重水堆核燃料元件生產(chǎn)線端塞焊崗位

壓水堆核燃料元件生產(chǎn)線骨架焊機(jī)

　　核燃料元件，既是核電站的能量源泉，又是保護(hù)核電安全的第一道屏障。作為核燃料產(chǎn)業(yè)的最終產(chǎn)品，其品質(zhì)取決于成熟可靠的設(shè)計(jì)和工業(yè)生產(chǎn)，更與自動(dòng)化、智能化等現(xiàn)代科技手段的應(yīng)用發(fā)生著緊密聯(lián)系。

　　近日，記者跟隨中核集團(tuán)走進(jìn)內(nèi)蒙古包頭的中核北方燃料元件有限公司（202廠，簡(jiǎn)稱(chēng)“中核北方”），探訪其自動(dòng)化核燃料元件生產(chǎn)線，這是該公司首次系統(tǒng)、全面地向媒體公開(kāi)展示核燃料元件生產(chǎn)的“全貌”。

　　產(chǎn)業(yè)龍頭應(yīng)需而變

　　在核工業(yè)界，202廠是一個(gè)厚重和響亮的名字，它不僅是國(guó)內(nèi)核燃料元件種類(lèi)最多的生產(chǎn)商、供應(yīng)商和服務(wù)商，還擁有我國(guó)最為完整的鈾化工工藝、鈾冶金工藝、鈾粉末冶金工藝、核材料研究、核燃料元件研制和生產(chǎn)體系，更是我國(guó)最大的核燃料元件和鈾金屬研發(fā)和生產(chǎn)基地。

　　據(jù)中核北方執(zhí)行董事、總經(jīng)理馬文軍介紹，進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，公司搶抓核電發(fā)展機(jī)遇，大力拓展核電燃料元件制造和核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。目前已建成CANDU-6型重水堆燃料組件、AFA3G型壓水堆燃料組件、AP1000型壓水堆燃料組件和高溫氣冷堆燃料元件等產(chǎn)品生產(chǎn)線，形成了多元化、產(chǎn)能規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)新格局，為秦山二期、秦山三期、方家山等核電機(jī)組提供了可靠、安全、穩(wěn)定的燃料元件。

　　“此外，中核北方還研制完成了CAP1400自主化燃料原型組件、中國(guó)鉛基研究堆CLEAR-Ⅰ原型件等新型燃料元件，并正在開(kāi)展中科院專(zhuān)項(xiàng)釷基熔鹽堆燃料元件、ADS嬗變堆用燃料元件、海上浮動(dòng)平臺(tái)燃料元件、小堆燃料元件、環(huán)形燃料元件等新型燃料組件的研發(fā)。” 馬文軍向記者表示。

　　從二代到四代，從重水堆、壓水堆，到先進(jìn)新型堆，中核北方在過(guò)去五十多年中，積累了豐富的核燃料、燃料元件科研生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。而當(dāng)智能化、自動(dòng)化全面滲透進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)體系中，這家核燃料產(chǎn)業(yè)的龍頭企業(yè)選擇了主動(dòng)“迎變”。

　　中核北方總經(jīng)理助理、重水堆燃料元件廠廠長(zhǎng)張杰告訴記者，202廠各生產(chǎn)線由不同國(guó)家或地區(qū)引進(jìn)，建設(shè)時(shí)間不同，系統(tǒng)之間差別比較大。“因?yàn)樵O(shè)備多、人工操作多，導(dǎo)致工作效率和經(jīng)濟(jì)效益不高，人因影響也比較大。”

　　“面對(duì)設(shè)備系統(tǒng)改進(jìn)升級(jí)、生產(chǎn)效率提升和人力資源節(jié)約的內(nèi)部需求，以及《中國(guó)制造2025》和工業(yè)4.0等國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和概念的提出，甚至來(lái)自國(guó)外自動(dòng)化水平較高的同行競(jìng)爭(zhēng)壓力，中核北方必須盡早向智能制造的目標(biāo)邁進(jìn)，以提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，保障核電安全。”張杰說(shuō)。 

　　升級(jí)改進(jìn)效益盡顯

　　走進(jìn)重水堆燃料元件廠，橘黃色的ADU（重鈾酸銨）分解還原后變成黑色的二氧化鈾粉末，經(jīng)過(guò)壓制成為芯塊生坯。通過(guò)生坯上下料自動(dòng)工作站完成碼垛后，生坯由AGV自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)轉(zhuǎn)至下個(gè)工序，再經(jīng)過(guò)22個(gè)小時(shí)的燒結(jié)，二氧化鈾芯塊便基本成型。之后，通過(guò)在線檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行篩選，并完成烘干、磨削、裝管、端塞焊接等自動(dòng)化環(huán)節(jié)，重水堆核電站所用的燃料棒束便誕生了。

