不斷創(chuàng)新，提升核電“軟”實(shí)力
創(chuàng)新故事
◎?qū)嵙?xí)記者 孫 瑜
概率安全評(píng)價(jià)（PSA）被形象地比喻為“核電廠的醫(yī)生”，是一種定量評(píng)價(jià)事故發(fā)生概率及其潛在后果的系統(tǒng)性方法。
PSA能為核電廠進(jìn)行診斷，保證其安全運(yùn)行。具體來(lái)說(shuō)，在核電廠設(shè)計(jì)階段，PSA可以找出設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提升核電廠安全性；而在核電廠運(yùn)行階段，PSA可以評(píng)估電廠風(fēng)險(xiǎn)水平狀態(tài)，優(yōu)化運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控，在保障安全水平的情況下提升電廠經(jīng)濟(jì)性。
1984年，我國(guó)開(kāi)始PSA相關(guān)研究。研究發(fā)展到2010年，仍面臨著分析范圍不夠全面、分析建模工具依賴進(jìn)口軟件、拓展應(yīng)用的自主性和靈活性不足等問(wèn)題。
自2010年到2020年，國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司作為牽頭單位，國(guó)家核電（上海核工院）依托大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電站國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)中的“CAP1400關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)研究”課題，開(kāi)展“全范圍PSA分析體系和先進(jìn)分析工具的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用”研究，開(kāi)發(fā)了一套全面、完整、獨(dú)立的PSA技術(shù)體系，打通了從基礎(chǔ)方法工具開(kāi)發(fā)到全流程應(yīng)用的上下游屏障。
十年磨一劍，團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)高性能計(jì)算引擎SPACal，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了涵蓋設(shè)計(jì)建模、運(yùn)行服務(wù)和安全監(jiān)管等各個(gè)方面的PSA軟件體系，實(shí)現(xiàn)了核心算法和軟件代碼完全自主。
在“國(guó)和一號(hào)”的研發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我國(guó)核電軟件自主化工作取得了不少突破，捷報(bào)頻傳。
全球超過(guò)60%的核電廠計(jì)劃外停堆來(lái)自于設(shè)備失效，疲勞、斷裂損傷正是設(shè)備失效的主要原因。
2020年，國(guó)家核電（上海核工院）工程設(shè)備所設(shè)備力學(xué)室主任劉暢主持的“基于信息統(tǒng)計(jì)分析的含缺陷結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)”課題正式進(jìn)入實(shí)施階段。
2012年，劉暢與重大課題結(jié)緣，開(kāi)始參與“國(guó)和一號(hào)”疲勞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自主研發(fā)項(xiàng)目。疲勞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?yàn)楹穗娫O(shè)備壽期管理及延壽提供數(shù)據(jù)支撐，提高核電站的安全性。
在疲勞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)攻關(guān)階段，劉暢從基礎(chǔ)理論到工程實(shí)踐，一樣樣學(xué)好，一件件弄通，在主設(shè)備的測(cè)點(diǎn)篩選、水環(huán)境疲勞計(jì)算方法、基于“格林函數(shù)法”的瞬態(tài)溫度場(chǎng)計(jì)算方面，作出了開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。
“填補(bǔ)國(guó)內(nèi)技術(shù)的空白，除了方案開(kāi)發(fā)過(guò)程中的反復(fù)評(píng)審、核心算法的反復(fù)推敲驗(yàn)算等工作，最主要的還是不斷地創(chuàng)新。”能為團(tuán)隊(duì)作出屬于自己的貢獻(xiàn)，是最讓劉暢高興的事情。
創(chuàng)新，讓核電軟件的研發(fā)設(shè)計(jì)人員敢于走前人沒(méi)走過(guò)的路，為世界貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。
2016年11月，經(jīng)過(guò)6年攻關(guān)，國(guó)家核電平臺(tái)成員單位國(guó)核自儀開(kāi)發(fā)的NuPAC平臺(tái)（數(shù)字化反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)）通過(guò)國(guó)家核安全局的評(píng)審。1個(gè)月后，NuPAC成為國(guó)內(nèi)首個(gè)獲得美國(guó)核管會(huì)評(píng)審發(fā)證、具備完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核電廠安全級(jí)數(shù)字化儀控系統(tǒng)平臺(tái)。