看数字技术如何赋能核电安全“智”造

本文转自：人民网-科普中国

王绍绍

编者按

千万IP创科普，共筑科技强国梦。为普及科学知识，弘扬科学精神，提高全民科学文化素质，助力实现高水平科技自立自强，中国科协科普部与人民网联合策划推出“见证科技之路”主题报道，聚焦国家科技战略政策、重要科技奖项、“卡脖子”关键核心技术等，深入基层一线开展采访调研，推出一批生动鲜活的科普精品，大力弘扬科学家精神，为建设科技强国汇聚磅礴力量。

浙江，是中国面积较小的省份之一，陆域面积仅有10.55万平方公里。但就是这样一个“小小”的省份，每年的用电量超过6000亿度，在全国用电量排名中位列第四。从繁华都市的璀璨灯火到宁静乡村的温馨光亮，每一度电都在为浙江的发展注入源源不断的动力。

在这里，先进的制造业工厂日夜运转，电力赋予其不息的活力；在这里，高科技产业园区灯火通明，电力给予其不竭的光芒；在这里，港口的起重机，若钢铁巨人般忙碌装卸货物，物流运输网络似灵动脉络般高效运转，电力赐予其强劲的动力。无数的创新与创造在电力的支撑下绽放光彩，这一切都离不开稳定可靠的电力供应。

浙江如何做到持续满足新增电力需求，保障城市电力供应？数字技术如何赋能核电安全“智”造，达到节能减排目标？记者近日来到位于浙江台州三门核电有限公司（以下简称“三门核电”）寻找答案。

数智化驱动全链条生产

沿着依海而建的三门核电主厂区道路，记者看到两个造型独特的浅灰色大型建筑。这两个建筑是三门核电的1号机组和2号机组，核能发电的“主阵地”。

三门核电为中核集团下属企业中第一家获得“灯塔工厂”的企业，也是全球核电首家“灯塔工厂”。而1号机组则是全球首台三代机组。

“数智化已经融入工业生产的方方面面，核电站没有理由不拥抱数智化。”三门核电相关负责人告诉记者，核电站围绕经营管理、工程建设、生产运行、安全质量、技术创新等领域，建成了一批信息化系统，实现了对主营业务的数字化全覆盖。

“我们将一些通讯模块、摄像模块、定位模块集成到安全帽中去，让监护人在值班室或者主控室内对现场操作人员进行监控，节约人力的成本。”相关负责人介绍，智能安全帽让原本需要多人配合完成的工作，只需要个人通过佩戴智能安全帽进行实时监控录像，便可以实现传达和接收指令的目的。

除此之外，在智慧工程方面，三门核电配合工业安全和质量管理、数字化项目管理，统筹服务3、4号机组工程建设；在智慧维修方面，三门核电做好了移动巡检、脚手架管理、防异物管理……智能生产系统大大提高了工作效率和准确性，让工作人员能够更精准地监控和管理核电站的运行。

“‘灯塔工厂’不仅自身具备优秀的生产能力，而且能通过示范和引领，带动产业链中的上下游企业走向智能化，提升新型工业化整体水平。”相关负责人告诉记者，入选“灯塔工厂”，意味着三门核电就像灯塔一样，照亮工业生产的未来之路，指引整个行业向智能化制造的方向前进。

“科技堡垒”守护核电安全

安全是核电站的生命线。在三门核电站，安全文化不仅仅是一句口号，而是深深植根于每一位员工的心中。通过定期的安全教育和演练，员工们对安全的认识和应对能力不断提升，形成了一种自觉遵守安全规程的良好氛围。

三门核电站不断探索和应用新技术，结合严格的安全管理制度和人员培训，确保核电站的绝对安全。

“我们的智耐辐照的磁吸附壁面爬行机器人，能在狭小空间进行全方位的移动和精确定位，并通过视频检测设备和图像算法进行信息的识别和数据的计算，解决检查可达性问题。”上述负责人介绍，它使在役检查可达率提升316%，达到100%，也避免了人员高处作业的安全风险。

此外，为了保障核电站的高安全性、高可靠性、高经济性，三门核电的设备健康管理系统（PHM）采用非介入智能传感单元，接入6500个测点，部署800多个智能传感器，用以实时获取设备的数据，提高了设备状态监测的及时性，大大减少了巡检工作量。

“它可以实现 24 小时不间断巡检。”相关负责人介绍，人工不用到现场巡检，数字化使用也提高了巡检的精确度。

在核反应堆堆芯功率分析与运行风险监测方面，三门核电在世界上首次采用数字孪生技术，结合多维节块算法和堆内仪表数据，24小时实时计算堆芯三维功率的分布，包括堆芯反应性、组件功率、通量和其他相关堆芯参数，在复杂的负荷调节过程中自动优化运行裕量。

“三门核电之所以能打造‘灯塔工厂’，靠的就是生产运行等多方面的数智化赋能。”上述负责人说。

“灯塔工厂”引领产业升级

从2005年至今，经历了远方的跋涉，见证了踏步的前行，三门核电始不断挑战自我，致力于为社会提供清洁、安全的能源。

项目规划建设 6 台百万千瓦级的核电机组，全部建成投产后，三门核电每年发电量达600亿千瓦时，相当于三峡年发电量的6成，是“十四五”期间浙江省全社会用电量的11%左右。理论上，浙江只要有10个三门核电，就可以满足全省用电。

“‘灯塔工厂’让社会公众看到核电厂是怎样智能生产，看到中国的核电厂为了确保安全作出了哪些努力，一定程度上可以扭转核电在公众心中的形象。”上述负责人介绍，核电形象改善与技术进步同等重要，这为中国积极安全有序发展核电提供了很大的助力。

除此之外，还有许多青少年也在关心核电。如今，这个荣获“灯塔工厂”荣誉的先进三代核电基地，已培养了三批“小小核电科普员”。“这些孩子很多也来自乡镇，与三门核电一同成长的他们，可能成为未来的工程师、科学家、作家，为中国乃至世界作出新的贡献。”相关负责人介绍。

“灯塔工厂”使核能工厂在世界崭露头角。除了核能发电外，核技术已陆续帮助人类解决一个又一个难题。

“随着技术的不断成熟，无人化操作将在能源领域得到更广泛的应用。”上述负责人表示，三门核电充分利用大模型、大数据，物联网、人工智能等新一代数字技术，通过科技创新，让电站更安全，运营更高效，维修更智能。三门核电相关负责人表示。

审核：翁黎明 三门核电有限公司科技创新处处长 高级工程师