核電站機(jī)器人技術(shù)研究咨詢報告PAGE\*romanPAGE\*romaniii目錄第一章 概述 1第二章 核安全關(guān)法規(guī)與標(biāo)調(diào)研析 3一、美國 3(一)核與輻安全法規(guī)體結(jié)構(gòu) 3(二)美國核標(biāo)準(zhǔn)系 7(三)美國ASME標(biāo)準(zhǔn) 9(四)美國核法律及標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)結(jié) 10二、日本 (一)日本安全關(guān)法律系 (二)日本電標(biāo)準(zhǔn) 14三、韓國 14(一)韓國安全律法規(guī) 14(二)韓國電標(biāo)準(zhǔn) 16四、法國 16(一)體系構(gòu) 16(二)結(jié)構(gòu)點(diǎn) 17五、歐洲其國家標(biāo)準(zhǔn)簡介 19(一)德國的19(二)英國的BS20(三)歐共對核標(biāo)準(zhǔn)的定 20六、中國 20(一)法律規(guī) 20(二)核電準(zhǔn) 25七、各國法法規(guī)對比 28八、各國核電標(biāo)比 30第三章 核與輻應(yīng)急需求與狀調(diào)分析 33一、核與輻應(yīng)急需求 33(一)核電作業(yè)求 33(二)熱工作業(yè)求 41(三)核設(shè)退役 42(四)放射廢物置 44(五)輻射故作需求 45(六)其他可接場合事故 46二、各國核站機(jī)發(fā)展計劃 46(一)美國電站器人的展計劃 47(二)日本電站器人的展計劃 49(三)歐洲電站器人的展計劃 51(四)我國電站器人的展計劃 52三、核事故理與機(jī)器人 57(一)輻射境偵機(jī)器人 57(二)應(yīng)急道路清除機(jī)人 70(三)嚴(yán)重故現(xiàn)應(yīng)急操及維器人 72(四)搜救器人 79四、核設(shè)施護(hù)機(jī)人 80(一)燃料池水檢修 81(二)遠(yuǎn)程接機(jī)人 81(三)反應(yīng)壓力器檢查維修人 82(四)水下物清理 83(五)清掃拭機(jī)人 86(六)反應(yīng)控制驅(qū)動機(jī)焊縫修復(fù) 87(七)核管檢測器人系統(tǒng) 87(八)反應(yīng)冷卻管道在修復(fù) 88(九)蒸汽生器維修 89五、核電站測機(jī)人 91(一)Robicen 92(二)Snake-arm 92(三)球形器人 93第四章 核電站器人技術(shù)調(diào)與分析 95一、耐輻射高可部件技術(shù) 95二、非結(jié)構(gòu)環(huán)境靈巧機(jī)人技術(shù) 96(一)適應(yīng)環(huán)境移動平技術(shù) 97(二)多傳器智靈巧手其操術(shù) 97(三)能源給和力技術(shù) 97(四)模塊機(jī)器技術(shù) 98三、水下機(jī)人及作技術(shù) 98(一)總體術(shù) 99(二)自主制體系 100(三)能源推進(jìn) 100(四)水下測與業(yè)工具 101四、非結(jié)構(gòu)環(huán)境導(dǎo)航與位技術(shù) 101(一)視覺知技術(shù) 101(二)導(dǎo)航定位術(shù) 101五、輻射環(huán)下的遙操作術(shù) 102(一)核電機(jī)器遙操作研 102(二)強(qiáng)輻環(huán)境的可靠訊技術(shù) 122(三)不可通訊件下的邊遙技術(shù) 123(四)高效操作練與人交互術(shù) 123第五章 核安全規(guī)及體系發(fā)展建議 125一、加強(qiáng)核全立完善核急預(yù)案 125二、做好頂設(shè)計，立基于器人的核應(yīng)裝備系 127三、立足國規(guī)劃定核機(jī)人救統(tǒng)的技標(biāo)準(zhǔn) 128四、聯(lián)合各力量立核機(jī)人研應(yīng)用基地 135五、綜合日維護(hù)急救援求 140第六章 核電站器人方案建議 148一、監(jiān)檢測統(tǒng)設(shè)計 149(一)固定監(jiān)測統(tǒng) 150(二)移動檢測統(tǒng) 153二、決策指系統(tǒng)計 161(一)現(xiàn)場揮中心 161(二)通訊統(tǒng) 162三、處置系設(shè)計 163(一)安全戒 163(二)搜救 168(三)障礙除 169(四)設(shè)備作與修 173(五)冷卻解類業(yè) 180(六)工程作業(yè) 184(七)消防 192(八)洗消 193四、輔助系設(shè)計 194(一)洗消施 196(二)廢物集 197(三)動力元 197(四)應(yīng)急施 198(五)衛(wèi)生護(hù) 199第七章 核電站器人技術(shù)發(fā)建議 202一、成立核器人團(tuán)隊，展關(guān)術(shù)攻關(guān) 202二、組建核站機(jī)開發(fā)與用團(tuán)建設(shè)多器人統(tǒng) 210三、加強(qiáng)與外及臺的交合作保先進(jìn)和開性 213ii摘要項目組最后提出了一種核電站機(jī)器人系統(tǒng)方案的建議。PAGEPAGE100第一章概述核電是一種清潔、高效和相對安全的能源，但這并不意味著不195419864月3島核事故，均造成了極其重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，引起了人類共識，各國均投入大量的人力物力在核電安全監(jiān)管、應(yīng)急救援等方面。2011371986426發(fā)生的切爾諾貝利核事故同級，影響為“大量核污染泄漏到工廠以外，造成巨大健康和環(huán)境影響”。福島核危機(jī)持續(xù)牽動著全世界的神經(jīng)，核電安全成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。國務(wù)院總理溫家寶在福島核事故發(fā)生后不久召開國務(wù)院常務(wù)會議，指出“核電發(fā)展要把安全放在第一位”，要求立即組織對我國核設(shè)施進(jìn)行全面安全檢查，并重申要充分認(rèn)識核安全的重要性和緊迫性。并經(jīng)過一年多的論證，于201210162020(20121016日)、《核電安全規(guī)劃(2011-2020)(2011-2020年)》(20121024)我國核電的發(fā)展經(jīng)歷了“起步”“”“積極發(fā)展”1512501514臺、2242198524201182012年投入運(yùn)營。上述投入運(yùn)營的核電站屬于改進(jìn)型二代核電站，與福島核電站(屬于二代)但與正在發(fā)展的第三代、第四代核電廠相比，在安全性方面仍然存在重大隱患。為確保核電站的安全，在未來必須加強(qiáng)對核電設(shè)施進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測和維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)并更換老化、故障設(shè)備，并對廢棄核裝置進(jìn)行去污和拆卸等，以保證核電站正常、安全的運(yùn)行；另外，對于不這些作業(yè)需要在放射性環(huán)境下進(jìn)行，若由工作人員直接進(jìn)入對設(shè)備進(jìn)行維修、檢查等操作，無疑會受到大量的輻射，嚴(yán)重的可能造成人員傷亡；另外，需要監(jiān)測和維護(hù)的設(shè)備繁多、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、場地狹窄，有些地方還是人不可到達(dá)的區(qū)域；而且，人工操作任務(wù)繁項目組對核安全法律法規(guī)、輻射源應(yīng)急救援需求及現(xiàn)狀、核電站機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)開展了調(diào)研分析，提出了對我國核安全法規(guī)及應(yīng)急體系、核電站機(jī)器人系統(tǒng)方案、和核電站機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展建議。第二章核安全相關(guān)法律法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研與分析一、美國(一)核與輻射安全法律法規(guī)體系結(jié)構(gòu)美國現(xiàn)有104個已經(jīng)建成并通過注冊的核電站，有103個正在運(yùn)行中，另有四座核電站在建造期間。原子能相關(guān)法律原子能相關(guān)法律聯(lián)邦法規(guī)—10聯(lián)邦法規(guī)—10（能源）管理導(dǎo)則（R.G）美國核管會的技術(shù)文件（NURGE美國核管會的技術(shù)文件（NURGE文件）美國核電標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范（ASME、ANSI/ASN、ASTM、IEEE）圖1美國核安全法規(guī)層次圖200439745萬千瓦。2005年，781020%20061.66/2054%，19912001200712月，核管會（NRC）490年，通過功16920072（ElectricPowerResearchInstitute—EPRI）在研究20202400萬千瓦，到2030年，美國核電需求量將增加6400萬千瓦。美國核安全法規(guī)分為五個層次，如圖1和表1所示。表1美國核安全法規(guī)簡介表層次標(biāo)號名稱主要內(nèi)容制定年份1P.L.83-703原子能法規(guī)定1954P.L.93-408能源重組法NRCNRC1974出了規(guī)定。P.L.97-425核廢料政策法對聯(lián)邦政府的高放射性廢物和乏燃料處置方面的責(zé)任和處置政策做了規(guī)定。1982P.L.99-204低放射性廢物政策法案該法對低放射性廢物處置方面的責(zé)任和處置政策做了規(guī)定。1985210CFRPT20-2003輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)200310CFRPT50-2003生產(chǎn)和公用設(shè)施國內(nèi)許可證的頒發(fā)200310CFRPT50-2003附錄A核電站總的設(shè)計準(zhǔn)則200310CFRPT50-2003附錄G抗斷裂韌性要求200310CFRPT50-2003附錄H反應(yīng)堆容器材料的監(jiān)督大綱要求200310CFRPT50-2003附錄I為使輕水堆排出流中放射性物質(zhì)滿足合理可行盡量低的原則，對設(shè)計目標(biāo)和極限運(yùn)行條件所作的數(shù)值規(guī)定200310CFRPT50-2003附錄J水冷動力堆內(nèi)層反應(yīng)堆安全殼的泄漏試驗200310CFRPT50-2003附錄K應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)的評價模型200310CFRPT100-2003反應(yīng)堆選址準(zhǔn)則200310CFRPT100-2003附錄A核電廠關(guān)于地震和地質(zhì)方面的廠址選擇準(zhǔn)則20033NRCRG1它提供了符合法規(guī)要求的指導(dǎo)和可行的解決辦法。RG1.101核電反應(yīng)堆應(yīng)急計劃和準(zhǔn)備2005R.G.1.028質(zhì)量保證大綱要求（設(shè)計和建造）1985R.G1.030質(zhì)量保證要求1972其余見附件????4NURGENUREG-0728NRC核與輻射事故響應(yīng)計劃主要在核事故響應(yīng)對策和組織機(jī)構(gòu)做出了規(guī)定2005????????5該層次屬于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)進(jìn)行介紹(二)美國核電標(biāo)準(zhǔn)體系美國核電起步最早，所建核電站也最多，現(xiàn)美國運(yùn)行的核電站10420%1979國再無新的核電站建造，但通過延長電站壽命（4060年）（20相當(dāng)于新建23座百萬級核電站。此外新的核電站也在積極準(zhǔn)備之中。