[科普中国]-远距离操作设备

简介

在退役中考虑远距离操作设备的主要目的是降低对工人的常规的和核的危害，它可以使经证实的技术最优化或自动化，采用它们使退役工作在更舒适的条件下进行，或可扩展到使用遥控机器人系统。1

远距离操作设备可以应用于不允许人工就近持续操作的恶劣环境下进行退役工作的地方，例如高放射性水平、人员不可能接近设备的地方、将工人的剂量减至最少以及容易提高机械和重复性操作的效率和工作负荷大的地方。1

远距离操作设备的选择需考虑方面编制去污和拆卸阶段的计划时，可以从以下三个方面考虑：

（1）只用手工操作；

（2）远距离人工混合操作的情况，从人工操作的遥控设备到由遥控站操作的遥控设备；

（3）完全遥控操作。

当选择这三种选项中的任何一个时，必须考虑各种因素，如价格、职业照射剂量和具体的管理特点。在各项选择中，使用遥控设备的费用不仅包括投资（设备及辅助系统），还包括设备的运行、维修、回收和处置费用。对于手工操作，必须包括任何额外去污工作，而去污工作对创造一个合适的低辐射环境和处置额外产生的废物（工作服、流出物等）是必需的。在对职业辐照剂量进行比较时，要将远距离设备安装、维修和事故排除过程中所受的剂量、增加去污工作造成的剂量、以及为达到手工退役所需条件而产生的流出物的废物处理所造成的剂量考虑进去。当考虑选项时，也需要比较一些管理特点，如可完成的时间表和如何使工作更容易和更有效。1

遥控设备应满足的条件从实用的观点出发，当选择遥控设备时，必须要满足下列条件：

（1）设备必须安全，且容易安装；

（2）设备必须容易去污，所产生的二次废物量限制在可接受的水平；

（3）对于工人来说，设备必须在可接受的剂量水平下易于维修。1

影响操作设备的特殊情况影响选择远距离操作设备的其它特殊情况包括：

（1）一般的技术、经济原因，如已经拥有遥控操作设备和在现场受过适当培训的队伍，可能会促使作出使用远距离操作的决定（特别对那些由于设施运行的需要，通常已安装有远距离操作设备的非反应堆核设施）；

（2）在剩余的工作可用手工操作前采用远距离作业，可以使工作效率获得显著的提高。1

特殊情况下遥控系统的组成在人员无法接近的地方，遥控系统可以由下列几部分组成：

（1）操纵工具用的遥控机械手；

（2）转运工具，如车辆，或者将机械手的随动手臂带人工作区的机械展开系统；

（3）贯穿系统，使转运工具和手臂可以进入工作区，同时能维持其密封；

（4）转运系统，将工具或废物送入或移出工作区。1

机械手与远距离操作设备远距离机械手可以模拟人手的操作。近年来，机械手取得了很大的进步，如从简单的剑式机械手发展为动力机械手，直至高精度的随动机械手，并有完全可拆卸的随动端。2

剑式机械手屏蔽工作箱通常使用带有专用附件的剑式机械手，有的剑式机械手具有腕关节和肘关节。2

主从机械手穿墙套管式主从机械手，载荷为5kg，并备有两个辅助运动性能，即可在横向和纵向作位移运动，如此，操作者可更好地进行观察，机械手在室内的覆盖范围更大。市场上可选择到满足特殊要求和目的的各种机械手。2

护套使用护套是为了防止对动臂的污染，保持包容设备的完整性，抗介质腐蚀及为更换和修理机械手提供一个安全系统。

美、英、德设计的商用密封机械手的主要结构其共同点是有一个机械密封穿墙管机构，为保证气体的密封，该机构通常位于热室墙中。维修时，从动臂可拆卸。2

热室尺寸、机械手和窥视窗的关系必须高度注意热室尺寸，机械手的载荷及窥视要求之间的关系。就机械手而言，热室屏蔽体的厚度决定了所用机械手的类型，热室的纵深宽度确定了从动臂的最大展开长度，该展开长度又决定了热室的最小高度。热室的长度或者称之为两个机械手之间的操作位置由二者之间的距离决定（通常是70～80cm）。窥视窗的尺寸由热室的屏蔽厚度、长和高决定。据此可计算出拆卸机械手所要求的空间。2

应用典例在联合王国，英国核燃料有限公司（BNFL）正使用远距离操作技术帮助非反应堆退役工程，包括：

（1）原塞拉菲尔德后处理厂（B204），由于设施中高、中放设备室的尺寸很大，需要在长方向展开系统上安装远距离操作机械手。

（2）用于开发现有B205厂的后处理中间工厂，在那里由于空间狭窄和屋顶低矮有一些特殊的限制。

（3）在MOX燃料生产中使用的干法造粒中间厂，这里主要考虑的是很高的钚污染。1