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未来核电站还需要人类操纵员吗?

北极星电力网新闻中心  来源:中国核工业  作者:陶春阳  2020/5/7 14:53:40  我要投稿  
所属频道: 核电   关键词: 智慧电厂 核电站 核工业

北极星核电网讯:智能化是当今世界工业的发展趋势,也是我国产业结构优化升级和增强国际竞争力的关键环节。在这样的大背景下,中国核工业各领域正将先进信息技术与自身深化改革结合起来,获取新动能,谋求新发展。

(来源:微信公众号“中国核工业” ID:cn_industry  作者:陶春阳)

作为核工业重要组成部分的核电领域的智能化有何特点?目前进展如何?未来发展怎样?新冠疫情下,有哪些应对?带着这些问题,本刊采访了中国核能电力股份有限公司副总经理顾健。

实现智能化转型升级的最好时机

“智能化趋势必然会影响核电,推动行业不断向前发展。”谈起核电领域智能化,顾健如是说。目前,国内核电领域智能化工作正多线开展。中国核电已在多个系统开展核电工业互联网应用研究,同时相关基础平台和数据资源应用研究也都在进行中。中国核电对在运机组主要系统和关键设备进行了实时状态监测,并利用深度学习方法建立了设备故障数据模型,从而对设备可能出现的缺陷提前预警,并已取得一定成效。此外,部分核电机组还试点开展了设备健康管理领域研究,包括利用无线网络对关键设备开展视频监控,对部分设备利用远程巡检代替现场巡检等。在核电站控制系统方面,“新的三代核电都全面应用了数字化控制系统,实现了系统工艺控制自动化。一些老的核电站也在进行部分改造。”顾健介绍道。随着工艺系统数字化建模和智能化应用进一步成熟,核电站工艺系统与设备控制将从自动化全面迈进智能化控制。新冠疫情下,包括核电在内的各个行业都在一定程度上受到影响。采访中,顾健表示,核电因存在核安全等方面的特殊要求,运行生产工作中早已建立全面有效的防护体系,在疫情期间也发挥了重要作用。目前防疫隔离和复工复产并行阶段,恰恰是利用信息技术、网络技术、数字技术并最终实现智能化转型升级的最好时机。疫情为智慧核电提供了一个真实应用场景,倒逼核电智能化建设深入推进。“与国际同行相比,我们在诸多领域领先,且处于持续发展前进中。”顾健总结道,“当前这些智能化应用主要发生在局部,应用深度和结果准确度方面还存在进步空间,需要结合核电站实际特点进一步深入研究,以提升应用成效并进行应用推广。”当前,中国核电正根据“需求牵引、信息搭桥、总体规划、分步实施、先试点后应用”原则,以满足核电厂生产实际需求、提高工作效率、提升电厂安全性和经济性为目标,分阶段开展智能化应用研究及智慧电厂建设。中国核电将通过建立核电智能建设规划,对在运行电厂开展智能化应用研究,并将其全面反馈到新电厂设计上,逐步建立起智慧电厂。

正视核电的特殊性

安全是各行业发展首要前提,涉核领域尤其如此。中核集团企业文化中明确提出“安全是核工业的生命线”安全理念,同时也将“安全”作为企业核心价值观重要组成部分。顾健说:“核电领域向前走出的每一步,都必须慎之又慎。”

据了解,核电智能化转型升级不仅区别于其他非涉核行业,同业内其他板块相比,也有所不同。在核电智能化应用研究中,可以总结出“三多三少”特点。“三多”是指核电站系统与设备数量特别多;定制的非标准设备多;安全规范要求多。“三少”则是核电站工艺数据采集点少;同种设备同样工况运行设备数量少;关键设备可靠性高、缺陷数量少。这些特点在一定程度上影响核电智能化发展。

此外,当前国内核电机组数量与火电相比,还是要少很多,单个电厂智能化研发分摊成本就比较高。智能化改造要在电厂增加系统与设备,除增加成本外,配套增加的还有这些系统与设备的运维工作量,这一点同样值得考量。

关于未来核电智能化发展趋势,顾健分析将在提高安全性方面有所作为。一方面伴随大数据和智能化技术的应用,电站定期试验与维修工作正逐步优化,设备可靠性会得到提升。另一方面,通过开发新技术,可以定位人员,并对现场工作人员行为进行实时分析。相信通过各类智能化技术的有效应用,“在线监控、远程诊断”“无人监控、少人值守”等目标会在未来逐步得以实现。

那么,未来智能化核电可以脱离人类自动完成核电站生产运行吗?顾健认为,机器可以在辅助决策方面提供一些帮助,但涉及核安全的操作,仍然需要人来做最终判断。

以航空业为例,当下民航的智能化相对而言走在前列,数字飞行控制系统可以完成整个飞行过程的自动驾驶。尽管如此,紧盯屏幕的两名驾驶员仍然是安全飞行的重要保障,以处理极端情况下的事件。在核电领域,与飞机驾驶员角色类似的是核电站操纵员,操纵员需要拥有将处于各种状态下的机组控制在安全状态的能力。这种能力一方面靠长期培训与经验累积,另一方面依赖过硬的心理素质和严密谨慎的思维。当然,作为人类,操纵员也存在自身的局限,智能化系统可以最大程度将核电站内各项信息参数提供给操纵员,为其决策多加一道保险。

顾健表示,时代大潮中,智能化是产业升级必由之路,核电不会例外。但由于行业的特殊性,遵守国家相关法规要求、确保核安全是核电站首要任务,也是开展智能化工作必须遵守的首要原则。“对于智能化相关各项新技术,我们始终更侧重于从安全角度去思考。”他强调说。

(中国核电徐昶、王文升对本文亦有贡献)

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