核电机械智能化与自动化技术研究

核电机械智能化与自动化技术研究

胡王宝   李健

海南核电有限公司 海南省昌江黎族自治县 572733

摘要：核能作为一种清洁、高效的能源形式，得到越来越广泛的应用。核电站做为核能发电的主要场所，设备的安全和智能化显得尤为重要。随着核能技术和智能化技术的不断发展和应用，智能化设备已成为核电站设备的必然趋势。本文通过对核电站设备智能化的研究与实践进行探讨，分析了核电站设备智能化的需求与挑战，提出相应的解决方案，为核电站设备的智能化发展提供有益的参考

关键词：核电站、智能化、设备、应用研究

前言

随着人类能源消耗量的不断增加，寻找可替代传统能源的清洁能源成为了全球范围内的热门话题。核能因其清洁、高效、可靠等优点，成为了世界各国发展清洁 能源的重要选择之一。然而，在核电站运行过程中，设备管理一直是一个重要的挑战，尤其是在安全、高效方面的要求越来越高的背景下，如何确保设备的正常运行、及时检修和保养，成为了核电站设备管理工作需要解决的难题之一。在传统设备管理的方法中，质量控制及维护任务主要通过人工作业来完成，但随着核电站设备的不断更新和更新，人工作业显然已经无法满足设备管理的需求。随着数字技术和人工智能（AI）技术的不断进步和成熟，将设备管理自动化、智能化是一个重要的发展趋势。

1.核电站设备智能化应用的重要性

1.1提高安全性

核电站的设备管理关系到核电站的安全，通过智能化应用能够大大提高设备管理的精度和效率，有效降低人为失误和操作风险，提高核电站的安全性。智能化应用可以通过传感器和采集设备实时收集和分析设备的各种数据指标，包括温度、压力、振动等等。通过对这些指标的分析和比较，可以实现对各类设备运行状况和风险情况的实时监测和预测。一旦发现设备的异常状况，就可以及时采取必要的措施防止设备故障引发的安全事故。通过智能化的软件和系统，设备管理人员可以在不进入危险环境的情况下，对设备进行操作和调试。这样既可以提高安全性，又可以降低操作风险。自动化控制可以大大减少人工干预，降低人为疏忽和错误导致的安全风险。通过对设备运行模式和状态的分析，智能化系统可以自动判断并采取必要的控制措施，确保设备运行在安全、稳定的状态下。

(二）提高效率

传统的设备管理需要大量的人力和物力支持，而智能化设备管理应用可以在保证安全的前提下提高管理的效率，减少人力支出和时间消耗。智能化应用可以自动监测设备运行状态，及时发现故障和异常情况，实现快速反应和响应。可以对设备运转数据进行分析和预测，根据分析结果提出相应的建议和决策，实现设备的优化运行和维护管理。可以通过远程控制的方式，实现对设备的远程监控和控制，为运营管理提供了更快捷、更便利的手段。可以自动生成各种设备运行报告，例如设备故障报告、设备系统运行报告等，提高设备运维管理的效率和精度。

（三）降低成本

智能化设备管理应用能够提高设备的使用寿命和稳定性，减少设备更换和维护的频率和费用，从而降低核电站的成本，提高经济效益。可以大大减轻人员手动操作的工作量，例如自动化检测、诊断和预测，使核电站管理人员可以更加高效地使用人力资源，从而降低劳动力成本。可以通过实时监测、分析和对设备运行状况进行预测，提高设备的利用率，避免因失效或停机导致的生产损失和维修成本的增加。可以帮助管理人员精细化控制物资消耗，例如通过对设备故障信息进行分析，优化备件的采购和使用策略，降低备件库存和物资消耗成本。

