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看數字技術如何賦能核電安全“智”造

王紹紹
2024年10月09日13:20 | 來源:人民網-科普中國
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千萬IP創科普,共筑科技強國夢。為普及科學知識,弘揚科學精神,提高全民科學文化素質,助力實現高水平科技自立自強,中國科協科普部與人民網聯合策劃推出“見証科技之路”主題報道,聚焦國家科技戰略政策、重要科技獎項、“卡脖子”關鍵核心技術等,深入基層一線開展採訪調研,推出一批生動鮮活的科普精品,大力弘揚科學家精神,為建設科技強國匯聚磅礡力量。

浙江,是中國面積較小的省份之一,陸域面積僅有10.55萬平方公裡。但就是這樣一個“小小”的省份,每年的用電量超過6000億度,在全國用電量排名中位列第四。從繁華都市的璀璨燈火到寧靜鄉村的溫馨光亮,每一度電都在為浙江的發展注入源源不斷的動力。

在這裡,先進的制造業工廠日夜運轉,電力賦予其不息的活力﹔在這裡,高科技產業園區燈火通明,電力給予其不竭的光芒﹔在這裡,港口的起重機,若鋼鐵巨人般忙碌裝卸貨物,物流運輸網絡似靈動脈絡般高效運轉,電力賜予其強勁的動力。無數的創新與創造在電力的支撐下綻放光彩,這一切都離不開穩定可靠的電力供應。

浙江如何做到持續滿足新增電力需求,保障城市電力供應?數字技術如何賦能核電安全“智”造,達到節能減排目標?記者近日來到位於浙江台州三門核電有限公司(以下簡稱“三門核電”)尋找答案。

三門核電一期工程1、2號機組 受訪者供圖

數智化驅動全鏈條生產

沿著依海而建的三門核電主廠區道路,記者看到兩個造型獨特的淺灰色大型建筑。這兩個建筑是三門核電的1號機組和2號機組,核能發電的“主陣地”。

三門核電為中核集團下屬企業中第一家獲得“燈塔工廠”的企業,也是全球核電首家“燈塔工廠”。而1號機組則是全球首台三代機組。

“數智化已經融入工業生產的方方面面,核電站沒有理由不擁抱數智化。”三門核電相關負責人告訴記者,核電站圍繞經營管理、工程建設、生產運行、安全質量、技術創新等領域,建成了一批信息化系統,實現了對主營業務的數字化全覆蓋。

“我們將一些通訊模塊、攝像模塊、定位模塊集成到安全帽中去,讓監護人在值班室或者主控室內對現場操作人員進行監控,節約人力的成本。”相關負責人介紹,智能安全帽讓原本需要多人配合完成的工作,隻需要個人通過佩戴智能安全帽進行實時監控錄像,便可以實現傳達和接收指令的目的。

除此之外,在智慧工程方面,三門核電配合工業安全和質量管理、數字化項目管理,統籌服務3、4號機組工程建設﹔在智慧維修方面,三門核電做好了移動巡檢、腳手架管理、防異物管理……智能生產系統大大提高了工作效率和准確性,讓工作人員能夠更精准地監控和管理核電站的運行。

“‘燈塔工廠’不僅自身具備優秀的生產能力,而且能通過示范和引領,帶動產業鏈中的上下游企業走向智能化,提升新型工業化整體水平。”相關負責人告訴記者,入選“燈塔工廠”,意味著三門核電就像燈塔一樣,照亮工業生產的未來之路,指引整個行業向智能化制造的方向前進。

“科技堡壘”守護核電安全

安全是核電站的生命線。在三門核電站,安全文化不僅僅是一句口號,而是深深植根於每一位員工的心中。通過定期的安全教育和演練,員工們對安全的認識和應對能力不斷提升,形成了一種自覺遵守安全規程的良好氛圍。

三門核電站不斷探索和應用新技術,結合嚴格的安全管理制度和人員培訓,確保核電站的絕對安全。

“我們的智耐輻照的磁吸附壁面爬行機器人,能在狹小空間進行全方位的移動和精確定位,並通過視頻檢測設備和圖像算法進行信息的識別和數據的計算,解決檢查可達性問題。”上述負責人介紹,它使在役檢查可達率提升316%,達到100%,也避免了人員高處作業的安全風險。

此外,為了保障核電站的高安全性、高可靠性、高經濟性,三門核電的設備健康管理系統(PHM)採用非介入智能傳感單元,接入6500個測點,部署800多個智能傳感器,用以實時獲取設備的數據,提高了設備狀態監測的及時性,大大減少了巡檢工作量。

“它可以實現24小時不間斷巡檢。”相關負責人介紹,人工不用到現場巡檢,數字化使用也提高了巡檢的精確度。

在核反應堆堆芯功率分析與運行風險監測方面,三門核電在世界上首次採用數字孿生技術,結合多維節塊算法和堆內儀表數據,24小時實時計算堆芯三維功率的分布,包括堆芯反應性、組件功率、通量和其他相關堆芯參數,在復雜的負荷調節過程中自動優化運行裕量。

“三門核電之所以能打造‘燈塔工廠’,靠的就是生產運行等多方面的數智化賦能。”上述負責人說。

“燈塔工廠”引領產業升級

從2005年至今,經歷了遠方的跋涉,見証了踏步的前行,三門核電始不斷挑戰自我,致力於為社會提供清潔、安全的能源。

項目規劃建設6台百萬千瓦級的核電機組,全部建成投產后,三門核電每年發電量達600億千瓦時,相當於三峽年發電量的6成,是“十四五”期間浙江省全社會用電量的11%左右。理論上,浙江隻要有10個三門核電,就可以滿足全省用電。

“‘燈塔工廠’讓社會公眾看到核電廠是怎樣智能生產,看到中國的核電廠為了確保安全作出了哪些努力,一定程度上可以扭轉核電在公眾心中的形象。”上述負責人介紹,核電形象改善與技術進步同等重要,這為中國積極安全有序發展核電提供了很大的助力。

除此之外,還有許多青少年也在關心核電。如今,這個榮獲“燈塔工廠”榮譽的先進三代核電基地,已培養了三批“小小核電科普員”。“這些孩子很多也來自鄉鎮,與三門核電一同成長的他們,可能成為未來的工程師、科學家、作家,為中國乃至世界作出新的貢獻。”相關負責人介紹。

“燈塔工廠”使核能工廠在世界嶄露頭角。除了核能發電外,核技術已陸續幫助人類解決一個又一個難題。

“隨著技術的不斷成熟,無人化操作將在能源領域得到更廣泛的應用。”上述負責人表示,三門核電充分利用大模型、大數據,物聯網、人工智能等新一代數字技術,通過科技創新,讓電站更安全,運營更高效,維修更智能。三門核電相關負責人表示。

審核:翁黎明 三門核電有限公司科技創新處處長 高級工程師

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(責編:田文昕、楊鴻光)

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