航天晨光智能制造中心助推中国核废料处理行业发展纪实

近日，在湖北省武汉举行的第八届“创青春”中国青年创新创业大赛（科技创新专项）决赛中，航天晨光推送的“放射性废树脂屏蔽转运技术研究及工程化应用”项目在创新组智能制造及其他类的项目比拼中脱颖而出，斩获金奖。这项殊荣是对航天晨光在核废料处理领域科技水平的认可，同时也是对航天晨光近年来在该领域辛勤耕耘所取得成绩的肯定。

核废料处理难题初显现

放射性废树脂是核电站运行过程中产生的主要核废料之一。传统的核电技术中，放射性废树脂的转运主要采用管道输送的工艺，由于输送管道设施复杂，一旦出现故障，维修十分困难，难以保障废树脂的及时输送，影响反应堆的正常运行。

为解决上述问题，三代核电技术路线中采用车载转运的方式取代了落后的管道输送工艺——放射性废树脂屏蔽转运装置应运而生，其作用就是将核岛产生的放射性废树脂安全转运至核废物处理设施进行后续处理。由于国外技术的先发优势，国内福清、三门等核电厂只能采用进口设备转运放射性废树脂。随着我国具有完全自主知识产权的“华龙一号”三代核电机组的研发，实现废树脂转运设备的自主可控，已成为制约我国核电技术发展的“卡脖子”问题之一。

争做核废料处理行业的“拓荒牛”

2013年，在老一辈工程师的带领下，智能制造中心组成了老中青相结合的项目团队，并就“水压置换式放射性废树脂转运工艺”与上海核工程研究设计院开展合作，对放射性废树脂转运设备的设计、研制及性能等方面进行深入研究。在研制过程中，团队充分发挥主观能动性，从现有条件出发，克服种种困难，不断开拓前行。

工厂的试验车间条件恶劣，冬冷夏热，冬天温度低至-10摄氏度，夏天的温度高达到40摄氏度以上。在转运试验中，树脂经过转运置换后的残留值是体现试验效果的关键参数，为了保证每次残留值测量的准确性，团队成员在零下的严冬里在钻进冰冷的罐体中，将残留的树脂一点一点的掏出再测量。罐体每次只能供一人作业，老一代工程师们身先士卒，抢先进入罐体作业。为了避免在冬天罐体内待的时间太久，体温过低，大家轮流进入作业，保证了残留树脂测量的准确性。

屏蔽罐体在制造过程中需要在制造现场往腔体夹层中灌注融化状态下的铅水，以此作为做辐射防护层。但是在灌注过程中，需要时时刻对灌注速度等参数进行监测，同时需要观察是否有夹渣、气泡，否则会导致转运装置辐射防护要求达不到。为高质量完成铅层的灌注任务，团队成员冒着吸入有毒铅蒸气的危险，一直保持现场各项参数的监测，直到圆满完成铅层灌注任务。

反复摸索试验方式，持续优化工艺流程，不断调配最佳工艺参数……经过两年的艰苦研制，项目团队终于在2015年完成了第一代水压置换式样机的研制。样机的屏蔽性能完全达到防护要求，树脂卸载剩余率小于3%，大大优于国外6%的平均水平，成为国内首创。中国核能行业协会的院士专家也给出“该成果为国内首创，相关技术指标达到国外同类产品先进水平，具有良好的社会效益、经济效益和应用推广价值”的评价。

勤学“后浪”攻关技术难题

随着“水压置换式放射性废树脂转运装置”研制成功，项目团队中的青年也迅速成长起来。王强、张景柳、孙强等中青年工程师逐渐扛起大旗，沈博、朱波逐渐有了独当一面的能力。根据国内中核、国核不同三代核电机组的技术路线需要，项目团队在水压置换式样机的基础上不断进行工艺改进，深化废树脂转运技术研究。在随后的几年中，项目团队相继独立开发了真空抽吸式、水力抽吸式转运工艺，接连攻克放射性废树脂转运流程设计技术、放射性屏蔽容器灌铅工艺及检测技术、树脂装载卸载自动化柔性对接技术等关键技术，获得 “一种放射性废树脂屏蔽转运方法及其转运装置”等4项发明专利、3项实用新型专利，完全满足不同核电机组的技术要求，获得了客户的一致认可。

