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讓三代核電擁有“中國魂”

  • 發佈時間:2015-12-18 02:31:53  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  本報記者陳 瑜

  看不見摸不著的軟體,相當於人獨特的思維方式。

  對我國來説,自主的成體系核電軟體是從核電大國向核電強國轉變必須邁過的坎。

  12月17日,支撐我國自主三代核電“華龍一號”設計、建造、運作的NESTOR套裝軟體正式交付,這也是我國首套自主核電套裝軟體和一體化軟體整合平臺。

  “套裝軟體裏有68個軟體,覆蓋了‘華龍一號’177堆芯、非能動加能動安全系統以及以蒸汽發生器為代表的關鍵國産設備等所有創新點。”作為牽頭單位中國核動力研究設計院(以下簡稱核動力院)院長、中核集團核動力事業部副主任羅琦評價,自此我國三代核電有了“中國魂”,水準與美國、法國等核電第一陣營國家平起平坐。

  失“魂”的核電大國

  “其實,我國早已實現二代改進型的‘四個自主’。但如果設計是翻版的,軟體是引進的,燃料也不是自主的,核電何以走出去?這正是‘二代改’走不出去的原因。”中核集團副總經理俞培根一語道出了軟體的重要性。

  核電自主化首先得實現設計自主化,設計自主化有賴於軟體自主化。

  上世紀七八十年代,核動力院就著手壓水堆核電設計技術研究,自主研發出堆芯設計軟體,並在上海核熱電站、秦山二期核電廠演練設計等項目中得到應用。

  但接下來20餘年,我國主要從國外引進核心、關鍵領域的反應堆設計研發軟體,零星引進的結果是未形成完整軟體體系。

  “通常只有幾十張光碟與大量説明書的成套套裝軟體價格昂貴,且使用範圍被嚴格限制。”NESTOR副總師劉東印象深刻的是,轉讓的軟體以類似“黑匣子”的目標軟體為主,難以獲得軟體源代碼,這阻礙了核電創新。

  66歲的NESTOR副總師姚棟至今記得,2005年在某對外核電機組招標書中,我方明確要求競標方能提供源代碼,但競標的外國公司避重就輕,極力減少縮小範圍,以各種藉口不願提供核心軟體。在我方再三要求下,對方最後稱“軟體是我們的kowhow(技術訣竅),不能培育一個競爭對手”。

  隨著我國核電大發展,先進的、成套的、完善的核電專用軟體成為制約這個核電大國發展的軟肋。我國核電要從“借船出海”到“造船出海”,啃下這個“硬骨頭”迫在眉睫。

  為“華龍一號”量身定做

  “華龍一號”核島安全殼內,有一個重要的“巨人”——“ZH65型蒸汽發生器”。此次發佈的68個軟體中,有10個專業軟體與蒸汽發生器相關。

  蒸汽發生器總設計師張富源的解釋是用一組數據串起來的:ZH65體內共有5835根傳熱管,串聯後長達150公里,1.02毫米的管道壁厚要承受155個大氣壓,相當於1釐米左右的指甲蓋上要承擔150公斤的重量,此外還要經受300攝氏度的高溫,具有複雜的兩相流特點。

  開發這樣的軟體,即使先進國家也“頭大”,因為要通過大量實驗,獲得阻尼參數等數據,最後將數據融入軟體開發中。

  “核心、先進、成熟、可靠”,羅琦做出此評價的理由之一是NESTOR軟體的實驗數據論證充分。這基於核工業幾十年的經驗積累,數據來自近百台試驗臺架、數千項實驗工況、30年來近30個核電工程。

  軟體開發,最原始的驅動力是需求。

  長期以來,核動力院一直在開展軟體研發工作,並擁有專門的軟體開發團隊。但核動力院設計所副所長、NESTOR總師李慶説,過去的軟體研發不成體系,研發目標和研發週期比較寬鬆,項目組織鬆散,更偏科研一些。

  2010年,依託中核集團“龍騰2020”科技計劃,核動力院牽頭,中國核電工程有限公司及中核武漢核電運作技術股份有限公司參與,成體系地開展核電核動力軟體開發,意在解決三代核電軟體自主化問題,可謂為“華龍一號”量身定做。

  軟體開發中遇到的一道難題是如何控制風險,換句話説,將一行行代碼工程化。項目團隊為此將任務拆分成近20個流程,每一個流程對應一個目標,並通過引入具有資質的第三方團隊開展獨立測試和驗證,確保了軟體技術的高品質開發。

  像揉麵糰樣做設計

  “如今有了自主智慧財産權的軟體,可以做很多以前想做但做不到的事情。”張富源打了個形象的比方,就像揉麵糰樣,完全按設計人員的意圖進行設計。

  位於四川夾江的核動力院老基地,矗立著不少高高的臺架。組織一次試驗,獲取一組數據,需要耗費大量人力物力。中核武漢核電運作技術股份有限公司在研發中建立了核動力倣真技術的全系列、自主化技術體系,通過倣真模擬試驗,大大減少試驗次數。

  “後續我們將在現版軟體基礎上,廣泛收集和汲取用戶反饋,進一步完善軟體功能,到2020年將建立非常完善的核電軟體體系。”俞培根同時透露,將考慮下一代堆型研發的軟體需求,開發新一代的數字化核電廠整合研發系統,實現核電站研發設計的又一技術革新。(科技日報北京12月17日電)

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