十年前,黨中央決定引進AP1000三代核電技術,開啟我國“三代核電自主化”引進、消化、吸收、再創新的發展之路。這一征程上,國家電投中央研究院核電軟件技術中心(以下簡稱“核電軟件中心”)牽頭承擔了國家科技重大專項“核電關鍵設計軟件自主化技術研究”課題,成功研發了我國首套具有自主知識產權的核電關鍵設計軟件“COSINE”。
“COSINE”的成功研發為我國三代核電自主化發展做出了重要貢獻,同時也映射了我國核電軟件自主化不懈奮斗的歷程。據了解,核電廠的安全分析、工程設計、模擬仿真、培訓教學等都需要核電軟件的支撐,核電關鍵設計軟件的完備也是核電廠安全、可靠、高效運行的重要基礎條件。在此背景下,核電軟件中心歷經十余載打磨的COSINE核電廠安全分析與工程設計一體化軟件工程應用版,劍指核電技術的最大軟肋,助力我國向核電強國的目標邁進。
自主創新:從零起步組建大規模核電軟件研發團隊
擁有完整自主知識產權的商用核電軟件,對核電事業的發展具有十分深遠的影響。長期以來,核電軟件自主化一直是制約我國核電“走出去”的技術瓶頸。而核電軟件中心于2010年5月成立以來,就致力于解決關鍵設計軟件自主化這一核電國際化發展“卡脖子”問題。由于我國核電軟件整體性、規模化開發起步晚,經驗及試驗數據匱乏,同時由于軟件直接面對著核安全問題,每一個過程都需要經過嚴格的檢驗,這些都為軟件的設計、編碼、驗證與評估帶來了極大的困難。
同時,根據國際上核電軟件研發的經驗,國外相關商業軟件往往有幾十年的研究歷史,研發過程通常聯合歐美多個國家的國家實驗室,投資數十億美金,才能形成初步的商用版本。
面對重重挑戰,十年來,核電軟件中心從零開始進行自主化核電關鍵設計軟件COSINE架構設計與編碼,研發過程中不忘初心,默默耕耘,解決了一個又一個難題,建立起了一整套包括軟件設計與編碼、驗證與評估等在內的研發規范和標準,靈活采用“產學研用相結合”的方式組建了大規模的核電軟件研發團隊。
成果豐碩:COSINE軟件整體性能與技術指標達國際先進水平
十年磨一劍,功到自然成。COSINE軟件研發工作受到了國家能源局、相關部委及企事業單位的廣泛關注。2011年核電軟件中心獲批國家能源局設立的“國家能源核電軟件重點實驗室”,依托國家科技重大專項《核電關鍵設計軟件自主化技術研究》《核電關鍵設計軟件評估》《核電關鍵設計軟件應用研究及補充驗證試驗》課題的實施,COSINE軟件整體性能與技術指標達到了國際先進水平。
2015年12月21日,COSINE公開測試版發布。同年,成立了COSINE用戶組,核電軟件中心與首批來自國內設計院、科研機構、高校的多家用戶單位簽定用戶使用協議,促進軟件的全面驗證與確認。
2016至2019年,以COSINE公開測試版為基礎,積極開展COSINE軟件的第三方獨立驗證與工程應用評估,并向我國核安全監管部門提交許可證申請。目前COSINE軟件已完成基于AP1000和國和一號三代核電堆型的工程應用研究,并已向國家核安全局提交了COSINE子通道軟件和核設計軟件的許可證申請。2019年11月,核電軟件中心在國家能源核電軟件重點實驗室年會期間正式發布了COSINE軟件工程應用版,同時提出了共享、共建、共用的理念,得到行業普遍認可。
意義重大:解決了我國核電發展關鍵技術瓶頸問題
掌握核電軟件技術是“建設核電強國”的重要標志之一。COSINE軟件的開發與工程應用,極大地提升了我國核電技術“自主研發、自主設計、自主建設、自主運營”的能力,提升了我國核電的持續創新能力,解決了我國核電發展的關鍵技術瓶頸問題,填補了國內空白。COSINE軟件是我國核電標準化設計、規模化應用的重要工具,是助力能源結構調整的重要保障,是我國實施核電“走出去”戰略的重要技術支撐,也是為世界同行搭建了技術交流的平臺。
COSINE軟件的國際影響力也在與日俱增。國家電投集團中央研究院加入了OECD國際實驗計劃以及多個國際核能軟件組織;自主化核電關鍵設計軟件的評估等納入中韓核能雙邊國際合作;通過開展COSINE國際第三方評價工作,COSINE軟件獲得了包括美國 FPS、德國KIT、法國IRSN等多個國外權威機構的認可。
十年研發,約七百人年的投入,COSINE軟件研發是開放合作的過程,是科學嚴謹、奮斗進取的過程,也是國家電投承載我國核電自主化發展使命、加快推進技術創新、建設核電強國的過程。目前,COSINE正積極推動工程應用,申請我國核安全監管部門的軟件取證。核電技術的探索永不止步,核電強國夢任重道遠。COSINE團隊使命在肩,初心如磐,在核電“走出去”的道路上,砥礪前行。