筑牢国家核安全基石

核工业是高科技战略产业，是国家安全重要基石。针对我国三代核电、四代核电越来越高的安全性和可靠性需求，智能制造研究中心在设备小型化、模块化、智能化、处理工艺与设备一体化等方面积极开展技术研究，同时还确立了新一代核三废处理装备团队的矩阵式管理模式。在矩阵式管理模式下，新一代核废料转运团队建立了“4+1”的协同工作机制，即按人员专业类别设立负责工艺设计、仿真、MES、WMS软件、物流、仓储等技术的总体技术室；负责机器人、非标装备设计、机电液控测应用技术的智能装备技术室；负责工业视觉、工控软件等技术的智能控制技术室；负责通讯、自组网、5G、RFID等技术的物联网应用技术室和负责市场开发和配备5名技术专家的技术服务室。新一代的核三废处理装备团队通过多科室、多学科、多技术融合，逐步开发了废物最小化、无人化、无害化的技术路线，形成一套完整的核电厂址放射性废物处理设施（SRTF）智能化解决方案，特别是放射性环境下废弃物跟踪和监控技术实现了国内首创，实现了核工装备的自主可控、国产替代，对推进核工装备产业发展、保障核能安全有重要意义。

目前，放射性废树脂屏蔽转运系列产品及解决方案已在多个项目上成功应用，航天晨光成为目前国内市场上唯一供货的厂家，并远销海外。实践证明，公司产品可完全替代进口产品，产品定价仅为进口产品的60%左右。本产品的国产化还将大大提高售后服务保障水平，从根本上解决进口设备在技术服务、售后维护、备件采购等方面面临的周期长、成本高的问题，打破了国外对核废转运产品的垄断。

做好核废行业的“扫地僧”

在金庸武侠小说里，曾把藏经阁里的“扫地僧”描写成世外高人，在那个武林豪杰辈出的年代，一名不起眼的无名“扫地僧”武功造诣却深不可测。在“大众创业、万众创新”的今天，人工智能、大数据、物联网造就了无数明星级技术团队。然而在众多明星行业之外，还有一些的技术团队，在自己的领域默默耕耘，不为外人所知，但却是各自业内一顶一的高手，他们用自己的青春与汗水推动着行业的进步。

航天晨光的核三废处理装备团队目前已经由年轻人担纲，后续他们将继续深耕核废处理领域，重点围绕中低放射性废物废物处理技术、核能的安全利用、核电站运行优化与自动控制。攻关方向主要包括先进核电站运行的安全性、经济性和灵活性，以及运行的自动化、智能化、远程化技术。在基于传统放射性废物处理工艺和关键技术基础上，融合物联网技术、大数据技术、在线监测技术、边缘计算技术等核心技术，实现放射性废物收集、处理、暂存、转运、处置的全生命周期跟踪管控。通过基于人工智能的机器视觉、机器人动态轨迹规划、远程操控和智能检测等技术手段，解决传统的效率低下、设备和废料状态模糊等问题，提高核电厂放射性废物处理过程的智能化、无人化水平，提升核电厂安全保障服务能力，努力实现“安全核电”的理念，为客户提供核废转运处理的全链路解决方案。

相信在不久的将来，项目团队定会不负重托，努力推动我国核废物处理领域向智能化方向发展，为核电提供个性化、智慧化的应用服务，为核电的可持续发展与应用服务迭代提供架构和数据支撑，助力中国核电腾飞，为世界核废处理发展贡献中国智慧。

原标题：开局十四五 开启新征程 | 航天晨光智能制造中心助推中国核废料处理行业发展纪实

来源：航天晨光