走近核电“和睦系统”,中国首个核级操作系统是怎样诞生的?

电力大力士 2023-03-31
1828 字丨阅读本文需 5 分钟

3月25日,我国西部地区首台、国内第三台“华龙一号”核电机组在广西防城港投产发电。与此同时,我国自主研发的核电数字化仪控系统——“和睦系统”首次应用其中。

作为我国首个具有自主知识产权的核级数字化仪控系统平台,“和睦系统”填补了我国在该技术领域的空白,显著提升了我国核电仪控行业的整体水平,正成为“中国智造”的一张新名片。

从0到1 核心技术自立自强

核级DCS,即核电站数字化仪控系统。中广核上海工程科技产品研究院院长张春雷向央视网记者介绍:“打一个生动的比方,如果把核电站的运行比喻成在高速行驶中的汽车,那DCS控制系统就是汽车的刹车系统,它要帮助汽车在遇到紧急情况时,及时进行紧急制动并帮助汽车安全停靠。通常开车的刹车时间为秒级,而‘和睦系统’从发现故障到实现停堆,只需要150毫秒。”

为了确保核电站的安全,核级DCS有两个重要的指标要求——拒动率和误动率。拒动率要求,在1000万次操作中,控制系统不能有一次拒绝操作。误动率则是50年才允许出现不超过一次的误动,要求极高。

“和睦系统”是我国首个具有自主知识产权的核级数字化仪控(DCS)通用平台。从自主产品的发布到规模产业的应用,十年磨一剑,中国在这片“荒芜的领域”实现自力更生。迄今为止,全球能够实现DCS自主化生产的国家屈指可数,中国“智造”名列前茅。

先进的数字化技术为核电站运行带来显著的安全。而其中,核级操作系统更是“和睦系统”的大脑所在,核心技术的重中之重。核级操作系统的软件需要把核电站的各种控制保护逻辑变成计算机可读的代码,经过大量研究,研发团队采用基于形式化方法的核级软件代码生成技术,解决了传统编译技术难以避免的“误编译”世界级难题。“要实现完整的核级DCS功能,‘和睦系统’近百种不同类型的板卡也都得靠自主研发。”上海科技党委副书记、总经理孙永滨介绍,“在位于北京永丰基地、世界唯三的生产线上,每三分钟就能有一个芯片卡板生产下线。”

核电自动化领域的出色表现推动了其他领域科技研发的快速发展。据了解,截至2022年底,“和睦系统”累计科研投入6.08亿元,投入产出比达1:13。在“和睦系统”取得成功之后,依托中广核长三角新兴产业创新中心的数十个实验室建设,又陆续孵化了“和睦天盾”“和睦卫士”“和睦云网”等“和睦家族”新产品,并逐步实现产业化应用。“核电级安全”标准已经开始应用在航空、船舶、高铁等高可靠性要求的行业,给予海、陆、空全方位安全保障。

当前,“和睦系统”已经获得了国内外权威机构的认证,走向国际市场的广阔空间,成为我国自主核电“走出去”的一张新名片。

从核电到衍生 迈向智能化未来

关键核心技术的不断突破,同时也使得“和睦系统”的整体技术达到国际先进水平,系统安全性和可靠性设计等技术达到国际领先水平。

目前,以智能化为核心特征的新一代“和睦系统”科技攻关正在开展。

基于在核电领域的成功,“和睦系统”被进一步拓展应用到包括船舶、航天、新能源等领域,并衍生了核安保产品“和睦天盾”、网络安全产品“和睦卫士”、智能云平台“和睦云网”等“和睦家族”成员。

据悉,上海科技已经梳理出超过100个应用场景,为“和睦系统”和“和睦家族”的更广泛应用,提供舞台。

从0到1,从跟跑到领跑,从核电到衍生,作为“中国智造”的一张新名片,“和睦系统”正以科技自强助力中国核事业发展走向更好的未来。

由单纯的发电向核能综合利用方向拓展

中广核还着力推动核能产业由单纯的发电向核能综合利用方向拓展。电子加速器便是中广核推进非动力核技术研发与应用创新的典型案例。中广核加速器研究院院长周月东告诉记者,近年来,中广核增强资源配置和加大科研力量,拥有高、中、低能全系列工业电子加速器研发制造能力,相关电子加速器已在辐照加工、材料改性、消毒灭菌等领域得到应用。

在环保领域,中广核联合清华大学自主研发的电子束处理特种废物技术,已在印染废水、医疗废水/固废、抗生素菌渣、化工园区废水、制药废水、垃圾渗滤液、煤化工焦化废水、油气田采出废水、城镇生活污水等领域成功应用。周月东表示,与传统处理手段相比,该技术具有降解能力强、处理效率高、使用成本低等优势,为解决常规手段难以处理的难降解有机污染物提供了方案。

得益于强大的技术创新能力,中广核包括核能、核燃料、新能源、非动力核技术应用、数字化、科技型环保、产业金融在内的产业体系日趋完善。特别是在新能源领域,其国内新能源项目现已覆盖29个省区市。风电业务累计上网电量超2000亿千瓦时,在运风电机组总数超过1万台;太阳能业务装机容量超过799万千瓦。

据介绍,中广核已建设了9个国家级研发平台,多个省部级、集团级研发中心以及深圳龙岗实验基地等一批科研平台和设施,正着力打造中国南方原子能科学与技术创新中心和中广核长三角新兴产业技术创新中心两大区域创新中心。

中广核党委书记、董事长杨长利表示,面向未来,中广核将进一步加大清洁能源发展力度,大力推进清洁能源基地项目建设,稳步推进海上风电项目开发,为“双碳”目标的实现贡献力量。

文章来源: 央视网,经济日报,国务院国资委新闻中心

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