不僅如此，為考慮未來對能源的需求，在全世界關(guān)注的對未來先進(jìn)核能系統(tǒng)的開發(fā)中，美國又是積極推動者，充當(dāng)了先鋒角色。美國已制定出完善的核電標(biāo)準(zhǔn)體系。除了核安全當(dāng)局有關(guān)法規(guī)、導(dǎo)（10CFRRGNUREGS等）外，與美國核電標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的單位有：ANS-美國核學(xué)會(AmericanNuclearsociety)；ANSI - 美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(American National Institute)；ASME - 美國機(jī)械工程師學(xué)會(American Society MechanicalEngineers)；ASTM-美國材料試驗學(xué)會(AmericanSocietyforMaterials)；IEEE-電氣與電子工程師協(xié)會(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)。與土建有關(guān)的單位有：ACI-美國混凝土學(xué)會(AmericanConcreteInstitute)；ASIC - 美國鋼結(jié)構(gòu)學(xué)會(American In- stitute of onstruction)；ASCE - 美國土木工程師學(xué)會(American Society CivilEngineers)；此外在核電站設(shè)計中還有大量民用標(biāo)準(zhǔn)。上述各單位編制的標(biāo)準(zhǔn)都冠以該單位縮寫字母，有的冠以兩個單位縮寫字母。有關(guān)核電標(biāo)準(zhǔn)的大致數(shù)量有：ANSI/ANS項標(biāo)準(zhǔn)ANSI80項ANSI/ASME：約10項。ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范（BPVC有第II，III，VIIIXI卷等。美國核電標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2美國核電標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)通常，核電標(biāo)準(zhǔn)是在滿足國際法規(guī)的前提下，根據(jù)行業(yè)的特點(diǎn)制定出來的，有國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之分，此外，在核電站設(shè)計中還有大量民用標(biāo)準(zhǔn)。美國核電標(biāo)準(zhǔn)主要由學(xué)會(協(xié)會)ANSI(協(xié)會)是，經(jīng)過ANSI(協(xié)會)標(biāo)準(zhǔn)(采用雙編號方式)。)沒有覆蓋的標(biāo)準(zhǔn)。而其他學(xué)會(協(xié)會)則是制定通用性非常強(qiáng)ASME主要制定機(jī)械設(shè)備設(shè)計、制造、檢驗、維修安全設(shè)計準(zhǔn)則等核電標(biāo)準(zhǔn)。在核電安全方面，美國國家標(biāo)準(zhǔn)通用性非常強(qiáng)，技術(shù)要求與具體型號基本沒有關(guān)系，可以覆蓋多種堆型和多種技術(shù)發(fā)展的需要。(三)美國ASME標(biāo)準(zhǔn)ASME1884125000工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它主要從事機(jī)械有關(guān)領(lǐng)域科技研究，學(xué)術(shù)交流，制定機(jī)械方面標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。ASME是美國ANSI5個發(fā)起單位之一。美國機(jī)械工程師學(xué)會出版的《AMSE鍋爐和壓力容器規(guī)范》(ASMEBoiler&PressureCode,ASMEBPVC)不僅已成為美整套ASME在役檢查規(guī)程。此外ASME還頒布有核電廠有關(guān)質(zhì)保要求，核監(jiān)120ASME它的規(guī)范建立屬于創(chuàng)新性質(zhì)，而且有著研究和實踐的堅實基礎(chǔ)。它不僅體系完整，尤其是能把握技術(shù)發(fā)展動向并不斷更新，滿足新的技術(shù)要求。為了及時反映科技進(jìn)展和工程實踐經(jīng)驗，ASME通過以下方式予以補(bǔ)充和修改：——增補(bǔ)（AddnaASME各卷的補(bǔ)充和修改；——條款解釋（InrprettinASME的技術(shù)方面的咨詢以條款解釋的形式作出答復(fù)并按卷單獨(dú)出版；（odssASME鍋爐及壓力容器委員會定期召開會議討論規(guī)范的補(bǔ)充和修改，并以案例的形式來說明原要求或提出新規(guī)則。修改新規(guī)則、規(guī)范案例或解釋的咨詢應(yīng)書面提交秘書處，規(guī)范的修改建議應(yīng)提交總委員會以投票方式?jīng)Q定處理意見，然后經(jīng)美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）征求意見后予以公布生效。為滿足未來對能源的需求，美國正在積極開發(fā)核電新技術(shù)，其中包括對已有核電站的改進(jìn)，開發(fā)第三代核電站以及第四代核電站。為此，必須編制相ASME組織者。(四)美國核電法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)小結(jié)美國核電法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：(1)層次分明,法律有效1954(CodeofFederalRegulation)的第十部分)能源,它所規(guī)定的全部內(nèi)容,包括為和平利用原子能的通用的和特殊的原則要求與準(zhǔn)則,具有法律效力,第三個層次是美國核管理委員會(NRC)還制定的管理導(dǎo)則(R1G),其構(gòu)成了美國核電法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系。該導(dǎo)則按照內(nèi)容不同被劃分為個部分,專門涉及核電廠的內(nèi)容編為第一部分,即R1G11次就是數(shù)量很大的各類核電標(biāo)準(zhǔn)。動靜結(jié)合,具體實際第二個層次的美國聯(lián)邦法規(guī)的第十部分)能源至少每年要修訂一次,定期公布。第三個層次的管理導(dǎo)則(R1G)對法規(guī)要求給出了較為具體的解釋,對于許多技術(shù)問題也明確提出應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)、采用的數(shù)據(jù)和方法。第四個層次的各類核電標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過試驗和工程實踐考驗過的規(guī)范,是具體貫徹導(dǎo)則和法規(guī)的文件。分工明確,任務(wù)得當(dāng);備、核島和常規(guī)島設(shè)備材料、非安全相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備和在役檢查和實驗主要由美國材料試驗學(xué)會負(fù)責(zé);安全有關(guān)儀控電系統(tǒng)和設(shè)備由電氣與電子工程師協(xié)會負(fù)責(zé);安全有關(guān)土建結(jié)構(gòu)主要由美國混凝土學(xué)會等機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。二、日本1754個，核發(fā)電量30%201740%212的能源依靠進(jìn)口，因此盡管地處地震和火山帶上，日本仍然大力支持和發(fā)展核電站。(一)日本核安全相關(guān)法律體系20世紀(jì)50年代中期以來，參照美國模式，日本逐漸形成了維護(hù)核電安全的法律體系，由效力不同的四層結(jié)構(gòu)組成：首先是基本(1955)1957年)(1957年)等法律，日本的核電安全主要依靠這兩部法律進(jìn)行控制；再次是相關(guān)1961)規(guī)定了放射性物質(zhì)泄漏導(dǎo)致災(zāi)(1964年)規(guī)定了發(fā)電用反應(yīng)堆的安全管制等；最后是具有行政規(guī)章性質(zhì)的“細(xì)則”和原子此外，19871988制定緊急事態(tài)防備計劃，對核能設(shè)施的選址、建設(shè)、運(yùn)轉(zhuǎn)采取安全措施。核原料物質(zhì)、核燃料物質(zhì)與核反應(yīng)堆管制法災(zāi)害防治法日本核能研發(fā)利用幾十年來取得的輝煌成就離不開日本政府的32核原料物質(zhì)、核燃料物質(zhì)與核反應(yīng)堆管制法災(zāi)害防治法原子能基本法原子能基本法同位素輻射危害防護(hù)法核損害賠償法核應(yīng)急準(zhǔn)備特別法電氣工業(yè)法環(huán)境影響評價法同位素輻射危害防護(hù)法核損害賠償法核應(yīng)急準(zhǔn)備特別法電氣工業(yè)法環(huán)境影響評價法圖3日本相關(guān)法律表2日本相關(guān)法律簡介序號名稱主要內(nèi)容制定部門制定年份1.原子能基本法規(guī)定了日本核能發(fā)展的目標(biāo)和基本政策，它是日本核能利用所依據(jù)的基礎(chǔ)法律。第186號文件19552.核原料物質(zhì)、核燃料物質(zhì)與核反應(yīng)堆管制法保障核原料物質(zhì)、核燃料物質(zhì)及核反應(yīng)堆等只能應(yīng)用于和平目的，并有計劃地采取措施，保護(hù)公眾安全，避免輻射危害，規(guī)定了對核燃料的實體保護(hù)。第166號文件19573.放射性同位素輻射危害防護(hù)法對放射性同位素和輻照設(shè)備的使用、銷售、租賃、處置及其他處理實施管理第167號文件19574.核應(yīng)急準(zhǔn)備特別法就原子能從業(yè)人員的原子能災(zāi)害預(yù)防義務(wù)、原子能緊急事態(tài)公告的發(fā)布、原子能災(zāi)害對策本部的設(shè)置、緊急事態(tài)應(yīng)急對策的實施以及其他原子能災(zāi)害相關(guān)事項做了規(guī)定。19995.核損害賠償法規(guī)定了有關(guān)因反應(yīng)堆運(yùn)行等造成核損害時的危害賠償制度、賠償范圍和賠償標(biāo)準(zhǔn)。第147號文件19616.電氣工業(yè)法對電氣設(shè)備的建造計劃許可、焊接安全管理檢查、役前檢查和定期檢查等做出了規(guī)定，這些規(guī)定適用于那些由法律定義為電氣設(shè)備的商用核反應(yīng)堆。7.環(huán)境影響評價法規(guī)定了對環(huán)境潛在重大影響的大型項目的一般性環(huán)境影響評價程序，包括核電站的建造。日本的標(biāo)準(zhǔn)屬于“借用”型，基本沒有本國的核電標(biāo)準(zhǔn)體系，主要借用美國的標(biāo)準(zhǔn)。韓國自1957年加入國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）起開始發(fā)展核工201772萬40%。另外，2005年，韓國核電機(jī)組利用率達(dá)96.5三、韓國(一)韓國核安全法律法規(guī)1958全研究所(KNS)制訂的安全審查和監(jiān)管檢查規(guī)則對韓國的核設(shè)施的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改善和修改，形成了韓國核電標(biāo)準(zhǔn)的立法體系。表3為韓國核電領(lǐng)域相關(guān)的部分法律法規(guī)。