{"id":13761,"date":"2025-01-30T18:14:46","date_gmt":"2025-01-30T18:14:46","guid":{"rendered":"https:\/\/atsindustrialautomation.com\/blog-posts\/kann-automatisierung-erfolgreich-in-der-segmentierung-von-kernkraftanlagen-eingesetzt-werden\/"},"modified":"2026-03-05T15:10:16","modified_gmt":"2026-03-05T15:10:16","slug":"kann-automatisierung-erfolgreich-in-der-segmentierung-von-kernkraftanlagen-eingesetzt-werden","status":"publish","type":"blog-posts","link":"https:\/\/atsindustrialautomation.com\/de\/blog-posts\/kann-automatisierung-erfolgreich-in-der-segmentierung-von-kernkraftanlagen-eingesetzt-werden\/","title":{"rendered":"Automatisierung in der Segmentierung von Kernkraftanlagen"},"content":{"rendered":"
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\u2190 Blog<\/a><\/p>\n\n\n\n

Kann Automatisierung erfolgreich in der Segmentierung von Kernkraftanlagen eingesetzt werden?<\/h1>\n\n\n\n

\n Januar 30, 2025 | David Morikawa <\/p>\n \n\n<\/div><\/div>\n\n

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Die Segmentierung eines Kernreaktors w\u00e4hrend der Stilllegungsprozesse ist \u00e4u\u00dferst komplex und stellt mehrere erhebliche Herausforderungen wie Strahlungsgefahren, Kontaminationskontrolle, Arbeitssicherheit, bauliche Stabilit\u00e4t, enge R\u00e4ume, verschlechterte Bedingungen, Volumenreduzierung und Werkzeugzuverl\u00e4ssigkeit dar.<\/p>\n\n\n\n

Die Segmentierung umfasst das Schneiden und Zerlegen von zwei Hauptkomponenten des Reaktors: dem Reaktordruckgef\u00e4\u00df und den Innenteilen des Reaktordruckgef\u00e4\u00dfes. Traditionell wurde dies mit ferngesteuerten Ger\u00e4ten vorwiegend manuell und mit sehr wenig oder gar keiner Automatisierung durchgef\u00fchrt. Aber was w\u00e4re, wenn wir diesen Prozess tats\u00e4chlich durch Automatisierung sicherer und effizienter gestalten k\u00f6nnten? <\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr viele Branchen wie Biowissenschaften, industrielle Montage und Herstellung von Konsumg\u00fctern<\/a> steht die Automatisierung im Mittelpunkt ihrer Produktion und wird meist mit verbesserter Leistung, Sicherheit und Kostenreduzierung in Verbindung gebracht. Jedoch l\u00e4uft die Segmentierung von Kernreaktoren, insbesondere bei Druckwasserreaktoren (PWR), anders ab: Hier segmentieren die Betreiber wenige Komponenten, die aus sehr gro\u00dfen und schweren Abschnitten bestehen, im Gegensatz zu einer Vielzahl kleinerer Komponenten aus einer repetitiven Matrix, wie in den oben genannten Branchen.<\/p>\n\n\n\n

H\u00e4ufige Herausforderungen bei der Segmentierung<\/h2>\n\n\n\n

Bediener bevorzugen in der Regel manuelle Steuerungen, da sie die M\u00f6glichkeit haben m\u00f6chten, Geschwindigkeiten, Fahrwege und Dr\u00fccke direkt per Hand und im Jog-Modus zu steuern. <\/p>\n\n\n\n

Automatisierung wird oft negativ mit unerprobter Anpassung, fehlender Robustheit, \u201efl\u00fcchtigem\u201c Betrieb und einem hohen Ma\u00df an Komplexit\u00e4t verbunden, die Fehlerbehebung und Unterst\u00fctzung vor Ort erschweren. <\/p>\n\n\n\n

Aber muss es wirklich so sein? <\/p>\n\n\n\n

Die Segmentierung von Reaktorinnenteilen und Druckbeh\u00e4ltern kann mit geeigneten Automatisierungsgraden optimiert werden und muss nicht auf Kosten von Einfachheit, Robustheit und einer benutzerfreundlichen Bedienung erfolgen.<\/p>\n\n\n\n

Warum ist Automatisierung bei der Stilllegung sinnvoll?<\/h2>\n\n\n\n

Auch wenn Automatisierung einsch\u00fcchternd erscheinen mag, hat sie in vielen anderen Branchen f\u00fcr gro\u00dfe Ver\u00e4nderungen gesorgt und sollte bei der Stilllegung von Kernkraftwerken nicht \u00fcbersehen werden. Automatisierung erfordert in der Regel, dass die zu handhabenden Prozesse und Teilearten genau definiert sind. Dies wird traditionell durch eine Art Benutzerspezifikation bereitgestellt, in der Prozesse, Komponenten und die erforderlichen Ergebnisse detailliert definiert sind. Geschwindigkeiten, Zykluszeiten, Gewichte, Abmessungen, Beschleunigungen, Materialien, Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit, Umgebung, Toleranzen, Materialfestigkeiten und H\u00e4rte sowie zul\u00e4ssige Kontaktmaterialien werden in gro\u00dfer Detailtiefe spezifiziert, und die Abnahme der Ausr\u00fcstung ist direkt an diese Anforderungen gekn\u00fcpft. <\/p>\n\n\n\n

