
據(jù)中國教育新聞網(wǎng)消息,哈爾濱工程大學(xué)與中廣核檢測技術(shù)有限公司及陽江核電有限公司攜手合作,共同研制的國際首臺四足傳熱管檢測機器人,在華龍一號機組內(nèi)成功完成了一項關(guān)鍵任務(wù)——實現(xiàn)檢測探頭的高效精準定位。這一突破性成果,為核電設(shè)備的智能運維開辟了新的路徑,也為核能安全提供了更為可靠的保障。?
在華龍一號機組的蒸汽發(fā)生器區(qū)域,這個身形小巧卻功能強大的四足機器人,宛如一只靈活的“機械壁虎”,緊緊“趴”在蒸汽發(fā)生器傳熱管上。它的“觸角”——檢測探頭,正逐一精準地伸進一根根傳熱管內(nèi),有條不紊地采集著傳熱管的健康信息。?
哈爾濱工程大學(xué)船舶工程學(xué)院教授王剛介紹,該機器人采用了獨特的四足錨爪結(jié)構(gòu),這一設(shè)計靈感來源于壁虎的爬行與吸附能力。四足構(gòu)型配合自動鎖定的錨爪,使機器人在斷電斷氣等意外情況下,依然能夠保持可靠的抓取狀態(tài),穩(wěn)穩(wěn)地“站立”在傳熱管上。而其壁虎一樣的四足并聯(lián)行走機構(gòu),賦予了機器人在各種規(guī)格管板上靈活“爬行”的能力,無論是水平、垂直還是傾斜的傳熱管表面,它都能如履平地。?
值得一提的是,該機器人還配備了雙探頭檢測臂,這一檢測臂具有360°旋轉(zhuǎn)能力以及平面內(nèi)冗余自由度。這意味著在一次定位中,機器人能夠?qū)崿F(xiàn)最大檢測工作空間,極大地提高了檢測效率。這種創(chuàng)新設(shè)計,實現(xiàn)了機器人四足爬行與檢測功能的同步完成,在爬行的過程中,檢測探頭就能對傳熱管進行全面掃描,打破了傳統(tǒng)檢測機器人移動、定位、檢測分步進行的模式,大幅縮減了檢測過程中的移動時間。?
核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管,堪稱核能安全的“主動脈”。每一根傳熱管外徑僅有十幾毫米,管壁薄如蟬翼,而整個蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳熱管數(shù)量近萬根。一旦傳熱管出現(xiàn)疲勞、缺陷、腐蝕等問題且未能及時發(fā)現(xiàn),就極有可能破裂,進而引發(fā)嚴重的安全事故。?
在過去,傳統(tǒng)的傳熱管檢測機器人存在諸多局限性。每走一步,僅能覆蓋近20個管孔,要完成所有傳熱管的檢測,往往需要10多天的時間。不僅檢測耗時長,而且成本高昂,難以適配多種蒸汽發(fā)生器型號,檢測效率和覆蓋率都不盡如人意。?
針對這些行業(yè)痛點,哈爾濱工程大學(xué)聯(lián)合中廣核檢測技術(shù)有限公司及陽江核電有限公司的科研團隊,展開了艱苦的研發(fā)工作。他們采用四足構(gòu)型、高效運動規(guī)劃、視覺定位等先進技術(shù),經(jīng)過無數(shù)次的試驗與優(yōu)化,最終成功研制出這款四足傳熱管檢測機器人。?
在華龍一號機組的實際檢測過程中,該機器人攜帶渦流檢測工具,通過單目視覺定位方法實現(xiàn)自主定位。在檢測過程中,它以一種“邊走邊檢”的方式,快速且精準地對每一根傳熱管進行檢測。其爬行速度和檢測精度,都達到了前所未有的水平。?
目前,這一成果已在中廣核集團核電機組實現(xiàn)工程應(yīng)用,并且可覆蓋華龍一號等多種堆型。與傳統(tǒng)傳熱管檢測機器人相比,其覆蓋率大幅提升,真正實現(xiàn)了傳熱管檢測的全覆蓋。這不僅大大降低了工期,使得核電站的維護周期得以縮短,同時也顯著降低了維護成本,為核電行業(yè)的高效、安全運行提供了有力支撐。