表3韓國核電領(lǐng)域相關(guān)法律法規(guī)名稱主要內(nèi)容制定部門制定年份注原子能法關(guān)于核能開發(fā)利用和安全管理的綜合法律科技部1958韓國核安全保障韓國核安全研究所的成立和運(yùn)作科技部1990研究機(jī)構(gòu)法實體保護(hù)和輻射應(yīng)急法建立有效的核材料和核設(shè)施的實體保護(hù)系統(tǒng)，防治放射性災(zāi)難，并依法提出輻射事故應(yīng)急對策科技部2003核責(zé)任法案規(guī)定了對在核事故中受到損害的任何人進(jìn)行賠償?shù)某绦蚝头秶萍疾?969制定，2001修訂災(zāi)害與安全控制基本法規(guī)定控制人為災(zāi)害的措施政府當(dāng)局和民政事務(wù)部2004它規(guī)定了對違反基本的民防計劃的糾正或補(bǔ)救措施電力業(yè)務(wù)法規(guī)定了電力業(yè)務(wù)的基本系統(tǒng)工商能源部1996是在核設(shè)維護(hù)、維細(xì)化環(huán)境政策框架法案對原子能法中防治放射性污染的的規(guī)定的細(xì)化環(huán)境部1999環(huán)境政策法案的母法依據(jù)環(huán)境基本法規(guī)定了對環(huán)境影響評估的程序和程環(huán)境部2003不含放射性影響的影響評估法案度環(huán)境影響評估工業(yè)安全衛(wèi)生法保障工作者的健康和安全勞動部1981對原子能法輻射安全方面的細(xì)化(二)韓國核電標(biāo)準(zhǔn)韓國的標(biāo)準(zhǔn)屬于需求推動的“模仿等效”型，即將參照對象——美國的核電標(biāo)準(zhǔn)，等效轉(zhuǎn)化為本國的標(biāo)準(zhǔn)。四、法國(一)體系結(jié)構(gòu)法國核電法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)如圖4所示：圖4法國核電標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(二)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)從中可以看出,法國核電法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn):法規(guī)統(tǒng)領(lǐng),層次簡明核安全法規(guī)屬強(qiáng)制性法規(guī),以法令或命令形式頒布,必須遵照,每個基本安全導(dǎo)則都對應(yīng)一個RCC標(biāo)準(zhǔn),提高了RCC標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性。兼容性好,系統(tǒng)性強(qiáng)法國的核電標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)性較好,RCC包括:7個規(guī)則即:RCC-P:法國壓水堆核電站系統(tǒng)設(shè)計和建造規(guī)則;RCC-M:壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計建造規(guī)則;RCC-G:900MWe壓水堆核電站土建設(shè)計和建造規(guī)則;RCC-I:壓水堆核電站防火設(shè)計和建造規(guī)則;RCCE:壓水堆核島電氣設(shè)備設(shè)計建造規(guī)則;RCCC:壓水堆核電站燃料組件設(shè)計和建造規(guī)則RCCMR:快堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則。常規(guī)島規(guī)則兩個,即:RCC-EV:核電廠有關(guān)給水和蒸汽系統(tǒng)的設(shè)計和建造規(guī)則;RCC-TA:核電廠汽輪發(fā)電機(jī)組的設(shè)計和建造規(guī)則;此外,1990年還編寫出版了RSEM-核島機(jī)械設(shè)備在役檢查規(guī)則。RCC-P和RCC-M：RCC-P規(guī)則分五個部分，分別規(guī)定了總體設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計、接口準(zhǔn)則、運(yùn)行分析要求和輻射防護(hù)準(zhǔn)則。RCC-M主要用于核安全級設(shè)備設(shè)計和制造，是借鑒美國“ASME-鍋爐及壓力容器規(guī)范”第III內(nèi)容，，D，，F(xiàn)，同時吸收了法國的實踐經(jīng)驗。法國核電標(biāo)準(zhǔn)屬于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，無國家等級；自成體系，方便使用；RCC-P、RCC-G根據(jù)核電站功率等級有不同的版本；RCC-I、RCC-CRCC-MRCC-ERCC-M基本上借鑒美國ASME第III各篇都是在吸收美國和法國其他行業(yè)的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，將大量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)匯集成系統(tǒng)設(shè)計、土建、電氣設(shè)備、防火、燃料組件等專業(yè)的準(zhǔn)RCC設(shè)備等，此外還需引用大量常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)外結(jié)合,注重實際RCC系列包含法國標(biāo)準(zhǔn)(NF)(如ISOIECIAEA、IISIIW等)(如ANSIASTMDIN等)RCC標(biāo)準(zhǔn)在使用中都涉及和引用了大量法國一般工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),與核能有關(guān)的一般工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)約有幾百個,主要為NF標(biāo)準(zhǔn),是由法國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會制定的。為適應(yīng)法國核安全管理的要求并根據(jù)工業(yè)實踐經(jīng)驗和業(yè)主(EDF)對制造和檢測的要求,對引進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)增設(shè)了相關(guān)的附加規(guī)定,并把上述附加規(guī)定與設(shè)計和建造標(biāo)準(zhǔn)全部收集到一套完整的文件中。使用方便,自成體系法國引進(jìn)、吸取了美國核電的許多經(jīng)驗,克服了美國核電法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量眾多、繁雜重復(fù)的缺點(diǎn),融入了法國核安全管理要求,并根據(jù)法國工業(yè)實踐經(jīng)驗和業(yè)主對制造和檢測的要求進(jìn)行了一些改進(jìn)。法國標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量較少,使用方便、簡單明了、內(nèi)部聯(lián)系密切,各自成為一個系統(tǒng)性的整體。五、歐洲其他國家核電標(biāo)準(zhǔn)簡介歐洲核電發(fā)展最好且最穩(wěn)定的國家是法國，其核電已占總發(fā)電80%但由于其國內(nèi)反核勢力強(qiáng)大，核電市場萎縮，現(xiàn)只能與法國聯(lián)合發(fā)展。英國核電雖起步較早，但發(fā)展緩慢。因此，談到歐洲的核電標(biāo)準(zhǔn)主要涉及法國，德國和英國。(一)德國的KTA序列德國在早期發(fā)展核電過程中已形成了核電標(biāo)準(zhǔn)體系，特別是適水堆和沸水堆等的堆芯設(shè)計，側(cè)重于設(shè)備設(shè)計和制造要求，但系統(tǒng)RCC受到冷落，這里不再多加介紹。(二)英國的BS序列英國核電不僅起步早，還有過輝煌業(yè)績。特別在早期快堆和高溫氣冷堆開發(fā)中，一度領(lǐng)先于世界。但在輕水堆電站蓬勃發(fā)展的年代，英國有些落伍，始終未能打開國外市場。為核電制定的英國標(biāo)準(zhǔn)BS數(shù)量很少，遠(yuǎn)未形成完整體系。此外，西班牙為發(fā)展核電也制定了一些本國核電標(biāo)準(zhǔn)。雖然幾個主要?dú)W洲核電國家都制定有自己的核電標(biāo)準(zhǔn)，但美國的ASME，ANS等標(biāo)準(zhǔn)也為各國所采用。(三)歐共體對核電標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定隨著歐洲一體化的建立，在發(fā)展核電中如何采用核電標(biāo)準(zhǔn)就成EUR1991年底由歐洲十個國家的核電設(shè)備生產(chǎn)商和電力部門共同參加制定，以明確共同安全和環(huán)保目標(biāo)。六、中國(一)法律法規(guī)我國的法律法規(guī)體系分為憲法、法律、法規(guī)和部門規(guī)章四個層次，其中法律層次的文件由人民代表大會制定，法規(guī)層次的文件由國務(wù)院制定，國家核安全局可制定有關(guān)的部門規(guī)章。在核安全的法律法規(guī)方面，目前可劃入法律層次的有《中華人民共和國放射性污核安全技術(shù)要求的行政管理規(guī)定國的核安全管理在法律層次的基礎(chǔ)上尚不完備（根據(jù)各國實踐，應(yīng)制定核安全法或原子能法等。核安全技術(shù)要求的行政管理規(guī)定國家核安全局制定的部門規(guī)章包括國務(wù)院發(fā)布的管理條例的實施細(xì)則、核安全技術(shù)要求的行政管理規(guī)定等組成。為了指導(dǎo)行政管理規(guī)定的實施，國家核安全局還發(fā)布安全導(dǎo)則，同時國家核安全局還發(fā)布核安全技術(shù)文件以指導(dǎo)一些具體的技術(shù)問題。國務(wù)院頒布的管理條例和國家核安全局頒布的管理條例的實施細(xì)則及行政管理規(guī)定是強(qiáng)制執(zhí)行的。核安全導(dǎo)則是推薦性的，在執(zhí)行中可采用等效的替代措施。當(dāng)然在具體的核安全領(lǐng)域還采用大量的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，包括國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。由于我國在規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域欠缺較大，通常還參考大量的國際標(biāo)準(zhǔn)和它國標(biāo)準(zhǔn)。我國的核安全相關(guān)法律法規(guī)體系如圖5所示。國家法律國家法律國務(wù)院條例國務(wù)院各部門部委規(guī)章核電廠核事故應(yīng)急管理條例核材料管理條例民用核安全設(shè)備監(jiān)督管理條例放射性同位素與射線裝置放射防護(hù)條例核安全法規(guī)技術(shù)文件各部委批準(zhǔn)和發(fā)布國務(wù)院批準(zhǔn)國務(wù)院令發(fā)布全國人大常委會批準(zhǔn)主席令發(fā)布放射性污染防治法國務(wù)院條例實施細(xì)則及國務(wù)院條例實施細(xì)則及其附件核安全部門的部門規(guī)章核安全導(dǎo)則圖5中國核安全法律法規(guī)體系國家法律國家法律由全國人民代表大會和全國人民代表大會常務(wù)委員會制定,具有高于行政法規(guī)和部門規(guī)章的效力。現(xiàn)有的適用于核安全領(lǐng)域的相關(guān)國家法律主要有:《原子能法(草案)中華人民共和國放射性污染防治法(2003年6月28日,第十屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第三次會議通過,中華人民6號公布)。是為了防治放射性污染,保護(hù)環(huán)境,保障人體健康,促進(jìn)核能、核技術(shù)的開發(fā)與和平利用而制定的專項法律,是核領(lǐng)域唯一的法律。國務(wù)院行政法規(guī)國務(wù)院發(fā)布的行政法規(guī)是規(guī)定管理范圍、管理機(jī)構(gòu)及其職權(quán)、監(jiān)督管理原則及程序等重大問題的規(guī)章,具有法律約束力。我國現(xiàn)行的核安全管理條例主要有:中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例(1986年10月29日,國務(wù)院發(fā)布)。