Die Automatisierung, die f\u00fcr diese Anwendungen erforderlich ist, konzentriert sich in der Regel auf Durchsatz, Zykluszeit und Qualit\u00e4t. Hochgeschwindigkeits-Handhabung und Pfadplanung liegen meist vollst\u00e4ndig im Ermessen des Automatisierungsanbieters. Die Automatisierung zielt normalerweise darauf ab, sich wiederholende Bedieneraufgaben zu eliminieren und die Produktion zu verbessern. Komponenten sind relativ leicht, und alles \u00fcber eine Tonne w\u00fcrde als schwer gelten. Das bereitgestellte System, die Prozesse und die Ausr\u00fcstung umfassen in der Regel Hochgeschwindigkeits-Messtechnik und Bildverarbeitungssysteme sowie qualifizierte Prozesse mit detaillierten Parametern. Meistens handelt es sich um Fabrikautomationsanwendungen, bei denen die Umgebung gut kontrolliert und relativ sauber ist.<\/p>\n\n\n\n

Im Gegensatz dazu sind in Segmentierungsumgebungen die detaillierten Prozesse oft nicht gut definiert. Der Schnittplan wird mit Fokus auf die Abfallklassifizierung entwickelt, und die erforderliche Detailtiefe entspricht nicht der, die in anderen M\u00e4rkten der industriellen Automatisierung \u00fcblich ist. Die tats\u00e4chliche Segmentierung kann stark von den Bedingungen vor Ort und dem tats\u00e4chlichen Zustand abh\u00e4ngen.<\/p>\n\n\n\n

Die Teileigenschaften, die normalerweise f\u00fcr einen Automatisierungsdesigner oder -ingenieur in einem routinem\u00e4\u00dfigen Industrieautomatisierungsprojekt von entscheidender Bedeutung w\u00e4ren, sind bei der Segmentierung nicht relevant. Der Schnittabschluss ist meist nicht von Belang und die Endgr\u00f6\u00dfe ist sehr ungef\u00e4hr und variabel. Das schlie\u00dft jedoch eine Automatisierung nicht aus.<\/p>\n\n\n\n

Es hat sich gezeigt, dass f\u00fcr die Segmentierung verschiedene Automatisierungsgrade und -typen geeignet sind. Es gibt viele Arten und Konfigurationen von Werkzeugen, bei denen diese Ans\u00e4tze angewandt werden k\u00f6nnen. Auch wenn die Beispiele f\u00fcr die Automatisierung f\u00fcr diejenigen, die mit industriellen Standardbedingungen vertraut sind, trivial erscheinen m\u00f6gen, stellen sie doch einen Automatisierungsgrad dar, der f\u00fcr die Segmentierungsumgebung geeignet ist und zu mehr Sicherheit, Effizienz und Kosten beitr\u00e4gt. Die im Folgenden beschriebene Automatisierung bietet betriebliche Flexibilit\u00e4t, um vollst\u00e4ndig im Jog-Modus zu arbeiten oder bei Bedarf einige einfache automatisierte Bewegungen zu w\u00e4hlen.<\/p>\n\n\n\n

Der Ansatz zur Anwendung geeigneter Automatisierungsgrade f\u00fcr die Segmentierung von Kernreaktoren<\/h2>\n\n\n\n

Es hat sich gezeigt, dass f\u00fcr die Segmentierung verschiedene Automatisierungsgrade und -typen geeignet sind. Segmentierungssysteme wie das MultiFlex\u2122-System zur Segmentierung von Kernkraftanlagen<\/a>, auf das ich gleich noch n\u00e4her eingehen werde, k\u00f6nnen bereitgestellt werden, um die Menge und Gr\u00f6\u00dfe der Segmentierungsausr\u00fcstung erheblich zu reduzieren und den Einrichtungsaufwand zu minimieren. Bei korrekter Anwendung kann Automatisierung die betriebliche Flexibilit\u00e4t maximieren, w\u00e4hrend die Robustheit und bew\u00e4hrte Schnittmethoden beibehalten werden. Diese Art der Automatisierung erg\u00e4nzt den grundlegenden manuellen Betrieb, w\u00e4hrend sie dem Bediener Optionen f\u00fcr kombinierte Bewegungen bietet, um bedienerabh\u00e4ngige Koordination zu minimieren, die Schnitteffizienz zu verbessern, die Belastung des Bedieners zu reduzieren und das Fehlerpotenzial zu verringern.<\/p>\n\n\n\n

