在核能退役与废料管理的高度敏感领域,自动化正加速成为关键解决方案。近日,英国Sellafield核设施成功引入由英国Cyan Tec Systems公司集成、日本FANUC公司提供工业机器人技术的全自动处理系统,标志着首个商用机器人正式服务于英国核工业的退役拆解任务。该系统不仅提升了工作效率,还显著降低了操作人员暴露于高辐射环境的风险,为未来核设施退役提供了可复制的新范式。
此次投用的自动化系统核心任务是处理大量储存在Sellafield核电站的退役钢制储罐(skips),这些储罐原用于Magnox反应堆燃料的储存,尽管已清空内部放射性材料,但外表依然被污染,且因体积庞大不利于空间管理。项目负责人指出,通过机器人将三个旧储罐切割并重组为一个新的标准容器,可节省大量空间并提升整体退役效率。
系统由两台FANUC六轴机器人组成:一台是高负载M900iB/360型,用于移动与抓取储罐和切割部件;另一台是精密型ARC Mate 120iC,用于执行高精度激光切割任务。系统配备有3D扫描装置,可对每一个进入工作区的储罐进行高精度建模,随后由控制算法自动规划切割路径,并完成面板的分割与分类处理。
该解决方案的技术亮点在于全流程闭环控制与远程操作功能。所有操作均在距离设备约100米的控制室内完成,实现零人员进入辐射作业区。过去需要人工穿戴防护装备、使用角磨机进行手工拆解的流程,如今仅需机器人自动完成,且将原本数周的处理周期压缩至约1小时,大大提高效率。
项目的另一大突破在于采用“商业现成技术(COTS)”组件。FANUC机器人原为工业制造领域通用产品,具备长寿命、稳定性高、维护简便等优势。Cyan Tec公司选择将其直接应用于核环境,经过严格验证后成功部署,打破了核工业对高度定制设备的依赖。Cyan Tec董事总经理Tony Jones表示:“系统必须百分之百可靠,否则无法在这种极端条件下运行。FANUC的技术成熟度让我们充满信心。”
系统流程包括三大阶段:第一阶段为自动化三维扫描与建模,机器人通过视觉装置采集数据并生成表面结构;第二阶段为激光切割与分类,精准分离储罐面板;第三阶段由M900iB使用电磁抓具进行搬运与重新装载。为应对切割过程中可能产生的残留碎屑,系统还集成了吸尘设备,保障作业区域整洁。
该项目为英国核工业在未来几十年将面对的大规模核设施退役任务提供了模板。Sellafield作为英国最大的核退役现场,每年需处理大量历史遗留设备与构件,而传统人工方法耗时耗力、风险极高,已难以满足现代监管与效率要求。
此次机器人系统的成功投用,表明核工业正逐步走出“完全定制化”的思维模式,转而引入更具灵活性与成本控制能力的工业自动化产品。这不仅是技术进步的体现,也代表监管标准、系统安全和公众信任之间的良性互动。
核设施退役正由“高风险高成本”迈向“智能化与可控化”。Sellafield的这一案例,或将成为全球范围内核退役作业由“人主导”向“机协同”转型的重要里程碑。
2025-08-26 10:06
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