是為了在民用核設(shè)施的建造和營運(yùn)中保證安全,保障工作人員和群眾的健康,保護(hù)環(huán)境,促進(jìn)核能事業(yè)的順利發(fā)展而制定的條例。中華人民共和國核材料管制條例(1987615日,國務(wù)院發(fā)布),丟失、非法轉(zhuǎn)讓和非法使用,保護(hù)國家和人民群眾的安全,促進(jìn)核能事業(yè)的發(fā)展而制定的條例。核電廠核事故應(yīng)急管理條例(1993年8月4日,國務(wù)院發(fā)布)。是為了加強(qiáng)核電廠核事故應(yīng)急管理工作,控制和減少核事故危害而制定的條例。放射性同位素與射線裝置安全和防護(hù)條例(2005年8月31日,國務(wù)院發(fā)布)和防護(hù)的監(jiān)督管理,保障從事放射工作的人員和公眾的健康與安全,保護(hù)環(huán)境,促進(jìn)放射性同位素和射線技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展而制定的條例。部門規(guī)章部門規(guī)章主要包括實施細(xì)則、核安全規(guī)定。實施細(xì)則是根據(jù)核安全管理條例,規(guī)定具體實施辦法的規(guī)章,由國家有關(guān)部門發(fā)布的規(guī)章,具有法律約束力?，F(xiàn)有實施細(xì)則及其附件如下:中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例實施細(xì)則之一——核電廠安全許可證件的申請和頒發(fā)(19931231日,國家核安全局發(fā)布中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例實施細(xì)則之一附件——核電廠操縱人員執(zhí)照的頒發(fā)和管理程序(1993年12月31日,國家核安全局發(fā)布);中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例實施細(xì)則之二——核設(shè)施的安全監(jiān)督(1995年6月14日,國家核安全局發(fā)布);中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例實施細(xì)則之二附件一——核電廠營運(yùn)單位的報告制度(1995614日,國家核安全局發(fā)布中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例實施細(xì)則之二附件二——研究堆營運(yùn)單位報告制度(1995614,國家核安全局發(fā)布中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例實施細(xì)則之二附件三——核燃料循環(huán)設(shè)施的報告制度(1995614,國家核安全局發(fā)布中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例實施細(xì)則之三——研究堆安全許可證件的申請和頒發(fā)規(guī)定(2006128日,國家核安全局發(fā)布);(1990925日,國家核安全局、能源部、國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會發(fā)布);核電廠核事故應(yīng)急管理條例實施細(xì)則之一——核電廠營運(yùn)單位的應(yīng)急準(zhǔn)備和應(yīng)急響應(yīng)(1998512日,國家核安全局發(fā)布)。指導(dǎo)性文件指導(dǎo)性文件主要是核安全導(dǎo)則,它是說明或補(bǔ)充核安全規(guī)定以及推薦實施安全規(guī)定的方法和程序的指導(dǎo)性文件。核安全導(dǎo)則是推薦性的,執(zhí)行核安全技術(shù)要求行政管理規(guī)定應(yīng)采取的方法和程序,在執(zhí)行中可采用該方法和程序,也可采用等效的替代方法和程序。72個,6個領(lǐng)域。其中通用系15個,涉及應(yīng)急和質(zhì)量保證等方面;40個,12個,17個,;5個;核4個;6個;2個;[6]。核安全導(dǎo)則的詳細(xì)目錄和內(nèi)容可參見國家環(huán)境保護(hù)總局核與輻射安全中心網(wǎng)站相關(guān)內(nèi)容。參考性文件參考性文件主要是核安全法規(guī)技術(shù)文件,它表明核安全當(dāng)局對具體技術(shù)或行政管理問題的見解,在應(yīng)用中參照執(zhí)行。我國現(xiàn)有的核安全法規(guī)技術(shù)文件共有69個。核安全法規(guī)技術(shù)文件的詳細(xì)目錄可參見國家環(huán)境保護(hù)總局核與輻射安全中心網(wǎng)站相關(guān)內(nèi)容。(二)核電標(biāo)準(zhǔn)我國核電標(biāo)準(zhǔn)工作起步于80年代初期，當(dāng)時的核工業(yè)部首先組4項安全規(guī)范和核電我國核電標(biāo)準(zhǔn)工作從開始至今主要是參照國際上核電發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編制。我國參照國際原子能機(jī)構(gòu)的核安全叢書編制了一套核電廠核安全規(guī)定和導(dǎo)則；參照國際相關(guān)機(jī)構(gòu)的文件編制了有關(guān)的條例、環(huán)保法規(guī)、輻射安全標(biāo)準(zhǔn)；參照核電發(fā)達(dá)國家的核電標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文件編制了核電廠設(shè)計、建造等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。我國的標(biāo)準(zhǔn)體系400址選擇、土建、核電廠總體及系統(tǒng)設(shè)計建造、核電廠機(jī)械設(shè)備設(shè)計制造、材料、儀控電系統(tǒng)和設(shè)備設(shè)計建造、核燃料設(shè)計制造、輻射防護(hù)、核電廠消防、安裝、調(diào)試、在役檢查、應(yīng)急等。基本具備了80300MW600MW核電機(jī)組建設(shè)需要的核電標(biāo)準(zhǔn)。在已有的核電標(biāo)準(zhǔn)中，國家標(biāo)準(zhǔn)約占30%，核行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)約占70%，另外還有少量的其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（以常規(guī)島設(shè)計、制造為主其中，國家標(biāo)準(zhǔn)與核行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并無嚴(yán)格的界線，國家標(biāo)準(zhǔn)多集中于儀控電、核燃料、應(yīng)急、輻射防護(hù)等幾個方面。我國的核電標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)參照或等同于當(dāng)時的國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)：IECISOANSIANSASMEIEEERCC圖6中國核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系我國核電站執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)情況ASMEIEEEASTM等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和國際通用的ISO,IEC(197430千瓦壓水堆核電機(jī)組的方案設(shè)計(概念設(shè)計)。壓水堆起源美國西屋公司,30ASMEIEEEASTMISO,IEC,建設(shè)30萬千瓦級核電機(jī)組的秦山一期、恰?，斠黄诤投诙歼@樣做的,也就是說,這些項目的設(shè)計建造基本上是采用美國規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和國際通用標(biāo)準(zhǔn)。)RCCRSEM標(biāo)準(zhǔn)。(198390萬千瓦級核電機(jī)組,RCCRSEM標(biāo)準(zhǔn)。1983年廣東90,相應(yīng)地采用了法國的RCC系列和RSEM建造的,它采用的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)也與大亞灣一致,RCCRSEM標(biāo)準(zhǔn)。)秦山三期：加拿大、美國標(biāo)準(zhǔn)(秦山三期的坎杜型重水堆是從加拿大開發(fā)的,加拿大有其專用標(biāo)準(zhǔn),同時在相當(dāng)程度上也采用了ASME、IEEE、ASTM標(biāo)準(zhǔn)。)進(jìn)的,自然也采用了俄羅斯有關(guān)標(biāo)準(zhǔn);但它的全套儀表控制系統(tǒng)是由德國西門子公司提供的,標(biāo)準(zhǔn)。的非能動安全的核電機(jī)組AP1000,陽兩個廠址四套機(jī)組的中外合作建設(shè)實現(xiàn)三代核電的自主化、國產(chǎn),是制定我國第三代壓水堆核電規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。問題由于我國核電技術(shù)和經(jīng)驗不足、核電發(fā)展目標(biāo)不明和技術(shù)路線的難以確定，以及標(biāo)準(zhǔn)化工作機(jī)制存在一些缺陷，現(xiàn)有的我國核電標(biāo)準(zhǔn)體系存在較多的問題，突出表現(xiàn)在：有些標(biāo)準(zhǔn)定位不準(zhǔn)、內(nèi)涵不清、內(nèi)容交叉重疊。由于采用多國技術(shù)及得不到相關(guān)科研的支持，導(dǎo)致我國標(biāo)準(zhǔn)式上和部分技術(shù)內(nèi)容上存在一些沖突；)一些標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化工作不徹底，導(dǎo)致在某些方面沒能很好與我國的工業(yè)基礎(chǔ)和一般工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兼容和協(xié)調(diào)。80今后的需要。還有很多重要標(biāo)準(zhǔn)沒有完整配套，如：材料標(biāo)準(zhǔn)、一些重要的設(shè)備設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)、核電廠安全運(yùn)行有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字化儀控技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)改進(jìn)和提高不足。表現(xiàn)為:a）由于機(jī)制、重視不夠、應(yīng)用有限等問題，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，很難有效得到全面的應(yīng)用信息反饋，沒能全面發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)中存在的深層次技術(shù)問題；b)（主要是沒有國產(chǎn)化核電工程的助推b)推動時，有些標(biāo)準(zhǔn)的編制帶有一些盲目性。七、各國法律法規(guī)對比法律條文中闡述立法目的，旨在明確國家預(yù)定的立法效果，是整部法律的靈魂。同時，立法目的用于指導(dǎo)執(zhí)法者的活動，要求執(zhí)法者在立法目的的指導(dǎo)下，確保當(dāng)自由裁量權(quán)行使時不偏離法律規(guī)定。此外，立法目的也是指導(dǎo)評價法律質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，如果立法活動和執(zhí)法活動能夠體現(xiàn)出立法目的，該法律就是高質(zhì)量的，反之，該法律就是低質(zhì)量的。