Dieser Ansatz basiert stark darauf, dem Bedienpersonal Optionen f\u00fcr eine einfache Steuerung zu bieten, ersetzt jedoch nicht die F\u00e4higkeit, im v\u00f6llig manuellen Modus zu arbeiten. Dadurch kann der Bediener je nach Situation und den tats\u00e4chlichen Feldbedingungen den besten Betriebsmodus ausw\u00e4hlen. <\/p>\n\n\n\n

MultiFlex\u2122 verwendet elektrische Servoachsen f\u00fcr pr\u00e4zise, programmierbare Bewegungen. Das Bedienpersonal kann bei Bedarf alles weiterhin manuell steuern, hat jedoch auch die M\u00f6glichkeit, automatisierte Bewegungen f\u00fcr mehr Effizienz zu nutzen.<\/p>\n\n\n\n

Wie einfache Automatisierung die Effizienz bei der Segmentierung verbessert<\/h2>\n\n\n\n

Bewegung \u00fcber einfache Distanzen<\/h3>\n\n\n
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Die MultiFlex\u2122-Systeme zur Segmentierung von Kernkraftanlagen erm\u00f6glichen vertikale Schnitte von einer Position zur anderen, ohne dass Bedienpersonal eingreifen muss. F\u00fcr Automatisierungsdesigner mag dies nur knapp den Anforderungen f\u00fcr Automatisierung entsprechen, aber es wurde in der Segmentierung eingesetzt und hat sich als ein angemessenes Niveau einfacher und effektiver Automatisierung erwiesen.<\/p>\n\n<\/div><\/div><\/div>\n\n

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\"MultiFlex\u2122<\/figure>\n\n<\/div><\/div><\/div>\n<\/div>\n\n\n

Einfache koordinierte Bewegung<\/h3>\n\n\n
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\"MultiFlex\u2122<\/figure>\n\n<\/div><\/div><\/div>\n\n
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Das Bild links veranschaulicht eine koordinierte Bewegung im ATS MultiFlex\u2122-System zur Segmentierung von Kernkraftanlagen.  Diese automatisierte Bewegung erm\u00f6glicht horizontale Schnitte entlang eines gekr\u00fcmmten Pfades, um dem Radius des Reaktordruckbeh\u00e4lters zu folgen, und verhindert, dass das Bedienpersonal zwei Achsen gleichzeitig steuern muss, wie es bei einem manuellen Betrieb \u00fcblich w\u00e4re.<\/p>\n\n<\/div><\/div><\/div>\n<\/div>\n\n\n

Punkt-zu-Punkt-Bewegungen<\/h3>\n\n\n\n

Diese automatisierte Bewegung erm\u00f6glicht horizontale Schnitte entlang eines gekr\u00fcmmten Pfads von Punkt B zu Punkt C in derselben Art wie die koordinierte Bewegung, jedoch erg\u00e4nzt durch eine anf\u00e4ngliche Abw\u00e4rtsbewegung von Punkt A zu Punkt B.<\/p>\n\n\n

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Dies erm\u00f6glicht es, Schnitte auf zuf\u00e4llig vorkommenden komplexen Geometrien zu machen, bei denen das Bedienpersonal basierend auf den Bedingungen vor Ort die Kontrolle \u00fcber die Auswahl von Punkten hat und dann per Automatisierung mehrere Achsen koordinieren kann, auf eine Weise, die f\u00fcr einen Bediener nahezu unm\u00f6glich zu kontrollieren w\u00e4re.<\/p>\n\n<\/div><\/div><\/div>\n\n

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\"MultiFlex\u2122<\/figure>\n\n<\/div><\/div><\/div>\n<\/div>\n\n\n

Durch die Integration geeigneter Automatisierungsgrade k\u00f6nnen wir die Einrichtungszeit verk\u00fcrzen, die betriebliche Flexibilit\u00e4t verbessern und robuste Schneidmethoden beibehalten. Dieser hybride Ansatz erm\u00f6glicht es den Bedienern, je nach Situation den besten Betriebsmodus zu w\u00e4hlen, wobei sowohl Sicherheit als auch Effizienz gew\u00e4hrleistet werden. Dies beweist, dass Automatisierung nicht \u00fcberm\u00e4\u00dfig kompliziert sein muss.<\/p>\n\n\n\n

Es ist entscheidend, dass die angewandte Automatisierung den Unterschied zwischen einer standardm\u00e4\u00dfigen industriellen Automatisierungsumgebung und der nuklearen Segmentierung ber\u00fccksichtigt, um \u00dcberautomatisierung und \u00dcbertechnisierung von L\u00f6sungen zu vermeiden. Mit der richtigen Balance kann sie den Segmentierungsprozess bei der Stilllegung von Kernreaktoren erheblich verbessern.<\/p>\n\n<\/div><\/div><\/div>\n\n

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Sprechen Sie mit einem Mitglied unseres Kernkraftteams, um mehr dar\u00fcber zu erfahren, wie unser MultiFlex\u2122-System zur Segmentierung von Kernkraftanlagen Ihnen bei der Bew\u00e4ltigung Ihrer Stilllegungsherausforderungen helfen kann.<\/p>\n\n\n\n