descripcion del probafflema.pdf

8/16/2019 Descripcion del Probafflema.pdf

1/13

1

Información de la Empresa SRR:

Primera descripción de los objetivos del proyecto y del diseño del robot

(Por favor, pregunte al ingeniero responsable en SRR si falta información crítica)

Jorge Valdivia, el ingeniero responsable del SRR, ha enviado el siguiente material.

La empresa SRR ha sido contratada por TEPCO para que esté a cargo de la operación del nuevo robot de socorro

enviado a la planta para realizar la inspección. El siguiente documento resume la información necesaria para

realizar dicha inspección.

1. Descripción de la inspección a realizar

Durante la inspección, el robot debe:

a) medir los niveles de la radioctividad (mSieverts/hora) en puntos específicos. b) realizar inspecciones visuales usando cámaras de larga distancia.c) abrir una válvula en el segundo piso.d) retornar a la puerta antes que las baterías se agoten.

Para medir la radioactividad, se utilizará un dispositivo detector que se conectará al robot (Sección 1.1.2).

Para las inspecciones visuales se utilizará una cámara que se conectará al brazo del robot (Figura ), que capturará

imágenes y video de los alrededores.

Durante la inspección, el robot debe subir al segundo piso del reactor y llegar hacia donde se encuentra

una válvula dañada, y abrirla (Sección 1.2.4).

Finalmente, debe retornar a la puerta realizando un recorrido de tal forma que esquive los obstáculos y

escombros y pueda llegar sin agotarse las baterías.

A continuación, se presenta información técnica tanto de los dispositivos como de la planta para poder

realizar la inspección.


2/13

2

1. Información necesaria para la inspección

1.1. Especificaciones técnicas de los dispositivos

1.1.1. Robot

ElementosDimensiones Básicas

Longitud de la base 89 cmLongitud con los flippers 147 cm

Ancho con dos flippers 76.7 cm Ancho chasis/sin flippers 54.1 cm

ngulo de movimiento por losflippers

180 grados

Cámara Zoom 321x conluz

Diámetros de las ruedas pasivos 20 cm Figura 1: Foto del chasis del robotDiámetros de las ruedas motrices 31 cmPeso 131 kgVelocidad máxima en una calle deasfalto plana

12 km/hr

Velocidad sobre un plano sinescombros

5 km/hr = 833 cm/min

Velocidad sobre un plano conalgunos escombros

0,1 km/hr = 167 cm/min

Velocidad sobre un plano conmuchos escombros

0,05 km/hr =83 cm/min

Velocidad de giro en un punto 10 grados/segundo (a laderecha y a la izquierda

Gamma radio admisible 5000 mSieverts/hr Figura 2: Foto del brazo con unapinza

Sección 1 del brazo 96 cm Ángulos relativos a la base horizontal: 15 – 170 grados

Velocidad del motor eléctrico +/- 1grado/segundo

Sección 2 del brazo 82 cm ngulos máximos relativos al eje de lasección 1 del brazo: 10 – 165 grados.

Velocidad del motor eléctrico +/- 1.2 grado/segundoExtensión de la pinza del robot 20 cm ngulos máximos relativos al eje de la

sección 2 del brazo: 20 – 310 grados.Velocidad del motor eléctrico +/- 1.5 grado/segundo


3/13

3

Figura 3: Dimensiones del chasis y del brazo del robot

,

54 cm

76.7 cm

20 cm

58 cm

Flipper 2

Eje delmotor

eléctrico

para brazo

sección 2

89 cm

Oruga

pivote

(Flipper)

50o

Brazo Sección 282 cm

Brazo

Sección 1

96 cm

Video

Cámara 1

Eje del motor

eléctrico para el

brazo sección 1

12 cm

27 cm

18 cm

8 cm

Oruga

Oruga

Altura normal dela plataforma delchasis

Frente Atrás

15o

Brazo Sección 1

BrazoSección 2

10o

155o

155o

290o

Alcances máximos del brazo


4/13

4

1.1.2. Medidor de radiación

El medidor de radiación a utilizar es un dispositivo electrónico compuesto con un cristal de centelleo CSI (TI)/que

proporciona un ambiente de detección para bajos niveles de radiación. Los niveles de radiación se miden en Sieverts [Sv]

que es una dosis equivalente utilizada, ya que no todas las radiaciones tienen la misma nocividad. Sus dimensiones son más

o menos de un billete de mil pesos (Figura ).