二、核电站设备智能化应用的策略

（一）采用物联网技术实现设备智能监测

 在核电站装备重要设备上安装传感器，例如，在离子交换器、反应堆压力容器、真空泵、蒸汽发生器、液化石油气储罐等设备上安装传感器，以便能够监测设备的实时运行状态，例如物质流量、温度、压力、湿度等。然后将这些传感器与物联网系统连接起来。通过连接的传感器，物联网系统能够实时采集到大量设备运行数据，必要时还可以采用机器学习等高级方法进行数据分析，以便更好地预测设备运行状态和把握设备偏差信号。这有助于及时发现设备故障，并制定相应的维修和维护计划。基于物联网技术提供的数据，核电站能够建立设备故障预测模型，从而实现对设备的预测性维护。通过对设备健康状态的实时监测与分析，预知设备的故障情况，提前采取预防或维护措施，有效降低设备的维修与停机成本，提高设备的可靠性和安全性。利用物联网技术提供的设备实时运行数据和设备状态模型，制定可操作的维修和保养计划，通过人机协同方法实现智能化维修。智能化维修是一项集知识组合与协作于一体的任务，目的是为了高效维护设备。物联网系统连接了许多设备，设备能够提供详细的运行过程数据，使得维修人员更加准确的察觉到故障，在实际维修中，更容易定位维修所需材料和工具，提高工作效率，提升维修的精确度，以确保设备安全可靠运行。

（二）建立设备先进维修平台

通过采用数据科学和人工智能等先进技术，对设备维修工作进行智能化管理，实现设备故障的快速响应和维修，提高设备的可用性和降低故障率。完善设备档案、或者机电设备档案，确保设备运行管理的准确性，编制维修预算和计划，同时建立设备故障诊断及维修记录，建立设备历史记录和运行状态曲线，便于对设备进行分析和优化管理，同时还要建立设备保养、检修和保险制度。这些手段可提高设备的可靠性和安全性，延长其使用寿命。核电站设备是复杂的机电系统，较难进行人工的诊断和维修，但现今的智能化维修技术可以较轻易地解决这个问题。将设备运行数据上传至智能化维修平台中，通过数据分析、人机协同、远程指导等手段实现对设备的快速故障诊断和准确的维修。这种方式可大幅度提高设备的可靠性，减少设备维修的时间和人力成本。建微信群用于维修人员和设备管理人员之间的沟通和信息传递，维修人员可以随时发布报告和处理进展情况，而设备管理人员可随时查看设备运行状态和维修进度。这种方式可实现对维修过程的及时管理和掌控，也提高了设备管理人员的工作效率，方便了工作流程的管理。针对各种类型和级别的维修人员，建立完整的培训体系，包括人员技能培训、系统知识传授、故障诊断与解决能力提高等，以确保维修人员的专业水平和技能跟上发展的步伐。

（三）安全智能检测

采用智能化的检测设备对核电站进出口、边境输电等安全领域进行监控，对危险情况进行快速反应和处理，确保核电站的安全运行。智能化设备检测技术可以通过传感器、智能算法等技术实现设备的检测和诊断。这种技术可以检测设备的各种细节和故障，并提供实时数据给维修人员，以更快地做出解决问题的决策。机器学习技术将数据建模和自适应控制方法相结合，以实现针对设备特性和故障的自适应维修。机器学习技术的使用可以实现数据分析和预测建模，通过预测可能的故障和需要维修的设备，以提前规划维修的工作计划，降低维修时间和成本，并防止因故障引起的事故。通过实施远程监控系统，可以实时监督设备状态并进行数据采集，提早发现异常，从而采取必要措施防止发生设备事故。

结语:

在本文中，我们对核电站设备智能化应用进行了深入的研究和探讨。通过对技术框架和关键技术的掌握，我们发现智能化设备的主要优势在于提高了设备的安全性、可靠性和效率，同时也降低了设备的维护成本。尽管核电站设备智能化应用在技术上已有重要进展，但是我们认为还有许多挑战需要克服。未来应致力于加强智能化设备管理的软硬件综合的质量提升，加大对于先进技术的研究和应用，着手发展智能化服务体系，打造真正依托智能技术优势的新型服务模式。

参考文献:

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