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活動專題 【機床商務網欄目 機床上下游】截至2022年，全球超過150座核電機組正在退役。核設施退役是一個復雜的系統性工程，是其生命周期的最后階段，更是非常重要的環節。作為核能領域的領先企業，歐安諾集團多年來參與了約160個退役項目, 涉及全球64個核電廠。歐安諾融合了項目可靠退役所需的專業知識和技術，能夠解決全球范圍內拆除核反應堆的重大工業挑戰。
挑戰
常規切割方法無法處理退役設施
德國正在落實一項重大的能源轉變政策，包括逐步淘汰核電。過去30年間，位于布倫斯比特爾的核電站共產生了約 120,000 GWh 的電能。幾年前，該核電站在獲得關閉許可證后，正式啟動退役流程，開始拆除燃料元件所在反應堆堆芯的構件。
核電站運營方選擇了紐倫堡的歐安諾公司作為工程主承包商來執行此次敏感任務。該公司是法國歐安諾集團的德國分公司，專門從事核電廠反應堆的拆除，在核電站退役領域具有豐富的經驗。
此項目中最具挑戰的一點是，壓力殼的內部構件以及其他組件均受到了高度的放射性污染，不能采用在流通空氣中常用的金屬切割方法。
▲史陶比爾機器人在水下 30 米深處長時間作業
解決方案
機器人在水下拆除核反應堆構件
歐安諾團隊提出了一種創新方法，采用半自動的切割工藝在水下進行。這能使輻射暴露在允許的范圍內，并且需要能夠在水下連續數月穩定工作的機器人，以節約開發時間，確保不間斷的零部件供應。
用于此類操作的機器人必須達到較高的防水等級，而史陶比爾HE潮濕環境機器人顯然滿足這一需求。除了必要的大工作半徑和負載能力之外，TX200 HE六軸機器人還具有全封閉式結構，可通過加壓防止水進入，更適用于噴水場景。
歐安諾內部的工程團隊對 TX200 HE 進行了改裝，以適應這種極端環境，并通過與弗勞恩霍夫研究所密切合作，經過嚴格測試，控制技術解決方案確認后即開始實際的拆除工作。
▲TX200 HE 機器人安裝在水下平臺用于反應堆拆除
客戶應用
安全第一，速度第二
機器人經過調試和改進后，在布倫斯比特爾核電站開始投入使用。TX200 HE機器人被安裝在一個水下平臺上，再下沉進入水池。它的工作是處理壓力殼內部高約5m、重約33 t的蒸汽干燥機構件，以及其他組件。另一臺TX200機器人同時在水下作業，負責抓取廢料，并將其放入垃圾箱。該系統名稱為AZURO(水下機器人自動切割技術)。
根據任務情況，AZURO系統可通過遠程人工操作或預編程進行作業。在切割蒸汽干燥機時，采用 2000 bar 的高壓水流與研磨性砂基粉末混合切割，在每分鐘10-200 mm的前進速度下，可切割厚達200 mm的鋼板，機器人在水下的性能同樣優秀。
生產率并不是首要因素，安全比速度更重要。考慮到一些限制因素，水下機器人作業比其他方法更高效。該項目還預定了第三臺史陶比爾 TX200作為備用。由于拆除進展非常順利，整個過程沒有用到這臺機器人。AZURO系統從未出現過任何重大故障，一個接一個地拆除和裝卸放射性的反應堆堆芯構件。改進后的史陶比爾 TX200 HE 充分證明了其超強的可靠性和穩定性，能滿足最嚴苛的環境要求。布倫斯比特爾核電站的拆除工作已進入收尾階段。
TX200 HE 機器人為核電站水下作業打下了良好的技術基礎。目前，水下機器人切割工藝尚屬世界首創，為公司提供了真正的競爭優勢。
——退役核電站項目負責人 Ralf Oberhäuser
客戶收益
防護等級達IP65/67，耐受極端條件
手臂加壓滿足更高密封性要求
卓越可靠的技術性能
能夠長時間作業，穩定性強
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