Tabla 1: Especificaciones del medidor de radiación

Figura 4: Dispositivo medidor de radiación

1.1.3. Cámaras de video

La cámara de video a utilizar es el modelo CH730. Es una cámara de alta resolución y zoom y con tolerancia a la

radiación (Figura ).

Tabla 2: Especificaciones de la cámara de video

Protección de radiación hasta 1MGy (100 Mrads)Zoom 10:1 óptico y 4x digitalLámparas 2Unidad de inclinación SíToma de Panorámica Sí

Figura 5: Cámara de video especial para utilizaren una área radioactiva

Rango medición radiación [ μSv] 0.01μSv - 9.99SvDimensiones [mm] 150 x 80 x 30 mm


5/13

5


6/13

6

1.2. Características del lugar

De acuerdo con lo indicado en el documento de introducción al problema, en la Figura se muestra el reactor y los

pisos donde se hará la inspección:

Figura 6: Vista isométrica del reactor y sus niveles

SECCI N DEREABASTECIMIENTODE COMBUSTIBLE

CONTENEDORDEL REACTOR

SEGUNDAESTRUCTURADECONTENCIÓN

C MARASECA DEHORMIGÓNARMADO

C MARAHÚMEDACON AGUA

CONTENEDORDE ACERO

ESTANQUE DECOMBUSTIBLECONSUMIDO


7/13

7

1.2.1. Planta del primer piso del reactor

Figura 7: Planta del piso 1 del reactor

= Muro/columna de hormigón

42.00 m

U1

U3

U7

U5

U8

Ux = Ubicación x

= rea con escombros grave

= Área con muchos escombros

= Video observación

= Medición de radioactividad

Columna

de acero

= placas de acero sólido

U6 U4

U1

U2

Elevador

= rea con algunos escombros


8/13

8

1.2.2. Planta del segundo piso del reactor

Figura 8: Planta del piso 2 del reactor

Escalera 3Escalera 2Escalera 1

Vasija de

contención

(acero)

Sala decalefacción y aire

acondicionado

Escalera 4

Núcleo del

reactor

Intercambiador de

calor A

Intercambiador de

calor BBomba de

agua

Bomba de

agua

Bomba de

agua

Intercambiador de

calor D

U4 U3

U5 U2

Intercambiador de

calor E

U1

U6 Escotilla

Escotilla

Elevador

= rea con algunos escombros

= rea con escombros graves

= Área con muchos escombros

Intercambiador de

calor C


9/13

9

1.2.3. Escalera que conecta primer y segundo piso

Para llegar al segundo piso, que está a 10 metros sobre el piso 1, el robot necesita subir la escalera 2. Debido a la

gran altura, hay 3 secciones con 2 plataformas donde el robot necesita hacer un giro de 90º. La Figura muestra una vista

lateral y superior de la escalera.

Figura 9: Escalera 2 entre Piso 1 y Piso 2 (no es a escala)

En la Figura se muestra una escalera similar como referencia.

.

21.0 cm

24.0 cm

PISO 1

Vista de otro robot más pequeño

comenzando a subir una de las escaleras

Vista Lateral

Vista desde Arriba Plataforma 1

Plataforma 1


10/13

10

Figura 10: Ejemplo de una escalera similar

1.2.4. Ubicación de la válvula rota del segundo piso

Otro robot tomó una fotografía en el piso 2 antes de la explosión de vapor. La válvula del frente necesitaser abierta.

La válvula utilizada es una válvula de globo. Se llama así por la forma de su cuerpo (Figura 2).

Ejemplo de unaescalera similar en 3-Dpero de 2 secciones

solamente.

Los ingenierossuponen que elvolante de laválvula está rotoa causa de laexplosión.