原子能法的立法目的在立法過程中起著指導(dǎo)作用，大多是原子能法在總則總闡述立法目的，概括起來就是通過對原子能的研究、開發(fā)和利用，達(dá)到科技進(jìn)步、能源保障、提高生活水平、造福人類的目的，同時，達(dá)到防止危害、和平利用和促進(jìn)合作的目標(biāo)。表4是各國原子能法對立法目的描述：表4各國‘原子能法’立法目的對比表國家法律立法目的相同點(diǎn)不同點(diǎn)名稱美國原子能法科學(xué)和技術(shù)資料，控制限制級數(shù)家在技術(shù)傳播和共同防衛(wèi)與安全法活動所需要的相關(guān)信息；促進(jìn)核技術(shù)的保護(hù)公防治污染上。韓國原子能法本法旨在通過規(guī)定有關(guān)核能研究、開發(fā)、生產(chǎn)和利用及其安全控制的事項，并通過促進(jìn)核工業(yè)的科學(xué)進(jìn)步與發(fā)展，幫助改善人民的生活水平和提高社會福利，努力防止輻射造成的危害以確保公眾的安全。日本原子能法本法旨在通過促進(jìn)原子能的研究、開發(fā)與利用，確保未來能源資源。謀求學(xué)術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)振興，以改善人類社會福利、提高國民生活水平。中國國放“中華人民共和國放射性污染防治法”該法在我國的地位等同與射性污染防治法射性污染防治技術(shù)。八、各國核核電標(biāo)準(zhǔn)對比不同國家，其核電標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的理念和思路不同，表現(xiàn)為：技術(shù)推動的“原創(chuàng)”型，如：美國，基礎(chǔ)研究———工程研究———工程應(yīng)用———形成標(biāo)準(zhǔn)。需求推動的“模仿改進(jìn)”型，如：法國，工程應(yīng)用（模仿）———工程改進(jìn)研究———形成標(biāo)準(zhǔn)。需求推動的“模仿等效”型，如：韓國，參照對象———等效轉(zhuǎn)化為本國標(biāo)準(zhǔn)。“借用”型，如：加拿大、日本，基本沒有本國的核電標(biāo)準(zhǔn)體系，主要借用美國的標(biāo)準(zhǔn)。不同國家，其核電標(biāo)準(zhǔn)體系的立足點(diǎn)不同、特點(diǎn)不同。如：的。不同的標(biāo)準(zhǔn)體系，其使用的特性是不同的。如：美國，核電標(biāo)準(zhǔn)以專業(yè)領(lǐng)域為特征，標(biāo)準(zhǔn)的使用要做二次工作，給使用者提供發(fā)揮智慧的空間，但接口較多，使用麻煩。法國，核電標(biāo)準(zhǔn)以對象綜合為特征，標(biāo)準(zhǔn)的使用不太需要做二次工作，使用者不需要更多付出智力勞動，接口少，使用方便。國際主要核電規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系有：ASME美國)RCC—M法國)德國)ГОСТ俄國)CSA加拿大)JIS()國內(nèi)核電項目工程的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行中核電站秦山一期：ASME秦山二期：RCC—M秦山三期：ASME+加拿大標(biāo)準(zhǔn)大亞灣：RCC—M嶺澳：RCC—M在建項目：連云港：ГОСТ中國快中子實驗堆：ГОСТ嶺澳二期,RCC—M秦山二期3、4號機(jī)組：RCC—M立項項目：三門、海陽：ASME陽江：RCC－M第三章核與輻射應(yīng)急救援需求與現(xiàn)狀調(diào)研與分析一、核與輻射應(yīng)急救援需求(一)核電站作業(yè)需求核電站在不同階段對機(jī)器人有不同的要求，如表5所示。表5在核電站不同階段中的功能需求階段功能需求環(huán)境條件常規(guī)操作（預(yù)防/預(yù)測/維修）輻射劑量低；結(jié)構(gòu)化環(huán)境事故發(fā)生時(預(yù)警）事故評估與分析、初步安全處理、報警輻射量出現(xiàn)突變，但持續(xù)時間短暫重大事故應(yīng)急響應(yīng)現(xiàn)場處置/通信設(shè)備的組裝等輻射劑量高，持續(xù)時間長；非結(jié)構(gòu)化環(huán)境現(xiàn)場指揮信息融合與處理、遙操作、與上級指揮中心的協(xié)調(diào)溝通人在回路遠(yuǎn)程指揮中心重大決策人在回路重大事故災(zāi)后重建輻射量的持續(xù)監(jiān)控、建筑物拆除/重建、路障及垃圾清除、設(shè)備拆解晰核電站退役核電站退役處置輻射劑量高，持續(xù)時間長；結(jié)構(gòu)化環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測13132223臺。其中，建1985332010910福島核電站(屬于二代)考慮，但與正在發(fā)展的第三代、第四代核電廠相比，在安全性方面仍然存在重大隱患。其中，秦山核電站和大亞灣核電站，運(yùn)行時間17年，正值設(shè)備檢修、更換的頻繁期。因此，必須加強(qiáng)對核電設(shè)施進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測和維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)并更換老化、故障設(shè)備，并對廢棄核裝置進(jìn)行去污和拆卸等，以保證核電站正常、安全的運(yùn)行。這些作業(yè)需要在放射性環(huán)境下進(jìn)行，若由工作人員直接進(jìn)入對設(shè)備進(jìn)行維修、檢查等操作，無疑會受到大量的輻射，嚴(yán)重的可能造成人員傷亡事故；另外，需要監(jiān)測和維護(hù)的設(shè)備繁多、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、場地狹窄，有些地方還是人不可到達(dá)的區(qū)域；而且，人工操作任務(wù)繁重，人為失誤可能引起更為嚴(yán)重的事故(如美國三哩島、前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故，就與操作員的判斷和操作失誤有關(guān))。如果采用機(jī)器人來進(jìn)行日常監(jiān)測和處理，可監(jiān)測的空間范圍、靈活性與可信度都大大提高。而且機(jī)器人靈巧的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)完全可以代替人類來進(jìn)行老化故障設(shè)備的拆換、日常檢修、去污處理。核電站日常檢修定期針對核島設(shè)備和常規(guī)島設(shè)備進(jìn)行檢修，包括：燃料組件裝卸；燃料組件檢查；堆芯和乏燃料水池檢修；反應(yīng)堆壓力容器及堆芯；蒸汽發(fā)生器。在役無損檢測核電站與常規(guī)電站一樣，有著眾多的管道、容器及熱交換器等機(jī)械部件、設(shè)備，在其制造、安裝及運(yùn)行中必須進(jìn)行相關(guān)的無損檢測（NDT）來驗證或確保其現(xiàn)有的安全狀態(tài)與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相符或滿足設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行的安全準(zhǔn)則的需求。核電站機(jī)械部件與常規(guī)電站或諸如石化工業(yè)等領(lǐng)域的機(jī)械部件相比，除具有放射性運(yùn)行環(huán)境和大量采用奧氏體不銹鋼材料外，在其他方面并沒有過多的不同之處。對于設(shè)備的幾何尺寸和承受的溫度、壓力等參數(shù)，火電和石化領(lǐng)域甚至遠(yuǎn)超過核電站。但是，核電NDTNDT活動有著不同。NDT檢查活動必須采用自動的、遠(yuǎn)程的檢查設(shè)備和技術(shù)來完成，同時反應(yīng)堆回路的高放射性環(huán)境也為該環(huán)境下的機(jī)械部件提供了一個特殊的缺陷萌生誘因-脆化。社會公眾對核電站安全的高度關(guān)注導(dǎo)致核電站具有與其它工業(yè)領(lǐng)域所不具有的核安全考慮和要求，也正是公眾高度關(guān)注的核安全要求，從而催生了確保核電站設(shè)備、部件進(jìn)行安全檢查與評估的NDTNDT檢查技術(shù)必須具有更高的缺陷探測能力和檢查結(jié)果的高可靠性，從而保證對核安全設(shè)備作出更加準(zhǔn)確的安全狀態(tài)評估和判斷。事故前預(yù)警為保證機(jī)器人有充分的感知能力，機(jī)器人上將裝配有多個傳感器，單一的傳感器只能獲取某一方面的信息，無法全面反映對象的準(zhǔn)確狀態(tài)，而且單一傳感器的觀測值可能存在不確定或者偶然的異常情況。因此，采用信息融合技術(shù)，利用多元信息的互補(bǔ)性來提高信息的質(zhì)量，以解決單一傳感器對復(fù)雜系統(tǒng)描述能力的不足。多傳感器信息融合實際上是對人腦綜合處理復(fù)雜問題的一種功能模擬，它的基本原理就像人腦綜合處理信息的過程一樣，充分利用多個傳感器資源，通過對各種傳感器及其觀測信息的合理支配與使用，將各種傳感器在空間和時間上的互補(bǔ)與冗余信息依據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則組合起來，產(chǎn)生對觀測環(huán)境的一致性解釋和描述?；谛畔⑷诤系慕Y(jié)果，對核電站安全性做出全面評估，制定多級預(yù)警策略，根據(jù)事件的不良程度與緊急程度下達(dá)指令，實施相應(yīng)級別的預(yù)警應(yīng)急方案，以對危機(jī)事件提前進(jìn)行“有效的、阻斷性的干預(yù)”。數(shù)據(jù)融合有三個層次：數(shù)據(jù)層、特征層和決策層。數(shù)據(jù)層融合是最低層次的融合，是在各種傳感器的原始信息未經(jīng)預(yù)處理之前就進(jìn)行綜合和分析，優(yōu)點(diǎn)是保持了盡可能多的現(xiàn)場信息，缺點(diǎn)是處理的信息量大，所需時間長，實時性差。特征層融合屬于中間層次的融合，利用從各傳感器的原始信息中提取的特征信息進(jìn)行綜合分析和處理。決策層融合是高層次的融合，融合的結(jié)果直接作為終級決策的依據(jù)，其優(yōu)點(diǎn)是：具有很高的靈活性，對信息傳輸帶寬要求較低，能有效地融合反映環(huán)境或目標(biāo)各個側(cè)面的不同類型信息，具有很強(qiáng)的容錯性；通信容量小，抗干擾能力強(qiáng)；對傳感器的依賴性小，傳感器可以是異質(zhì)的；融合中心處理代價低。實際中，可采用以決策層融合為主、輔以特征層融合的方法，即對部分同質(zhì)傳感器，可在特征層進(jìn)行融合，提高測量精度；最后進(jìn)行決策層的融合，得出綜合、優(yōu)化的終極決策。決策層融合的結(jié)1~7級。應(yīng)急事故處理根據(jù)預(yù)警中對輻射事故的分級，建立輻射事故應(yīng)急分級響應(yīng)機(jī)制，不同級別的輻射事故啟動不同級別的應(yīng)急預(yù)案。事故的響應(yīng)分為三大部分，現(xiàn)場處置、現(xiàn)場指揮和遠(yuǎn)程指揮。1）現(xiàn)場處置：核事故是指大型核設(shè)施發(fā)生的意外事件，可能造成人員受到放射損傷和放射性污染。嚴(yán)重時，放射性物質(zhì)泄漏到廠外，污染周圍環(huán)境，對公眾健康造成危害。核事故主要包括核反應(yīng)堆事故、燃料循環(huán)設(shè)施事故、其他核事故等。核反應(yīng)堆事故核反應(yīng)堆由堆芯、冷卻回路等構(gòu)成。其中，堆芯一般由若干根燃料組件和控制棒構(gòu)成，冷卻回路則包括一回路、二回路、三回路子系統(tǒng)。該類事故的主要環(huán)境特點(diǎn)為：空間狹小，管道錯綜復(fù)雜，閥門、墻體均可能成為救援阻礙。核反應(yīng)堆事故又包括安全殼事故、水池事故、穩(wěn)壓器事故、蒸汽管道事故、冷卻劑管道事故、堆芯損傷事故等。安全殼事故主要指的是嚴(yán)重事故下的安全殼失效行為，包括氫氣燃燒導(dǎo)致的氫爆、底板燒蝕與熔穿、超壓引起殼體開裂、隔離失效等。安全殼的結(jié)構(gòu)形式一般是圓柱形或者圓形，其內(nèi)部空間包括最主要的核設(shè)施和冷卻裝備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。水池事故主要包括存在異物和池壁泄漏兩種。