中核北方重水堆核燃料生产线数字化转型纪实

2022-09-08 08:37  来源:中核北方CNNFC    重水堆  核燃料

2012年8月4日,中核北方重水堆核燃料元件生产线生产的第10万个燃料棒束顺利下线,2022年6月22日,中核北方重水堆核燃料元件生产线生产的第20万个燃料棒束顺利下线。转瞬10年已逝,我国首条也是唯一一条重水堆核电燃料元件生产线10年间历经单体自动化改造、信息化升级、数字化转型的蜕变,在光荣完成了37R核燃料棒束生产的历史使命后,成功踏上了37M燃料棒束生产新征程。


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2012年8月4日,中核北方重水堆核燃料元件生产线生产的第10万个燃料棒束顺利下线,2022年6月22日,中核北方重水堆核燃料元件生产线生产的第20万个燃料棒束顺利下线。转瞬10年已逝,我国首条也是唯一一条重水堆核电燃料元件生产线10年间历经单体自动化改造、信息化升级、数字化转型的蜕变,在光荣完成了37R核燃料棒束生产的历史使命后,成功踏上了37M燃料棒束生产新征程。

十年磨一剑,砺得梅花香

在数字化转型探索道路上,中核北方一路披荆斩棘,却又脚踏实地、步步为营。2010年第一台ABB工业机器人引进;2012年点焊、钎焊一体化设备改进,将两台各自独立的焊机连为整体,形成一条点焊与钎焊的自动化生产线;2014年端塞焊去焊瘤一体化设备改进,实现了端塞自动上料装置、进口半自动端塞焊机和国产去焊瘤装置的联机运行,建成了一条布局合理、运行稳定的元件端塞焊接、去焊瘤自动生产线,同时实现了设备关键数据的自动采集,为生产过程信息化奠定了基础;2015年芯块制备数字化生产线建设,整条生产线生产调度中央控制、工序上下料自动码垛,物料衔接AGV自动转运、立体库房物料自动存储,实现了整条生产线生产流程自动化,物料流通信息化,生产控制一体化;2016年至2017年,端板焊智能制造系统开发,实现元件拆码垛系统、组别识别与定位系统、元件装夹系统、物料传输系统、棒束焊接系统、棒束下料系统等。形成了一个有效运转的整体,达到了一定的智能化制造水平,弥补了国内核燃料棒束自动组装的空白,提升了国家核电燃料元件制造水平;2018年至2021年,37M生产线改造,改造后的生产线实现了生产柔性化、过程管理信息化;完成了关键工艺装备升级、在线检验全过程应用;提高了生产线的敏捷性、可靠性及稳定性。从减径芯块的成型压制、烧结到磨削,从中心隔离块冲制、装卡到涂铍,产品尺寸的变化带来的不仅是加工模具的改变,还有对于柔性加工模式的思考。柔性设计的点焊机、钎焊机、涂石墨机等设备可以适应不同直径、不同规格、甚至不同材料的包壳管加工。棒束自动组装系统可将两种外径的元件焊接成37M棒束,并可实现37M与37R的产品互换生产。

从元件生产线的自动化升级到打造芯块制备数字化车间,再到重水元件智能制造示范生产线建成;从2010年第一台ABB工业机器人引入生产线到目前新型燃料元件智能化生产线建设;从生产线的局部信息化,到元件制造MES系统搭建;自动化生产线从无到有,数字化升级由点到面,由易到难,因地制宜的推进着核燃料制造的数字变革。

新征程扬帆起航,新使命任重道远

近十年的自动化改造工作为生产线全面数字化转型奠定了坚实的基础。数字化转型后的生产线目前运行稳定,截止2022年8月已连续稳定生产6000余个37M燃料棒束,生产能力由改造前的每天52个燃料棒束提升为60个燃料棒束,生产效率提升了19.2%,数字化转型带来的不仅是生产效率的提升和物理系统的升级,人们感受最深的当之是生产运行与管理模式的变化。具有离散制造特点的芯块制备及元件组装线上,激光导引式AGV转运机器人忙碌的穿梭在各工序自动码垛工作站之间,实现了无人化转运。元件加工线上由1个智能仓库、3条传输线、5台机器人和9套转运机构组成的棒束组装物流系统,可减少单个棒束人工操作270余次,极大消除人因质量隐患。最终实现用数据说话、管理、决策,用数据保障产品质量,用数据守护信誉。

征程万里风正劲,薪火相传向未来

从中核北方“十四五”规划“数字二O二”建设到“无人化车间”的落地实施,重水堆核燃料元件生产线数字化进程加速推进,燃料元件制造水平不断提高。扬帆十四五,奋进正当时,中核北方“重水人”主动识变,创新发展,将继续践行“强核报国、创新奉献”新时代核工业精神,啃最硬的骨头,挑最重的担子,在建设坚韧不拔、欣欣向荣的新时代二O二赶考路上交出更加优异的答卷,向党的二十大胜利召开献礼。



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