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五年約定,自主核電“神經(jīng)系統(tǒng)”如期而至

  • 發(fā)布時(shí)間:2015-12-22 01:30:44  來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  這是一場(chǎng)5年前就已約定的發(fā)布。

  2010年9月29日,北京釣魚(yú)臺(tái)國(guó)賓館?!坝?到8年時(shí)間開(kāi)發(fā)出中國(guó)人自己的先進(jìn)核電軟件”,時(shí)任國(guó)家核電技術(shù)公司董事長(zhǎng)王炳華在國(guó)核技與上海交大、西安交大、華北電力大學(xué)簽署共建“核電軟件工作站”協(xié)議儀式上,發(fā)出如此豪言,被認(rèn)為是直指中國(guó)核電技術(shù)最大軟肋,舉全國(guó)之力向世界巔峰發(fā)起的最有力沖刺。

  今天,由中電投與國(guó)核技合并組建的國(guó)家電力投資集團(tuán),在其中央研究院發(fā)布首套完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核電廠核設(shè)計(jì)與安全分析軟件——COSINE,5年約定如期兌現(xiàn),獲國(guó)家核安全監(jiān)管部門(mén)及工信部軟件裝備司嘉評(píng)為“從知其然”到“知其所以然”,堪稱(chēng)“中國(guó)核電技術(shù)發(fā)展的里程碑”。

  幾張光盤(pán)開(kāi)價(jià)一個(gè)多億:中國(guó)核電最大痛點(diǎn)

  中國(guó)從美國(guó)引進(jìn)第三代核電技術(shù)AP1000之初,國(guó)核技在與AP1000核心設(shè)備之一屏蔽主泵的供貨商談判相關(guān)軟件源代碼轉(zhuǎn)讓時(shí),被對(duì)方開(kāi)價(jià)1700萬(wàn)美金嚇了一跳,“1億多人民幣啊,就幾張光盤(pán)!”團(tuán)隊(duì)中兩位國(guó)內(nèi)頂尖軟件工程師評(píng)價(jià),“即使它已經(jīng)摘掉了很多東西,但從搞軟件的角度,我們還是希望買(mǎi),因?yàn)樗袃r(jià)值了;但我們張不了嘴,太貴了?!?/p>

  這件事給王炳華以極大刺激。此后在不同場(chǎng)合,他不止一次談到中國(guó)核電技術(shù)的這一最大痛點(diǎn):用于核電站研發(fā)和設(shè)計(jì)的所有平臺(tái)、軟件,都是國(guó)外的;用于驗(yàn)證這些設(shè)計(jì)技術(shù)的所有軟件,也都是國(guó)外的。

  核電軟件難在哪?

  核電軟件難在哪?國(guó)家能源局核電軟件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、國(guó)電投中央研究院副院長(zhǎng)、國(guó)家壓水堆核電站科技重大專(zhuān)項(xiàng)“核電關(guān)鍵設(shè)計(jì)軟件自主化技術(shù)研究”首席科學(xué)家楊燕華用“嚴(yán)、難、專(zhuān)、長(zhǎng)”來(lái)形容長(zhǎng)期制約核電軟件自主化的技術(shù)壁壘。

  她解釋?zhuān)皣?yán)”就是需滿足在所有安全生產(chǎn)領(lǐng)域最為嚴(yán)苛的核安全法規(guī)要求,對(duì)標(biāo)的是國(guó)際公認(rèn)最嚴(yán)的美國(guó)核管會(huì)(NRC)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),具有“高可信”度。

  “難”體現(xiàn)在科學(xué)計(jì)算軟件涉及面寬、專(zhuān)業(yè)面廣,計(jì)算結(jié)果同時(shí)滿足科學(xué)性(準(zhǔn)確性)+保守量(可靠性)要求,以確?!坝?jì)算包容了所有不確定性”。

  “專(zhuān)”是指核電廠專(zhuān)用,通用類(lèi)少。

  “長(zhǎng)”則是對(duì)此項(xiàng)研發(fā)長(zhǎng)周期、高投入的描述:根據(jù)國(guó)外大型核電軟件研發(fā)經(jīng)驗(yàn),開(kāi)發(fā)周期約需8-10年。

  我們?cè)谧鍪裁矗?/STRONG>

  COSINE,即核反應(yīng)堆堆芯物理、熱工和系統(tǒng)安全分析一體化軟件包。楊燕華介紹,此次發(fā)布的是其公開(kāi)測(cè)試版,包含熱工水力設(shè)計(jì)與安全分析、堆芯物理設(shè)計(jì)、燃料設(shè)計(jì)、屏蔽設(shè)計(jì)與源項(xiàng)分析、嚴(yán)重事故分析、概率安全分析、堆用蒙特卡羅、群常數(shù)研制等8大類(lèi)、15個(gè)軟件,覆蓋國(guó)際同類(lèi)軟件80余項(xiàng)功能,“具備了核電廠核工程設(shè)計(jì)與安全分析的所有核心功能”。

  說(shuō)到底,所有這些復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)分析評(píng)估最終都指向一點(diǎn):核電站所有部件在多大的功率、壓力、溫度下是能承受住的。楊燕華表示,對(duì)核電軟件從業(yè)者而言,核電站超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故,不能是因“計(jì)算工具錯(cuò)誤”而引發(fā),“這是絕對(duì)不可逾越的底線”。

  現(xiàn)實(shí)中,核電站不可能真的嘗試功率、壓力、溫度達(dá)到極值下的承受力,只能通過(guò)工具(模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)臺(tái)架數(shù)據(jù))來(lái)驗(yàn)證。

  以概率安全分析(PSA)程序?yàn)槔核押穗娬舅邢到y(tǒng)分成最小部件,按“3C黃金守則”(即功率可控、熱量可降、放射性可包容)計(jì)算它們每一個(gè)的失效概率,最后得出“頂層結(jié)論”:反應(yīng)堆會(huì)否熔穿,放射性會(huì)否跑出壓力容器,等等,以及建立在此基礎(chǔ)上的60年壽期預(yù)期。

  雄心勃勃的時(shí)間表

  5年前COSINE在起點(diǎn)上,就有一個(gè)雄心勃勃的時(shí)間表:引進(jìn)—消化—吸收AP1000自主化創(chuàng)新的CAP1400,概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)仍用進(jìn)口軟件,但其工程設(shè)計(jì)的部分和全部設(shè)計(jì)的校核,都用COSINE;而“未來(lái)的完全自主中國(guó)核電品牌CAP1700,全部設(shè)計(jì)、驗(yàn)證都會(huì)用COSINE”。

  今天的發(fā)布儀式同期簽署了《COSINE軟件采購(gòu)協(xié)議》《CAP1400示范工程二號(hào)模擬機(jī)合作開(kāi)發(fā)三方協(xié)議》,并成立了COSINE用戶組(COSINE User Group),意味著上海核工院將使用COSINE設(shè)計(jì)分析自主品牌的核電站堆型,CAP1400應(yīng)用也或?qū)⑻崴佟?/p>

  國(guó)電投總經(jīng)理孟振平透露,根據(jù)法規(guī)要求,COSINE軟件后續(xù)將積極推動(dòng)工程應(yīng)用評(píng)估,啟動(dòng)國(guó)家核安全監(jiān)管部門(mén)的許可證申請(qǐng),最終形成真正意義上的自主化核電軟件品牌。

  (科技日?qǐng)?bào)北京12月21日電)

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