夜雨聆风
近年来，全球核能领域数字化转型风头正劲，推动人工智能与核能产业的深度融合，不仅是响应国家“人工智能+”行动部署的具体实践，也是我们构建现代核能体系、实现安全高效发展的必由之路。中国能源研究会积极响应时代命题，在2025年能源行业人工智能创新技术应用案例征集活动中，特设置了“AI+核能创新应用场景”的征集方向。
自启动以来，活动得到了业界、学界以及科技企业界的广泛响应，共收到来自全国49家单位的数百份场景方案，覆盖从设计建造、运维管理、安全监管到燃料循环、公众沟通、前沿材料等全链条环节，充分展现出这一交叉领域的蓬勃活力与广阔前景。经过多轮严谨的研讨与遴选，我们从众多优秀场景中筛选出了100项代表性场景，并在此基础上通过进一步交流与遴选，最终优选出了30项具有前瞻性、创新性和实践价值的场景作为本次征集活动的最终推荐成果。现将这30项“AI+核能创新应用”推荐场景案例进行集中展示，以供探索核能领域AI场景应用的单位和同行互相学习与提高。
案例概述
核电厂泵站CPA系统的保护电极，通过PVC管道固定并浸没在海水中，长期受贝类、藻类等海生物的附着及繁殖影响，易造成电极通流保护性能下降。在机组大修期间定期对PVC管道进行清理与检查，确保CPA电极正常工作。作业点位于海水以下，依赖潜水员进行水下清理作业。潜水作业在核电厂中被列为一级高风险作业，存在窒息、溺水等重大人身安全风险。为避免潜水作业中可能发生的溺亡事故，项目团队历经近三年的多次试验与技术优化，成功研制出一套适用于CPA系统水下电极检查及PVC管道清理的智能机器人。
典型应用场景
自2023年5月首次成功应用以来，该型机器人已陆续推广至大亚湾基地多个机组，用于定期执行CPA阴极保护水下电极的视觉检查与PVC管道清理任务，系统稳定性与作业效果得到现场一致认可。该机器人也具备在不同核电基地、不同机组类型之间推广的潜力。
核心技术
研究并引入了空化射流技术。通过超空化射流设备对普通水流进行空化处理，生成高压射流，用于冲击清除管道表面的海生物。经实际水下试验验证，该技术具有良好的清理效果。
开发了多种可切换喷头配置。单喷头模式适用于定向直喷清理；双喷头可同步进行上下双向直喷；三喷头则支持上下直喷加侧向喷射，从而实现对PVC管道表面海生物的多方位包裹式清理。
多方向布局的推进器系统。推进器系统，使其能够在水中实现多角度自由灵活运动。推进系统支持多级推力调节，可根据实际工况实时调整输出力大小，并结合内置的高精度陀螺仪传感器持续监测机体姿态。
机器人前端设计了高位导向轮机构。使其在沿墙体上下移动时能够有效越障，适应墙体表面不平状况，同时保持整体运行平稳。
高压喷头方向可调机制。能够实时调整空化射流的喷射方向，确保其始终覆盖清理目标，提升作业效率与清理质量。
机器人尾部反向喷头。通过同时向与前后喷射射流的方式平衡反作用力，使机器人能够稳定贴附于墙体表面。
应用成效
2023年5月，该机器人于大亚湾核电基地岭澳电厂2号机泵站首次投入实际应用，机器人成功完成了预定管道段的清理任务，作业效果符合预期，过程中未出现设备异常或控制失效情况。
机器人的成功应用，标志着在核电厂CPA系统维护领域实现了重要技术突破。最直接的价值在于彻底避免了原有作业模式下潜水员所面临的各类人身风险，从根本上杜绝了溺水、窒息等事故可能性，显著提升了大修期间作业的本质安全水平。
此外，机器人作业还具有明显的经济性优势。根据实际成本统计，单次潜水作业因需动员潜水团队、安全监督、应急待命及特殊保险等，综合成本约达7.03万元。除前期研发与设备投入外，机器人每次应用的成本极低，且具备可重复、长时间作业的优势，长期来看经济效益显著。
小结
水下机器人集成了控制、摄像、照明及清洁等多个功能模块，具备水下实时影像采集与远程遥控操作能力，实现对水下电极的目视检查及PVC管道周围海生物的遥控清理。彻底消除了潜水员面临的人身安全风险，显著提高了作业可控性与可靠性，降低了因潜水作业带来的高额成本及作业强度，为核电厂水下CPA系统维护提供了一种更安全、经济且高效的解决方案。
完成单位：中广核核电运营有限公司
主要完成人：黄巍、陈俊达、杨岱平、汪海、张伟、胡嵩
来源：中国能源研究会核能专委会
