NuScale电力公司采用Boltight®紧固系统打造小型模块化反应堆专用自动化工具
核能是高效的大规模发电方式,但传统核电站的维护和换料过程复杂,尤其在辐射环境下操作更具挑战。如今,更现代化的高效核能解决方案——小型模块化反应堆(SMR)应运而生。那么Boltight如何应对这一新兴行业的维护难题?
SMR采用多个小型反应堆替代单一大型反应堆的设计,不仅能提升资源利用率,还可大幅简化维护和换料流程。但无论何种堆型,核电站维护都涉及高度复杂的操作,既可能导致高昂停机成本,又存在人员安全风险。
作为SMR领域的领军企业,NuScale电力公司为减少关键停机时间,寻求开发面向未来的自动化维护方案。此时,Nord-Lock Group(洛帝牢集团)旗下的Boltight解决方案发挥了关键作用。
"二十年前NuScale就提出了小型模块化反应堆的构想。2020年,我们成为首个获得美国核管会设计认证的SMR技术,创造了历史。"
NuScale电力公司首席技术官兼联合创始人 José Reyes博士
Boltight:专业场景的首选拉伸法紧固方案
NuScale电力公司之所以致力于维护流程自动化,核心目的在于优化核电站最关键的操作环节——燃料更换。由于反应堆压力容器位于水下60英尺(约18米)深处,在倒置式螺母头的燃料更换过程中进行必要的紧固/拆卸操作存在显著困难。
"传统作业方式需要三到四名操作人员组成团队,使用极地起重机连接的液压工具,在反应堆顶盖周围移动张紧装置,"洛帝牢集团拉伸产品事业部顾问Patrick Abernethy解释道。他全程参与了NuScale新型自动化工具的研发工作,"这种方法不仅流程复杂耗时,更需人员直接暴露在辐射环境中作业,显然不是最佳解决方案。"
经过严格招标程序,Boltight团队提交的技术方案充分展示了其液压拉伸工具在行业内的领先优势,完全符合该项目的技术要求。NuScale电力公司最终确认Boltight是自动化工具理想的螺栓紧固解决方案供应商。
"在NuScale核准采用我们的方案后,我们通过一系列严苛的验收测试证明了拉伸工具的可靠性," Patrick Abernethy表示,"从整个测试过程的表现来看,这无疑取得了圆满成功。"
液压拉伸法与自动化的完美融合
在确定Boltight负责初始开发后,项目组还需引入另一家合作伙伴来完成工具的自动化机器人部件。经过独立招标程序,ATS工业自动化公司(ATS)最终中标,凭借其专业技术和解决方案成功研制出名为"模块化装配设备工具"(MAEB)的自动化工具组。
"ATS是出色的合作伙伴,在明确各自职责后,我们的协作取得了完美成效,"Patrick Abernethy评价道。
MAEB工具目前仍需人工操作,尚未实现全自动化。操作人员需通过摄像头在水下引导工具在反应堆压力容器内移动。尽管如此,该工具在小型模块化反应堆(SMR)燃料更换和维护作业的简便性与效率方面,已实现重大突破。
为应对实际挑战而生
为使液压拉伸工具与ATS自动化原型机完美配合,Boltight工程团队必须解决实际操作中的各类问题。例如:当拉伸器因错位无法啮合时的应急方案,为此团队设计了具备一定容错能力的拉伸系统;还针对拉伸器意外卡死等情况,优化了其结构设计和功能应对机制。
这些考量充分表明:开发这种核反应堆维护自动化工具——这项几乎无先例可循的工作——需要务实创新的工程思维。
Patrick Abernethy总结道:"我们几乎是从一张白纸开始,构思这种特殊环境下拉伸器的工作方式。最终这款工具及其螺栓紧固解决方案展现的工程成就令人振奋,我对未来发展充满期待。"
