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现实捕捉工作流程提高了核退役的安全标准

案例分析
2021 年 6 月

芬兰 eSite 公司使用 NavVis 现实捕捉技术,使核电站退役这项复杂的工作更加安全和高效。

关键点

  • 利用NavVis VLX 的免提移动扫描功能,虚拟现实解决方案供应商 eSite 开发出了独特的工作流程,为在欧洲从事核退役项目的工程师提供帮助。
  • 现实捕捉 核电站结构、系统和部件的安全性和速度得到了显著提高。
  • 现在,操作员、维护承包商、工程专家、项目团队和安全培训提供商等人员都有了最新的 3D 文档,可以用来规划他们的任务。
  • 支持 ALARA("尽可能低")这一关键安全原则,最大限度地减少受控区域的辐照时间。
  • 除核工业外,同样的技术和工作流程也可随时应用于其他对安全至关重要的重工业,包括石油、天然气和其他发电厂。
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重新定义核工业的安全和效率

拆卸任何类型的重型工业设备都是一项极其复杂的工作,但在核电站退役时,所面临的挑战则成倍增加。

除了要准确规划哪些设备将按照什么顺序进行工作外,工人们在工厂内的时间也很有限,这就使得整个过程变得更加复杂,从而最大限度地减少了他们受到的辐射。

虚拟现实解决方案供应商 NavVis VLX系统,虚拟现实解决方案提供商eSite开发了独特的工作流程,为在欧洲从事核退役项目的工程师提供帮助。

结合快速现实捕捉 和虚拟现实技术,eSite 重新定义了核工业安全和效率的可能性。

想了解更多关于如何将移动扫描与您现有的激光扫描工作流程相整合?

与专家交流

移动扫描需符合严格的安全标准

包含核材料的发电厂的退役过程既复杂又具有独特的危险性。在任何电厂中,都可能有一些区域比其他区域受到更高水平的辐射--在这些区域工作的首要原则是在尽可能短的时间内完成工作,同时保持与辐射源的距离和屏蔽(ALARA 原则,"As Low As Reasonably Achievable")。将暴露时间保持在 "可合理达到的最低水平 "这一原则是核工业安全的基石:从成本和安全角度来看,在受控区域内工作的时间越少越好。

对于新建项目,利用详细的三维模型进行这种复杂的规划比较容易,但对于欧洲各地正在关闭的老旧工厂,却没有这样的三维模型。在时间是关键因素的环境中,传统的地面激光扫描过程有明显的缺点--现场工作速度慢,而且在扫描过程中会接触到工厂结构。扫描专家可能没有进入关键区域的许可或培训,而且他们还增加了自身暴露的风险。

NavVis NavVis VLX 是一种肩扛式 设备,专为在困难、狭小或不平坦的环境中工作而设计,并提供免提访问功能。通过将 整合到核退役工作流程中,富腾的 eSite 能够显著提高 核电站结构、系统和组件的安全性和速度,并通过这种方式为核电站工人提供宝贵的三维环境,供他们用于规划任务。这不仅节约了成本,还降低了工人的辐射剂量。移动扫描 NavVis VLX 现实捕捉

对于在核电厂等具有挑战性的环境中进行测绘,SLAM 扫描(同步定位和测绘)因其即使在移动过程中也能自我参照和定位,已成为精确度和速度之间的最佳选择。虽然在所有条件下都不如静态扫描仪准确,但SLAM 扫描可以通过走查进行连续扫描,而且细节程度超过适当水平。SLAM 扫描工作流程更便于用户使用,只需较少的培训即可部署,因此有可能大大减少采集室内空间所需的时间。

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优化时间、安全和安保的工作流程

eSite 成立于 2019 年,是富腾集团的服务部门,是一家工业虚拟现实解决方案提供商,对工厂、厂房和建筑工地的复杂环境并不陌生。例如,富腾核电服务公司正在芬兰首个核退役项目中使用 eSite,即 FiR 1 核研究反应堆的退役。出于显而易见的原因,核工业的工作安全是一个关键问题,40 多年来芬兰的核安全一直在不断改善。

现实捕捉 ,创建逼真的三维点云模型,为下一步的退役工作提供额外的安全保障。eSite 公司的负责人 Miko Olkkonen 说,由于现场操作人员在现场执行退役任务所花费的时间需要最小化,因此他们所遵循的工作程序必须既高效又正确--如果能在通过现实捕捉 创建的虚拟现实中进行演练,成功的可能性会更大。

"核电厂中有一个房间或一个区域需要退役,这意味着你需要进入那里,切断一些曾经有放射性水的管道,而且你需要安全地完成这项工作。这也意味着,你需要尽一切努力,以尽可能快的速度和尽可能安全的方式,将辐射剂量降到最低。"