Dirección de lavista de la figurasi uiente

Figura 11: Imagen del video del robotque presenta el problema de la válvula Figura 1: Vista esquemática delproblema desde un costado


11/13

11

Figura 2: Esquema de una válvula de globo

Debido a la explosión de vapor, elementos de acero y otras piezas pesadas pudieron haber caído sobre

las válvulas pero sin dañar los globos. En la Figura 3 a) se observa que los volantes de las válvulas miran hacia

arriba y podrían haber sufrido daños. El daño más probable, en todo caso, se muestra en la Figura 3 b)

Figura 3: Volantes de válvula sin daño y con daño

a) Volante de válvula sin daños b) rueda del volante desprendido de la válvula.


12/13

12

2. Requisitos para la ejecución de las mediciones

De las plantas de los pisos 1 y 2 se indican puntos donde se deben efectuar medicionesde radiactividad. Estas mediciones deben hacerse de acuerdo a lo indicado en la

Tabla 3, donde se especifican las posiciones exactas que debe tener el brazo del robot para poder realizar dichasmediciones.

Tabla 3: Especificaciones de posición para las mediciónes

PUNTOUBICACIÓN

PISOMedición 1 Medición 2 Medición 3

Altura[cm]

Posición x-y del Sensorde Radiación

Altura[cm]

Posición x-y del Sensor deRadiación Altura

Posición x-y del Sensor deRadiación

U1 1 10030 cm desde ambos

muros 220 30 cm de ambos muros 300 30 cm de ambos muros

U2 1 180100 cm en frente de la

escotilla- - - -

U3 1 220

50 cm en frente de la

puerta del intercambiadorde calor - - - -

U4 1 40 30 cm en frente del muro 10030 cm en frente del

protector de concreto delreactor

24030 cm en frente del

protector de concreto delreactor

U5 1 240en el área superior del

túnel de la escotilla de lacámara seca

120en la esquina interior entre

el túnel y el protector dehormigón del reactor

- -



30En el centro de la puerta del


- -



120en la esquina interior entre

el túnel y el protector dehormigón del reactor

- -

U8 1 3002 m en frente de la pared

exterior junto a laplataforma de la escalera

- - - -

U1 2 290

en la esquina interiorentre el protector de

hormigón del reactor y elmuro de la sala decalefacción y aire

acondicionado

30bajando verticalmentedesde la medición 1

- -


protección de hormigóndel reactor


- -




- -




- -

U5 2 120 Al frente de la puerta - - - -

U6 2 120 Al frente de la puerta - - - -

Para la inspección visual con la cámara se indican las siguientes posiciones y duraciones necesarias de video:

Tabla 4: Especificaciones para la grabación de video

UbicaciónTiempo

Pronosticado[min]

Altura deenfoque [cm]

Distancia desde la pared exterior [cm]recorrido visual

necesario

U1 10 800 100 cm 360 grados


13/13

13

U2 12 400-700 40 cm en frente del escalera, 20 grados 360 grados

La pregunta clave del TEPCO es:

¿Cuánto tiempo necesita el robot para completar las mediciones, abrir la válvula yretornar a la entrada?

Secuencia detallada paso a paso de la primera fasePara el desarrollo de la primera fase de este proyecto, se detalla a continuación una secuencia de pasos a seguir:

1. Estudiar las vistas en planta para identificar todos los lugares que necesitan ser visitados para leerrayos Gamma o para hacer una inspección visual. Desarrolla un plan estratégico.

2. Crear una herramienta de escala (escalímetro) para medir distancias en la vista en planta.3. Crear un sistema de codificación lógica para identificar la ruta señala que el robot tiene que viajar

La Tabla 5 muestra un ejemplo.

Tabla 5: Ejemplo de codificación de ruta

Contenedor-Piso1-Cámara Seca-Posición-1 CP1-CS-P1Contenedor-Piso1- rea de Control-Posición-1 CP1-AC-P1Contenedor-Piso1-Puerta entrada-1 CP1-PE-1Parada 1 Pa-1

4. Indicar un punto de partida, medio y final, y la distancia de cada sección.5. Crear un sistema de codificación para las tareas del robot en el primer piso (avanzar, girar, lectura

de rayos gamma, inspección visual).

6. Abrir una planilla Excel para crear una secuencia de avance espacial para el primer piso.

descripcion del probafflema.pdf

Documents