典型的水池環(huán)境為：水池長、寬均在近十米至十幾米，高幾米至十幾米，一般都在底面和墻面貼覆不銹鋼板作為內(nèi)襯，板厚一般為4mm～6mm。不銹鋼內(nèi)襯通過與預(yù)埋件焊接，從而和混凝土主體牢固相連。水池內(nèi)還有接管、支撐及其它結(jié)構(gòu)件。穩(wěn)壓器事故主要指的是開關(guān)閥門失效、閥門破口等行為。穩(wěn)壓器的主要功能是保持一回路中的穩(wěn)定壓力，防止水容積的快速變化。穩(wěn)壓器事故的典型環(huán)境為：閥門均為大型閥門，周圍管道錯綜復(fù)雜。蒸汽管道事故主要指的是蒸汽發(fā)生器管道的堵塞、泄漏、斷裂等事故。蒸汽發(fā)生器的主要功能為傳遞熱量、隔離一/二回路。冷卻劑管道事故主要指的是冷卻劑輸送管道因長期使用導(dǎo)致的磨損、泄漏等行為。該類事故的主要環(huán)境特征為：通道狹窄，工作空間小。堆芯損傷事故主要指的是燃料棒、控制棒及其支撐機(jī)構(gòu)的失效行為。堆芯損傷事故屬于較為嚴(yán)重的事故，經(jīng)常需要關(guān)閉反應(yīng)堆。其主要環(huán)境特征為：空間狹小、高溫高壓、強(qiáng)輻射。燃料循環(huán)設(shè)施事故燃料循環(huán)設(shè)施事故包括掉電、失竊、喪失屏蔽、臨界事故、乏燃料池水位下降等。其他核事故其他事故主要包括散落源、喪失屏蔽等。針對發(fā)生的核事故，迫切需要以下三類裝備從事嚴(yán)重事故下的救災(zāi)工作。第一類是強(qiáng)輻射環(huán)境偵測機(jī)器人，如核事故后用于環(huán)境偵測的地面爬行機(jī)器人、低空旋翼機(jī)器人，這類機(jī)器人需搭載多種傳感器。能快速、準(zhǔn)確測量核事故環(huán)境下的輻射劑量率、溫度、壓力、氧氣濃度、有害氣體濃度等關(guān)鍵參數(shù)，為制定事故處理對策和措施提供依據(jù)。第二類是應(yīng)急通道路障清除機(jī)器人，這類機(jī)器人一般具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力、較完備的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)和目標(biāo)自動識別功能。核事故后的路障清除機(jī)器人除必須具備普通路障清除機(jī)器人的特征外，還必須具備其獨(dú)有的特點(diǎn)，如高輻射污染源清除技術(shù)，高輻射環(huán)境末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制技術(shù)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高負(fù)載技術(shù)等。這類機(jī)器人能夠自主對應(yīng)急通道的雜物進(jìn)行清除，以方便為應(yīng)急人員或其他維修機(jī)器人提供應(yīng)急通道。第三類是嚴(yán)重事故現(xiàn)場應(yīng)急操作及維修機(jī)器人，針對核事故狀態(tài)和不同的設(shè)備損傷狀況，需要功能、結(jié)構(gòu)各不相同的現(xiàn)場應(yīng)急操作及維修機(jī)器人。這類機(jī)器人種類繁多，可以分別完成一些確定的任務(wù)，同時都具有一些共性技術(shù)，包括高輻射環(huán)境下驅(qū)動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的適應(yīng)技術(shù)、復(fù)雜環(huán)境下的搜索路徑規(guī)劃技術(shù)、末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的精確定位技術(shù)、水下仿生技術(shù)、水下動靜密封技術(shù)、實時視頻傳輸技術(shù)、機(jī)器人電氣系統(tǒng)耐輻射技術(shù)和狹小空間的適應(yīng)性技術(shù)等?，F(xiàn)場指揮：迅速準(zhǔn)確的把握好事故現(xiàn)場的嚴(yán)重程度，充分了解可利用的人力物力資源，并對其進(jìn)行清晰明確的調(diào)度，調(diào)整好現(xiàn)場救援的節(jié)奏，使其有條不紊。力圖在保證人員安全的情況下將損失降到最小。遠(yuǎn)程指揮：不斷了解從現(xiàn)場傳來的消息，并對其加以分析，在聽取專家意見的基礎(chǔ)上，作出大方向上清晰正確的決策。定時向外界發(fā)布現(xiàn)場信息。事后處置在人員全部疏散，事態(tài)得到控制，核電站處于穩(wěn)定狀態(tài)之后，對事后現(xiàn)場的處理也是一項巨大的工程。首先，對核電站還要進(jìn)行不間斷的、全方位的監(jiān)測與預(yù)警，以防二次事故的發(fā)生。其次，核反應(yīng)堆內(nèi)部燃料等的處理是一個大問題，還有反應(yīng)堆外部被核輻射污染的大量建筑材料以及碎片等等。這些高輻射的廢物對人的傷害很大，而且很多重物的處理也是人力所不能及的，很多機(jī)器人恰恰能夠勝任這種工作，而且比人類做的更好。應(yīng)用監(jiān)測機(jī)器人繼續(xù)對核電站進(jìn)行檢查，同時巡邏機(jī)器人對現(xiàn)場進(jìn)行重構(gòu)并且擬定合適的作業(yè)路線，清障機(jī)器人為后面的大型廢物處理機(jī)器人掃清道路，大型廢物處理機(jī)器人將被污染的廢物運(yùn)送到規(guī)定的地點(diǎn)進(jìn)行安全處理。核電站機(jī)器人作業(yè)需求小結(jié)根據(jù)上述分析，可歸納得到機(jī)器人在核電站檢修、事故處置、無損檢測等方面的功能需求，如表6所示。表6核電站機(jī)器人功能需求小結(jié)核電站日常檢修燃料組件裝卸整體螺栓拉伸機(jī)燃料組件檢查堆芯和乏燃料水池檢修反應(yīng)堆壓力容器及堆芯蒸汽發(fā)生器核電站應(yīng)急事故處理堆芯和乏燃料水池異物打撈控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)焊縫缺陷修復(fù)堆芯重要設(shè)備應(yīng)急處理燃料組件事故處理壓力管道缺陷處理核電站關(guān)鍵設(shè)備無損檢測反應(yīng)堆壓力容器蒸汽發(fā)生器核電站管道其他方面的應(yīng)用廢物處置、核電巡檢等(二)熱工廠作業(yè)需求熱工廠的主要功能是將核電廠產(chǎn)生的廢料進(jìn)行去污。其環(huán)境示意圖如圖7所示。作為特殊的涉核場所，熱工廠的日常作業(yè)涉及到大量的核工業(yè)機(jī)器人裝備。常見的熱工廠作業(yè)包括：開箱室打開廢料箱。開箱作業(yè)涉及吊運(yùn)、松開螺栓等具體操作。出，需要抓取機(jī)器人抓取廢料。污。要求的廢料才能進(jìn)入加工車間。需要進(jìn)行補(bǔ)焊、打磨進(jìn)行二次使用。切削作業(yè)形成可使用的產(chǎn)品。一步形成可以使用的核電站設(shè)備。廢物處置。開箱室開箱室廢料收集廣場加工車間庫房去污室圖7熱工廠作業(yè)示意圖(三)核設(shè)置退役核與輻射設(shè)施使用期滿或因其他原因停止服役后，為工作人員和公眾的健康安全及環(huán)境保護(hù)而采取的行動稱為核設(shè)施退役，其最終目的是實現(xiàn)場址不受限制的開放和使用。設(shè)施或其保留部分與新的或已有的設(shè)施合并，所在場址仍受管理機(jī)構(gòu)或行政機(jī)構(gòu)的控制，也界定為核（與輻射）設(shè)施退役終態(tài)。核設(shè)施退役作業(yè)的主要對象包括反應(yīng)堆設(shè)施、核燃料后處理工廠、核電廠、核熱電廠、核供氣供熱廠、輻照廠及其他一些核設(shè)施。核設(shè)施退役作業(yè)按照退役過程可以劃分為四個階段：退役過渡期，外圍系統(tǒng)拆除、反應(yīng)堆拆除、后續(xù)處理。退役過渡期3-5其處在安全狀態(tài)為拆卸做好準(zhǔn)備，其主要工作包括：現(xiàn)存廢物清理；(3)初步系統(tǒng)去污；(4)含鉻廢水處理，去離子水處理；(5)乏燃料水池清洗；外圍系統(tǒng)拆除退役過渡期以后，核設(shè)施的退役會進(jìn)入外圍系統(tǒng)拆除階段，該階段的主要工作是拆除反應(yīng)堆的輔助系統(tǒng)，主要包括：主要工藝系統(tǒng)、試驗回路的設(shè)備及零部件的去污、拆除、解體、切割、包裝、外運(yùn)；(3)(4)廢棄的儀、控、電設(shè)備處理。反應(yīng)堆拆除核設(shè)施退役拆除，包括了工藝系統(tǒng)、設(shè)備和儀表的拆卸，也包括設(shè)施和建筑物的拆毀。其主要作業(yè)包括：反應(yīng)堆本體的拆除、去污。包括實驗管道、控制棒及導(dǎo)管、測量導(dǎo)管、反應(yīng)堆頂部屏蔽鋁塞、反應(yīng)堆容器內(nèi)殼、石墨砌體、砂層實驗管道等；X澆水泥、放射性測量、外運(yùn)；后續(xù)處理后續(xù)處理主要是指反應(yīng)堆拆除后的檢測工作，主要是最終源檢查作業(yè)。(四)放射性廢物處置放射性廢物包括運(yùn)行廢物和退役廢物兩部分，按照承載的放射性活度分為放射性廢物、豁免廢物和工業(yè)垃圾三大類?；砻鈴U物根據(jù)一定的條件，可以就近掩埋。工業(yè)垃圾主要是混凝土、磚瓦、砂石等，可以就近回填處置。固體放射性廢物可以進(jìn)行減容、裝容、分類處理；液體放射性廢物可以經(jīng)過蒸發(fā)、廢樹脂固化然后裝桶處理；氣體放射性廢物主要通過加壓、過濾、吸附、除濕等方式進(jìn)行處理。固體放射性廢物的處理主要包括以下作業(yè)：檢測作業(yè)。廢料桶封蓋之后，需要進(jìn)行有效的檢測，只有檢測合格之后，才會進(jìn)行封存。取蓋作業(yè)。廢料箱進(jìn)入廢物處理室，需要自動化裝置取下封蓋。切割作業(yè)。對于較大型的放射性固體廢物，需要對其剪切，滿足裝桶需求。壓縮作業(yè)。為了有效利用廢物收集桶，小型可壓縮放射性廢物需要進(jìn)行壓縮，進(jìn)而裝填。封蓋作業(yè)。當(dāng)液體和固體放射性廢物裝桶完畢后，需要進(jìn)行無人封蓋作業(yè)，包括自動抓取、對準(zhǔn)、上螺栓等。充填作業(yè)。廢物裝桶之后，需要將濕混合物從配料站充填至廢物桶內(nèi)。分揀、裝箱作業(yè)。切割完畢的放射性廢物需要進(jìn)行分揀、裝箱作業(yè)，以完成放射性廢物的處置。液體放射性廢物的處理主要包括以下作業(yè)：檢測作業(yè)。(3)氣體放射性廢物的處理主要包括以下作業(yè)：檢測作業(yè)。壓縮作業(yè)。將廢氣壓縮注入衰變箱，使廢氣中的短壽命核素基本衰變完畢。過濾吸附作業(yè)。采用活性炭、硅膠、活性氧化鋁、分子篩等吸附核素。低溫蒸餾作業(yè)。利用同一溫度下惰性氣體與其他氣體之間的不同揮發(fā)性分離惰性氣體。(五)輻射事故作業(yè)需求輻射事故指的是除核設(shè)施事故之外，放射性物質(zhì)丟失、被盜、失控或者放射性物質(zhì)造成人員受到意外的異常照射或環(huán)境放射性污染事件。輻射事故主要包括卡源、屏蔽失效、控制設(shè)備失控三種。輻射事故的典型場景是輻照廠，其環(huán)境特征可以概括為：甬道狹小且彎曲、鋼筋混凝土墻體很厚、貨物眾多、散落源可能被掩埋、局部輻射劑量較大。針對可能發(fā)生的輻射事故，可能存在的應(yīng)急作業(yè)主要包括：同位素的種類、活度，在第一時間確定污染范圍和污染程度，必須具備完備的移動監(jiān)檢測裝置。阻塞，需要進(jìn)行道路清理。(六)其他不可接近場合事故輻射環(huán)境是一種特殊的惡劣環(huán)境，該環(huán)境下的應(yīng)急裝備在一些其他事故場合下同樣存在著廣泛的應(yīng)用前景，包括生化事故、爆炸事故等。二、各國核電站機(jī)器人發(fā)展計劃國外核電機(jī)器人的發(fā)展歷史較長，美國、法國、德國、日本等40究工作。美國阿貢實驗室開發(fā)的世界上最早用于核工業(yè)，名為M1的遙控式機(jī)械手，它可用于放射性物質(zhì)的操作，有效降低了人員的Odex1997本早稻田大學(xué)開發(fā)出世界上第一臺雙足行走機(jī)器人，用于核電站設(shè)備的檢查工作。近年來，歐美和日本等國家實施了關(guān)于核工業(yè)機(jī)器人的大型研究計劃，研制了功能更強(qiáng)、可靠性更高，并且可以適應(yīng)核輻射環(huán)境、實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作的核電站機(jī)器人。