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国家电投中央研究院打造核电软件自主创新之路 解决核电发展关键技术瓶颈问题

2020-05-19 09:25  来源:中国电力报    核电技术  COSINE软件  AP1000三代核电技术  核电软件技术  国家电投  三代核电  AP1000

十年前,党中央决定引进AP1000三代核电技术,开启我国“三代核电自主化”引进、消化、吸收、再创新的发展之路。这一征程上,国家电投中央研究院核电软件技术中心(以下简称“核电软件中心”)牵头承担了国家科技重大专项“核电关键设计软件自主化技术研究”课题,成功研发了我国首套具有自主知识产权的核电关键设计软件“COSINE”。


十年前,党中央决定引进AP1000三代核电技术,开启我国“三代核电自主化”引进、消化、吸收、再创新的发展之路。这一征程上,国家电投中央研究院核电软件技术中心(以下简称“核电软件中心”)牵头承担了国家科技重大专项“核电关键设计软件自主化技术研究”课题,成功研发了我国首套具有自主知识产权的核电关键设计软件“COSINE”。

“COSINE”的成功研发为我国三代核电自主化发展做出了重要贡献,同时也映射了我国核电软件自主化不懈奋斗的历程。据了解,核电厂的安全分析、工程设计、模拟仿真、培训教学等都需要核电软件的支撑,核电关键设计软件的完备也是核电厂安全、可靠、高效运行的重要基础条件。在此背景下,核电软件中心历经十余载打磨的COSINE核电厂安全分析与工程设计一体化软件工程应用版,剑指核电技术的最大软肋,助力我国向核电强国的目标迈进。

自主创新:从零起步组建大规模核电软件研发团队

拥有完整自主知识产权的商用核电软件,对核电事业的发展具有十分深远的影响。长期以来,核电软件自主化一直是制约我国核电“走出去”的技术瓶颈。而核电软件中心于2010年5月成立以来,就致力于解决关键设计软件自主化这一核电国际化发展“卡脖子”问题。由于我国核电软件整体性、规模化开发起步晚,经验及试验数据匮乏,同时由于软件直接面对着核安全问题,每一个过程都需要经过严格的检验,这些都为软件的设计、编码、验证与评估带来了极大的困难。

同时,根据国际上核电软件研发的经验,国外相关商业软件往往有几十年的研究历史,研发过程通常联合欧美多个国家的国家实验室,投资数十亿美金,才能形成初步的商用版本。

面对重重挑战,十年来,核电软件中心从零开始进行自主化核电关键设计软件COSINE架构设计与编码,研发过程中不忘初心,默默耕耘,解决了一个又一个难题,建立起了一整套包括软件设计与编码、验证与评估等在内的研发规范和标准,灵活采用“产学研用相结合”的方式组建了大规模的核电软件研发团队。

成果丰硕:COSINE软件整体性能与技术指标达国际先进水平

十年磨一剑,功到自然成。COSINE软件研发工作受到了国家能源局、相关部委及企事业单位的广泛关注。2011年核电软件中心获批国家能源局设立的“国家能源核电软件重点实验室”,依托国家科技重大专项《核电关键设计软件自主化技术研究》《核电关键设计软件评估》《核电关键设计软件应用研究及补充验证试验》课题的实施,COSINE软件整体性能与技术指标达到了国际先进水平。

2015年12月21日,COSINE公开测试版发布。同年,成立了COSINE用户组,核电软件中心与首批来自国内设计院、科研机构、高校的多家用户单位签定用户使用协议,促进软件的全面验证与确认。

2016至2019年,以COSINE公开测试版为基础,积极开展COSINE软件的第三方独立验证与工程应用评估,并向我国核安全监管部门提交许可证申请。目前COSINE软件已完成基于AP1000和国和一号三代核电堆型的工程应用研究,并已向国家核安全局提交了COSINE子通道软件和核设计软件的许可证申请。2019年11月,核电软件中心在国家能源核电软件重点实验室年会期间正式发布了COSINE软件工程应用版,同时提出了共享、共建、共用的理念,得到行业普遍认可。

意义重大:解决了我国核电发展关键技术瓶颈问题

掌握核电软件技术是“建设核电强国”的重要标志之一。COSINE软件的开发与工程应用,极大地提升了我国核电技术“自主研发、自主设计、自主建设、自主运营”的能力,提升了我国核电的持续创新能力,解决了我国核电发展的关键技术瓶颈问题,填补了国内空白。COSINE软件是我国核电标准化设计、规模化应用的重要工具,是助力能源结构调整的重要保障,是我国实施核电“走出去”战略的重要技术支撑,也是为世界同行搭建了技术交流的平台。

COSINE软件的国际影响力也在与日俱增。国家电投集团中央研究院加入了OECD国际实验计划以及多个国际核能软件组织;自主化核电关键设计软件的评估等纳入中韩核能双边国际合作;通过开展COSINE国际第三方评价工作,COSINE软件获得了包括美国 FPS、德国KIT、法国IRSN等多个国外权威机构的认可。

十年研发,约七百人年的投入,COSINE软件研发是开放合作的过程,是科学严谨、奋斗进取的过程,也是国家电投承载我国核电自主化发展使命、加快推进技术创新、建设核电强国的过程。目前,COSINE正积极推动工程应用,申请我国核安全监管部门的软件取证。核电技术的探索永不止步,核电强国梦任重道远。COSINE团队使命在肩,初心如磐,在核电“走出去”的道路上,砥砺前行。



图为技术

深圳核博会

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