"我们可以在上午完成现实捕捉 ,下午进行处理,然后将扫描结果放入虚拟现实眼镜,现场操作人员就可以练习 15 分钟的管道切割工作。

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Miko Olkkonen
Fortum 公司 eSite 负责人

 

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从几年到几分钟

在虚拟规划工作程序时,可以对其进行细化,以便快速准确地完成,避免出现辐射热点。在设施的受控区域内采取的每一个行动都意味着暴露在辐射下的时间。在这些选择中,"在合理范围内尽可能低 "的原则是最重要的。当与其他也能绘制辐射地图的传感器相结合时,辐射热点的叠加就能增强可视化效果--有助于提前识别风险区域。

"我们可以在上午完成现实捕捉 ,下午进行处理,然后将扫描结果放入虚拟现实眼镜,现场操作人员就可以练习 15 分钟的管道切割工作。在虚拟现实中,你可以练习在哪里行走、做什么、把设备放在哪里。你可以练习如何以更快的速度、更少的步骤、避开热点进行作业。Olkkonen 说:"当然,在退役过程中环境会发生变化,这样做的好处是,你可以丢弃最初的现实捕捉 ,下次需要在该地点进行工作时,你就可以重新制作当时的现实捕捉 。

在富腾核电服务公司(Fortum Nuclear Services)和 eSite 公司运营的芬兰核电厂内,有一些放射性区域和房间,每年只有在核电厂停运期间的几天内,人们才能进入这些区域和房间。在这几天里,数以百计的维护工作要按照精确到分钟的时间表进行。

十年来的最佳做法是进入这些区域进行静态激光扫描。尽管这些区域无法实际进入,但这有助于在工厂运营阶段规划明年的停运任务。即使进行了 10 多个小时的扫描工作,我们也只能捕捉到有限的部分。

在这些受控区域停留的每一刻都会增加勘测团队的辐射剂量。2015 年,为了提高扫描覆盖率并减少接收剂量,富腾开始使用 360 照片和视频捕捉这些区域。这将现场数据采集时间从十几个小时缩短到几个小时。虽然这项技术降低了剂量,但却无法测量所有地方的距离,也无法提取对停电规划和工程设计至关重要的三维信息。

如今,新的移动现实捕捉 技术(如NavVis VLX )进一步缩短了在这些具有挑战性地区的现场工作时间--从数小时缩短到约四十五分钟,接收的剂量也从以前的三分之一进一步减少。现在,通过将固定激光扫描、360 视频和来自NavVis VLX 的移动现实捕捉 数据相结合,eSite 已经找到了大范围扫描覆盖、高精度测量和逼真图像的最佳点,而且所有这些都是在合理的最短时间内捕获的。对于核工业来说,这意味着具体的附加值:更低的剂量、更短的中断时间和更高的安全性。而这正是 eSite 和 Fortum 能够通过其全球核现实捕捉 服务为核工业提供的。

如果您是核电厂业主、停运承包商或从事核退役工作,请从富腾核电服务公司获取更多核电专用现实捕捉 参考案例和白皮书。

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核电厂的扫描工作提前数周计划,因此只需在最短时间内进行一次扫描。对于特别敏感的区域,eSite 会与拥有相应知识、权限和培训的工厂人员合作,甚至可以亲自进入并进行捕获。

NavVis VLX 外形独特,可实现免提操作,使工作人员能够在扫描的同时执行其他任务或测量,并避免在扫描过程中接触任何表面。滚动车驱动的扫描系统很容易从工厂的地板上收集核污染,有时需要进行特殊的净化,甚至在项目结束后进行处理。将NavVis VLX 放在工人的肩上,在同一房间内行走,可最大限度地减少设备上积累的污染量--这既节省了时间,又降低了净化成本。

在核设施中工作所遵循的程序随着时间的推移而不断演变,每一次都在努力界定什么是 "可合理实现的"--最大限度地缩短时间,最大限度地提高安全性。奥尔科宁说,随着这些程序的标准不断提高,其反响可能会波及整个核工业。

"有一个有趣的转折:既然在核电厂中合理地实现现实捕捉 ,那么核电行业就应该这样做。'合理'的标准降低了,这意味着安全性提高了"。

除核工业外,同样的技术和工作流程也可随时应用于其他对安全至关重要的重工业,包括石油、天然气和其他发电厂。在限制人员进入危险区域或使用虚拟模型练习工作程序的任何地方,工厂业主都可以在保持甚至提高安全性的同时全面降低成本。

"有一个有趣的转折:既然在核电站中合理地实现现实捕捉 ,核电行业就应该这样做。'合理'的标准降低了,这意味着安全性提高了"。

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Miko Olkkonen
Fortum 公司 eSite 负责人

 

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