世界七國聯(lián)合發(fā)起的ITER（InternationalThermonuclearExperimentalReactor）計劃中，153m，高從真空室（核反應(yīng)室）取出，運(yùn)送到熱室（維修室）進(jìn)行處理或者維修。(一)美國核電站機(jī)器人的發(fā)展計劃美國機(jī)器人工程與智能系統(tǒng)研究計劃RISP美國機(jī)器人工程與智能系統(tǒng)研究計劃RISP（RoboticsandIntelligentSystemProgram）1986年開始的一個綜合性研究項目。該項目研究經(jīng)費(fèi)由美國能源部、國防部、國家航天航空局及其他一些單位提供,1000RISP的主要研究目的是采用機(jī)器人實現(xiàn)簡單的日常操作自動化,機(jī)械的智能化,設(shè)計能對意外情況進(jìn)行學(xué)習(xí)與理解的機(jī)械；開發(fā)動作靈巧的機(jī)械手和移動式機(jī)器人；傳感器與視覺,美國先進(jìn)反應(yīng)堆用機(jī)器人發(fā)展計劃該計劃是由佛羅里達(dá)、密歇根、田納西和德克薩斯四所大學(xué)以用機(jī)器人進(jìn)行危險作業(yè)以降低操作工人在具有輻射的環(huán)境下作業(yè)或停留的時間以及為監(jiān)督、修復(fù)和維修核裝置或其它設(shè)備提供經(jīng)濟(jì)方便的途徑。該計劃主要的研究領(lǐng)域有：,研究一套能夠使機(jī)器人全面探測環(huán)境的傳感器系統(tǒng)；,功能；體模型：開發(fā)能夠把部分傳感器信息和系統(tǒng)環(huán)境先驗知識應(yīng)用于機(jī)器人系統(tǒng)的三維體模型；,在任意兩個位置之間移動；智能：對不同部件和不同層次復(fù)雜系統(tǒng)出現(xiàn)的不同程度、不完全的信息作出決策。開發(fā)模塊化決策系統(tǒng)保證機(jī)器人的移動性。當(dāng)接收到移動位置信息時,能夠作出如何移動可動平臺的決策。美國能源部（DOE）的環(huán)境恢復(fù)和廢物管理(ER&WM)五年計劃19931997195億美元開展環(huán)境恢復(fù)和廢物管理計劃,,域有：Remediantion中的應(yīng)用；(3)開發(fā)用于裝載杯生產(chǎn)爐的機(jī)器人系統(tǒng)；(5)開發(fā)等離子體火焰切割機(jī)器人定位系統(tǒng)。美國西屋公司的遙操作檢修機(jī)器人美國西屋公司研制的第三代通用性核機(jī)器人ROSAIII如圖8示，它可以對蒸汽發(fā)生器一回路側(cè)進(jìn)行檢查和維修服務(wù)。在采用ROSAIII檢查蒸汽發(fā)生器時,通常把它用螺栓擰緊到蒸汽發(fā)生器開ROSAIII,檢修人員不需要進(jìn)入蒸汽發(fā)生器腔室,可以在300米距離處遠(yuǎn)程遙控機(jī)器80ROSAIII可完成如下檢修服務(wù):渦流探測(包括自動拋光和旋轉(zhuǎn)扁平線圈[RPC]探測)三波道超聲波檢驗(UT)RPC檢查相結(jié)合,穩(wěn)定裝備，插入式堵塞裝置，激光焊接直管維修和就地泄漏試驗。圖8ROSAIII機(jī)械手示意圖(二)日本核電站機(jī)器人的發(fā)展計劃日本原子能委員會的“原子能開發(fā)利用長期計劃”19871988年開始執(zhí)6年的“參加單位包括東京大學(xué)等四所高等學(xué)校。該項目的最終目標(biāo)是開發(fā)基于感覺信息、具有自主規(guī)劃能力、能完成各種安全作業(yè)能力的自主型智能機(jī)器人系統(tǒng)。日本極限作業(yè)機(jī)器人計劃這是由日本通產(chǎn)省負(fù)責(zé)、自1983年到1990年的開發(fā)計劃,政府200,品是壁面爬行和四足步行機(jī)器人。核救災(zāi)機(jī)器人日本通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)院制定了開發(fā)核災(zāi)害救助機(jī)器人的計劃。研究開發(fā)的機(jī)器人需具有優(yōu)良的抗輻射能力和遠(yuǎn)距離操作性能，并能在中子射線等輻射的危險環(huán)境中收集信息或進(jìn)行事故處理。日立公司開發(fā)了60.9m10kg331kg400.2m高的臺階或樓梯。圖9SWAN機(jī)器人系統(tǒng)組成MARS-A b)MARS-T圖10三菱重工開發(fā)的核事故預(yù)防機(jī)器人MARS-A和MARS-T440kg，可進(jìn)行開關(guān)門/閥門、管道鉆孔以及去污作業(yè)；MARS-T機(jī)器人尺寸（50公斤。40度斜坡、0.2m高的臺階或樓梯。(三)歐洲核電站機(jī)器人的發(fā)展計劃法國RAM19831億法郎開發(fā)機(jī),自主控制的多用途機(jī)器人。法國CYBERNETIXKHG公LMF實現(xiàn)核反應(yīng)設(shè)備的拆卸、維修、更換等操作。機(jī)器人右臂是電機(jī)驅(qū)625kg,4自由度機(jī)械臂，帶有標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動和連接，兩臂協(xié)同實現(xiàn)對核部件的各種操作。1992,它包括：研制三維目標(biāo)識別和定位處理系統(tǒng)；開發(fā)不同傳感器數(shù)據(jù)合成處理系統(tǒng)和模型鏈；開發(fā)安裝在機(jī)械手及末端操作器上的位置敏感系統(tǒng)；開發(fā)非視覺敏感系統(tǒng),為半自主避障和操作員提供信息?？査刽敹蚝搜芯恐行摹h諾威和紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)、核電氣公司、國際原子反應(yīng)堆建造公司及技術(shù)公司的研究人員合作,開發(fā)用于直接手動遙控操作和自主執(zhí)行作業(yè)的控制系統(tǒng)和人機(jī)接口。(四)我國核電站機(jī)器人的發(fā)展計劃我國核電站機(jī)器人起步較晚，相關(guān)產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。究其原因，是由于過去我國核電規(guī)模較小，核電機(jī)器人市場需求小，同時技術(shù)研發(fā)難度大，前期國內(nèi)只有極少數(shù)的科研單位展開了相關(guān)研究，部分研制產(chǎn)品可靠性不高，前期曾研制出的移動式作業(yè)機(jī)器人和壁面爬行機(jī)器人也未得到大面積行業(yè)推廣。隨著我國核電產(chǎn)業(yè)步伐的加快，多家核電運(yùn)營公司紛紛采購一些國外的機(jī)器人設(shè)備，但采購的國外核電站機(jī)器人往往價格昂貴，且核心技術(shù)仍掌握在國外公司手上，維護(hù)困難。隨著我國核電站的相繼建設(shè)，國內(nèi)核電行業(yè)對機(jī)器人的需求日漸迫切，國內(nèi)多家單位相繼開展了核電站機(jī)器人的研究及應(yīng)用，在核工業(yè)機(jī)器人方面取得了一定的成果。中國廣東核電集團(tuán)已經(jīng)聯(lián)合國內(nèi)機(jī)器人行業(yè)的優(yōu)勢高校和科研機(jī)構(gòu)，針對高輻射環(huán)境水下機(jī)器人、無損在役檢查設(shè)備、檢修機(jī)器人技術(shù)展開研究，并已開始建設(shè)核電站機(jī)器人研發(fā)實驗室等。湖北省機(jī)電研究院設(shè)計院在上世紀(jì)90年代受中國核動力運(yùn)行研究所委托，為廣東大亞灣核電站研制出核電站檢測機(jī)器人，用于檢查核島內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備蒸發(fā)器水室、穩(wěn)壓器筒體（呈1/4球狀）內(nèi)表面的裂紋、斑駁、腐蝕狀況等缺陷。機(jī)器人具有多個運(yùn)動關(guān)節(jié)，體積小，重量輕，具有在核輻射源下工作的保護(hù)措施。機(jī)器人由16位工業(yè)計算機(jī)控制，遠(yuǎn)距離信號傳輸，通過機(jī)器人頂部的CCD攝像機(jī)，對各150處理。華北電力大學(xué)對核電站檢修機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了預(yù)研，提出MIR21型履帶式核電站檢修機(jī)器人方案。該機(jī)器人移動平臺上裝有云臺，其上裝有高清晰攝像機(jī)，通過傳回的視頻信號，操作人員可以在異地觀察機(jī)器人所處的工作現(xiàn)場，靈活控制機(jī)器人的運(yùn)行。該機(jī)器人的主要特點(diǎn)是外形小巧簡潔、動作靈活迅速、作業(yè)效率高。2006器人，并交付廣東大亞灣核電站使用，這是中國針對核電領(lǐng)域自主研發(fā)的首臺水下異物打撈機(jī)器人。水下異物打撈機(jī)器人主要用于對核電站反應(yīng)堆堆芯上下部堆內(nèi)構(gòu)件吊出和回裝堆芯，進(jìn)行水下監(jiān)視觀察以及對落入反應(yīng)堆的異物進(jìn)行打撈。該機(jī)器人由水下爬行機(jī)、二維云臺、電視攝像系統(tǒng)、圖像壓縮存儲系統(tǒng)、機(jī)械手、清掃機(jī)、水下吸泵和操控器所組成。機(jī)械手主要拾取落入水池中的螺絲刀、扳手等較大的異物；清掃機(jī)主要掃取螺釘、螺母及墊片等較小的異物；水下吸泵用來吸取類似玻璃、油漆碎片等粉渣類異物，打撈異1公斤以內(nèi)。2008更換裝置，該裝置是核電廠檢測破損燃料棒，并對其進(jìn)行提取和更新的重要維修工具，在國內(nèi)同行業(yè)屬于首例自主研發(fā)的產(chǎn)品。哈爾濱工業(yè)大學(xué)與中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司聯(lián)合研制成功具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核反應(yīng)堆壓力容器檢查機(jī)器人系統(tǒng)，如11遙操作系統(tǒng)具有全三維動態(tài)模擬及實際控制、可離線編程仿真、測CNPO英國驗證中心）IVC認(rèn)證的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核反應(yīng)堆壓力容器檢查機(jī)器人系統(tǒng)，具備了在核反應(yīng)堆實際現(xiàn)場應(yīng)用的資質(zhì)，同時打破了此類產(chǎn)品被西屋等國外公司長期壟斷的343器存在缺陷，避免了重大核事故的發(fā)生。哈爾濱工程大學(xué)和核動力運(yùn)行研究所合作，研制出以核電站蒸汽發(fā)生器在役檢修應(yīng)用為背景的國內(nèi)首個多功能機(jī)械手系統(tǒng)，用于傳熱管渦流檢查、超聲檢查、堵管、襯管、水室表面電視檢查等檢修工作。機(jī)械手由一種可手腳互換的6計不僅提高了機(jī)械手的可靠性和可維護(hù)性，還使其能夠適應(yīng)不同型號蒸汽發(fā)生器的檢修需要。機(jī)械手特殊的兩端作業(yè)方式提高了檢修20作人員整體輻射水平。機(jī)械手采用一種可手腳互換的6自由度模塊化結(jié)構(gòu)方案，機(jī)械手主要由腳部(基礎(chǔ)模塊)、6個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)以及連桿模塊組成。第6關(guān)節(jié)集成了一個快速釋配接頭，用于檢修工具的快速裝拆。圖圖11核反應(yīng)堆壓力容器檢查機(jī)器人中科院沈陽自動化所針對核工業(yè)中產(chǎn)生的大量核廢料清理問題，結(jié)合機(jī)器人和吊車的特點(diǎn)，提出了一種新型的主從式處理機(jī)器人。機(jī)器人由滑車、機(jī)械臂和機(jī)械手組成。操作者通過攝像機(jī)觀察車間內(nèi)的情況，首先操作滑車使其運(yùn)動到廢料坑的上方，控制機(jī)械臂運(yùn)動到希望的位置。通過機(jī)械手的抓取廢料，然后運(yùn)動機(jī)械臂及滑車把發(fā)核廢料裝入指定的容器。最后由其它設(shè)備將容器運(yùn)出車間。JP-DZ-06圖所示，通過底部電機(jī)驅(qū)動的輪子導(dǎo)航，以自主或遙控的方式代替人對核電站高壓設(shè)備進(jìn)行實時巡檢，協(xié)助發(fā)現(xiàn)變電站的故障隱患、內(nèi)部熱缺陷等異?，F(xiàn)象。