　　在不同的工序環(huán)節(jié)，不同的機(jī)器人發(fā)揮各自的功能，在替代人工操作的同時(shí)，有效地避免和消除了人因?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量造成的直接和間接影響，使產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定可靠。

　　據(jù)了解，從2012年開(kāi)始燃料元件生產(chǎn)線設(shè)備、系統(tǒng)自動(dòng)化改進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，中核北方以自動(dòng)化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)為依托，緊跟國(guó)家數(shù)字化、智能化產(chǎn)業(yè)政策，經(jīng)過(guò)四年卓有成效的持續(xù)推進(jìn)，核燃料生產(chǎn)線自動(dòng)化從無(wú)到有，從單體到系統(tǒng)集成，由點(diǎn)到面，由易到難，因地制宜地先后完成了十幾個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目的實(shí)施，并且均按計(jì)劃順利投入生產(chǎn)應(yīng)用，為核燃料生產(chǎn)線穩(wěn)定、安全，高質(zhì)量運(yùn)行發(fā)揮了舉足輕重的核心作用。

　　馬文軍告訴記者，自動(dòng)化改進(jìn)在有效減少人力資源占用、節(jié)約生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)線運(yùn)行績(jī)效、降本增效方面已經(jīng)體現(xiàn)出無(wú)可替代的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。通過(guò)幾年的實(shí)踐，各生產(chǎn)線伴隨自動(dòng)化系統(tǒng)日益成熟普及應(yīng)用，中核北方在生產(chǎn)運(yùn)行管理方面也由傳統(tǒng)人因管理模式向智能化、無(wú)人化管理模式轉(zhuǎn)變。“更重要的是，通過(guò)自主研發(fā)和合作開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)和鍛煉出一批從事自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、運(yùn)行維護(hù)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，為公司今后數(shù)字化、智能化項(xiàng)目推進(jìn)提供了堅(jiān)實(shí)的人才保障。”

　　張杰也向記者介紹，中核北方核燃料生產(chǎn)線點(diǎn)釬焊一體化系統(tǒng)，涂石墨自動(dòng)化系統(tǒng)，端塞焊去焊瘤一體化系統(tǒng)等自動(dòng)化改進(jìn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，有6項(xiàng)自主研發(fā)項(xiàng)目合計(jì)節(jié)約開(kāi)發(fā)成本200多萬(wàn)元。“自動(dòng)化系統(tǒng)投入使用后，崗位操作人員共計(jì)減少50多人，大大節(jié)約了人力資源成本。”

　　除了經(jīng)濟(jì)效益，管理模式的變革和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，讓中核北方在向智能化制造目標(biāo)邁進(jìn)的過(guò)程中嘗到了“甜頭”。

　　以重水堆核燃料生產(chǎn)線為例，隨著自動(dòng)化改進(jìn)升級(jí)工作持續(xù)推進(jìn)，以及設(shè)備系統(tǒng)優(yōu)化整合，生產(chǎn)操作及在線檢驗(yàn)人員將繼續(xù)減少，預(yù)計(jì)到2017年，整個(gè)生產(chǎn)線生產(chǎn)運(yùn)行及管理人員將不超過(guò)300人，主工藝生產(chǎn)線人員配備將少于200人，初步實(shí)現(xiàn)1噸鈾/人/年的目標(biāo)。”張杰說(shuō)。

　　此外，自動(dòng)化系統(tǒng)最核心的作用，是促進(jìn)設(shè)備系統(tǒng)本質(zhì)安全度的提升，穩(wěn)定和提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

　　張杰介紹，自動(dòng)化系統(tǒng)替代人工操作從根本上消除了人為安全事故發(fā)生的可能，減少了職業(yè)健康和輻射防護(hù)投入，使核燃料生產(chǎn)線設(shè)備系統(tǒng)本質(zhì)安全程度得到實(shí)質(zhì)性提高 。而在有效控制人因?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量的影響方面，以重水堆核燃料生產(chǎn)線為例，自動(dòng)化改造后，棒束產(chǎn)品合格率及釬焊成品率都達(dá)到了世界先進(jìn)水平。