

 三、更换操作

 在设计并验证了VR模拟操作之后,各供应商在快速跟踪模式下制造了各种工具。对工具进行了测试,并用模拟轮对此次更换操作进行了演练。

 首先,使用溶解热室内起重机拆除溶解器上盖,并将其移至位于溶解室上方的通用维修热室(GMC)内的特定支架上。

 将换轮车(WEC)进行组装,并将其运入通用维修热室(GMC),然后将其放置在专为此次操作设计的轨道上。将WEC放置在旧轮下方,以便接住拆卸的转轮。使用可编程机械臂拆下轴承,然后在2月初将转轮移至卸载位置。最后,使用溶解热室内起重机取下旧轮,并用转轮倾斜工具(WTT)将旧轮倾斜至水平位置(WTT类似于运轮车WTC),是T1试验研究的补充设备)。

 到2019年2月中旬,按照情景中已规定的流程和操作要求,将新轮运至通用维修室(GMC),然后将其放置在换轮车(WEC)上。将转轮安装就位,将轴承放回原位,并测试旋转情况。将转轮(带盖)下放至溶解器中,至此该装置运行准备就绪。R1首端于2019年3月1日重新开始运行。

 注:关于其中检修设备的名称为法国阿格厂的设备命名。

                                                                                                                                                                                (中核战略规划研究总院 闫寿军)