2012年，國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃專項“核環(huán)境遙操縱機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及原理實驗”項目啟動。本項目將圍繞核聚變裝置中遙操作維護(hù)機(jī)器人系統(tǒng)的以下關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，如抗輻照高溫的傳感器材料研發(fā)和器件工藝技術(shù)、高可靠性大負(fù)載機(jī)器人機(jī)構(gòu)及維護(hù)作業(yè)工具的設(shè)計技術(shù)、自動輸運(yùn)與導(dǎo)航技術(shù)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)、真空高溫環(huán)境下的固體潤滑和特種電子電氣技術(shù)、輻射防護(hù)技術(shù)等，重點(diǎn)攻克核環(huán)境下維護(hù)機(jī)器人亟待解決的機(jī)構(gòu)、感知、控制等共性關(guān)鍵技術(shù)，研制開發(fā)若干具有國際先進(jìn)水平的遙操作維護(hù)作業(yè)機(jī)器人原理樣機(jī)系統(tǒng)，研究相關(guān)的測試方法、測試設(shè)備，搭建模擬集成測試與實驗系統(tǒng)。該項目由北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、中國科學(xué)院沈陽自動化研究所等單位共同承擔(dān)。項目所設(shè)立的八個課題是：（1）托卡馬克遙操作柔性內(nèi)窺機(jī)械臂研究；（2）ITER部件轉(zhuǎn)運(yùn)車關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)基礎(chǔ)研究；（3）包層遙操作維護(hù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究；（4）多功能大尺度重載維護(hù)機(jī)械臂遙操作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)；（5）精細(xì)遙操作主從機(jī)器人與人機(jī)交互控制系統(tǒng)；（6）多功能巡檢與救援機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究；（7）視覺采集與場景建模關(guān)鍵技術(shù)研究；（8）托卡馬克遙操作維護(hù)機(jī)器人系統(tǒng)集成與測試關(guān)鍵技術(shù)。863重大課題“核電站專用機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用”863主題項目“特殊服役環(huán)境下作業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)由“核電站專用機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用、南極科考機(jī)器人、網(wǎng)路配線機(jī)器人”三個大課題組成，分別由中廣核集團(tuán)、中國極地研究中心和華為有限公司承擔(dān)，其中，中廣核集團(tuán)作為主題項目的牽頭單位并委托技術(shù)研究院具體承擔(dān)。863營需求為背景，研制在核環(huán)境下代替人員進(jìn)行工作或提高核電站安全性和經(jīng)濟(jì)性的機(jī)器人。以研究院工改中心為牽頭的項目組經(jīng)過近一年時間的精心準(zhǔn)備和艱苦努力，在運(yùn)營及工程公司支持下，聯(lián)合國內(nèi)機(jī)器人領(lǐng)域的知名高校，充分發(fā)揮“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)盟優(yōu)勢，成功完成了項目申報并通過了由科技部組織的多輪專家答辯，使863重大研究課題最終落戶中廣核，集團(tuán)將于近期在國家科技部的領(lǐng)導(dǎo)863863特別是日本福島核電站事故進(jìn)一步突顯機(jī)器人及相關(guān)技術(shù)在核電站的應(yīng)急救災(zāi)、事故處理、設(shè)備維修等方面的重要作用以及研制的和課題，必將推動機(jī)器人行業(yè)在核電站的大力發(fā)展，為我國高新技術(shù)在核電站應(yīng)用做出重要貢獻(xiàn)。國家973“核電站緊急救災(zāi)機(jī)器人的基礎(chǔ)科學(xué)問題”20121222973計劃項目“核電站緊急救災(zāi)機(jī)器人的基礎(chǔ)科學(xué)問題”啟動工作會議在浙江杭州隆重舉行，項目首席科學(xué)家為上海交通大學(xué)的高峰教授。項目由上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中南大學(xué)、華東理工大學(xué)、中廣核集團(tuán)中科華核電技術(shù)研究院、中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所七家單位共同承擔(dān)。結(jié)合國家核電站事故防范和救援的迫切需求以及核電站緊急救災(zāi)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展趨973統(tǒng)核防護(hù)”三個基礎(chǔ)科學(xué)問題，分設(shè)六個課題開展研究。通過項目研究，揭示機(jī)器人與核事故重載靈巧救災(zāi)任務(wù)適應(yīng)性規(guī)律、無網(wǎng)絡(luò)環(huán)境核事故救災(zāi)機(jī)器人人機(jī)交互與自律協(xié)同控制規(guī)律、救災(zāi)機(jī)器人信息采集與控制系統(tǒng)的核輻射損傷機(jī)理，突破核電站事故救災(zāi)機(jī)器人適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境和操作任務(wù)的機(jī)構(gòu)設(shè)計與高功率密度驅(qū)動技術(shù)、核事故機(jī)器人水下焊接作業(yè)技術(shù)、無網(wǎng)絡(luò)救災(zāi)環(huán)境多元信息感知和實時傳輸技術(shù)、救災(zāi)機(jī)器人自平衡動態(tài)穩(wěn)定控制技術(shù)、高耐輻射視頻傳感器設(shè)計與防護(hù)技術(shù)、救災(zāi)機(jī)器人作業(yè)過程模擬與實驗技術(shù)等，為開發(fā)國家亟需的核電站緊急救災(zāi)機(jī)器人提供科學(xué)理論和關(guān)鍵技術(shù)支撐，提升我國核電站重大事故預(yù)防和快速響應(yīng)與救援能力。三、核事故處理與救援機(jī)器人嚴(yán)重事故是指核電站發(fā)生如堆芯熔化這樣的超設(shè)計基準(zhǔn)事故，1987年的切爾諾貝利核事故和2011年發(fā)生的日本福島核電站事故都屬于嚴(yán)重事故。發(fā)生這樣的事故，迫切需要以下幾類機(jī)器人從事嚴(yán)重事故下的救災(zāi)工作。(一)輻射環(huán)境偵測機(jī)器人強(qiáng)輻射環(huán)境偵測機(jī)器人是核事故后用于環(huán)境偵測的地面爬行機(jī)器人、低空旋翼機(jī)器人，這類機(jī)器人需搭載多種傳感器，能快速、準(zhǔn)確測量核事故環(huán)境下的輻射劑量率、溫度、壓力、氧氣濃度、有害氣體濃度等關(guān)鍵參數(shù)，為制定事故處理對策和措施提供依據(jù)。地面爬行偵測機(jī)器人地面爬行偵測機(jī)器人機(jī)動性能靈活，可以在核電站外部進(jìn)行巡邏偵測，也能夠進(jìn)入到核電站內(nèi)部進(jìn)行偵測，能夠攜帶多種傳感器，對核電站各個角落的物理參數(shù)進(jìn)行全面的統(tǒng)計。采用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，多數(shù)攜帶高清攝像頭，相當(dāng)于機(jī)器人操作人員的眼睛，并通過這些攝像頭繪制出事故現(xiàn)場的3d模擬圖，為事故處理方案的制定和具體執(zhí)行奠定基礎(chǔ)。Monirobo日本向福島核電站派出了一款高輻射區(qū)域人員無法工作的專用Monioo（MontoringotMonroo由日本核安全技術(shù)，約1300402.4一支機(jī)械手用于移動障礙物和收集樣本。MoniroboMoniroboA和黃色MoniroboB。紅色那臺配備輻射探測、3D攝像機(jī)、溫度濕度傳感等。黃色那臺則用于收集粉塵樣品和檢測可燃?xì)怏w。兩臺機(jī)器人的外表都擁有輻射遮蔽層，用于輻射環(huán)境下工作，其內(nèi)部電子電路不會受到干擾和破壞。當(dāng)然兩臺機(jī)器人也少不了人類對其進(jìn)行操控，最遠(yuǎn)操作距離可1.1公里。Monirobo類型機(jī)器人的外形及結(jié)構(gòu)如圖12和圖13所示。12Monirobo機(jī)器人外形13Monirobo機(jī)器人組成機(jī)器人Quince的制造者是日本千葉工業(yè)大學(xué)。在福島第一核電站事故中擔(dān)任救援探測任務(wù)。機(jī)器人長50厘米，重27公斤，有8個輪子，內(nèi)部的所有電子元器件都經(jīng)過防輻射加固處理，可堅持在20SV的強(qiáng)放射性環(huán)境下工作，并且整機(jī)防水防震的，在有水的空隙或者夾縫里還可以正常運(yùn)作。Quince應(yīng)堆廠房內(nèi)的樓梯，依靠履帶傳動，機(jī)身上裝有輻射測量儀和水位計。它還能夠采集積蓄在廠房內(nèi)的污水。操作人員將在福島第一核700制。Quince機(jī)器人的機(jī)械手靈活到足以打開門把手，可以運(yùn)送糧食或其他補(bǔ)給品。這臺機(jī)器人最吸引人的地方在于它的傳感器，它裝備的紅外感應(yīng)器同時也是二氧化碳探測器，能夠檢測人體呼吸和體溫狀況。Quince機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及部分應(yīng)用情況如圖14所示。圖14Quince機(jī)器人iRobot直作為美國軍方作戰(zhàn)的利器。當(dāng)然，這類機(jī)器人作為核電站偵測機(jī)IROBOTPackbot510710。⑶Packbot510“Packbot”反狙擊機(jī)器人體型小巧，長0.87米，寬0.51米，高0.1818Pkbot中，如圖15圖15Packbot510機(jī)器人即將裝入美軍背包中的“Packbot”機(jī)器人十分結(jié)實，即使從1.8米的高度摔在硬質(zhì)混凝土上，也會毫發(fā)無傷。415奎恩與iRobot?特萊納解釋了機(jī)器人如何幫助救援日本反應(yīng)堆。兩家公司設(shè)計的機(jī)器人雖用于協(xié)助戰(zhàn)區(qū)的士兵，但它們也可快速改裝為救援機(jī)器人，應(yīng)對日本9級大地震引發(fā)的嚴(yán)重核事故。改裝后的機(jī)器人可以清理殘骸，測量輻射，穿行于被毀壞的反應(yīng)堆建筑內(nèi)部。iRobot510PackBotPackBot4860磅之間(2227公斤座體積與一個手提箱相當(dāng)。這種機(jī)器人能夠在殘骸中穿行，通過數(shù)百米長的光纖傳回實時圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)，如圖16圖16機(jī)器人進(jìn)入福島核電站7108英里(13公里200(90公斤)性碎石，如圖17所示。我國自行研發(fā)的核輻射檢測與應(yīng)急處理機(jī)器人在國家科技部高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）五”期間立項的《核輻射檢測與應(yīng)急處理機(jī)器人系統(tǒng)》專項課題，由中國原子能科學(xué)研究院和北京航空航天大學(xué)共同承擔(dān)，自行研發(fā)了核輻射檢測與應(yīng)急處理機(jī)器人系統(tǒng)。機(jī)器人系統(tǒng)包括兩個部分：一部分是機(jī)器人，另一部分是放射性污染“熱點(diǎn)”測量成像裝置。圖18圖圖17Warrior710機(jī)