未來核電站還需要人類操縱員嗎？

智能化是當(dāng)今世界工業(yè)的發(fā)展趨勢，也是我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級和增強國際競爭力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這樣的大背景下，中國核工業(yè)各領(lǐng)域正將先進(jìn)信息技術(shù)與自身深化改革結(jié)合起來，獲取新動能，謀求新發(fā)展。

作為核工業(yè)重要組成部分的核電領(lǐng)域的智能化有何特點？目前進(jìn)展如何？未來發(fā)展怎樣？新冠疫情下，有哪些應(yīng)對？帶著這些問題，本刊采訪了中國核能電力股份有限公司副總經(jīng)理顧健。

實現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型升級的最好時機

“智能化趨勢必然會影響核電，推動行業(yè)不斷向前發(fā)展。”談起核電領(lǐng)域智能化，顧健如是說。

目前，國內(nèi)核電領(lǐng)域智能化工作正多線開展。中國核電已在多個系統(tǒng)開展核電工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究，同時相關(guān)基礎(chǔ)平臺和數(shù)據(jù)資源應(yīng)用研究也都在進(jìn)行中。

中國核電對在運機組主要系統(tǒng)和關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行了實時狀態(tài)監(jiān)測，并利用深度學(xué)習(xí)方法建立了設(shè)備故障數(shù)據(jù)模型，從而對設(shè)備可能出現(xiàn)的缺陷提前預(yù)警，并已取得一定成效。此外，部分核電機組還試點開展了設(shè)備健康管理領(lǐng)域研究，包括利用無線網(wǎng)絡(luò)對關(guān)鍵設(shè)備開展視頻監(jiān)控，對部分設(shè)備利用遠(yuǎn)程巡檢代替現(xiàn)場巡檢等。

在核電站控制系統(tǒng)方面，“新的三代核電都全面應(yīng)用了數(shù)字化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了系統(tǒng)工藝控制自動化。一些老的核電站也在進(jìn)行部分改造。”顧健介紹道。隨著工藝系統(tǒng)數(shù)字化建模和智能化應(yīng)用進(jìn)一步成熟，核電站工藝系統(tǒng)與設(shè)備控制將從自動化全面邁進(jìn)智能化控制。

新冠疫情下，包括核電在內(nèi)的各個行業(yè)都在一定程度上受到影響。采訪中，顧健表示，核電因存在核安全等方面的特殊要求，運行生產(chǎn)工作中早已建立全面有效的防護(hù)體系，在疫情期間也發(fā)揮了重要作用。目前防疫隔離和復(fù)工復(fù)產(chǎn)并行階段，恰恰是利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)并最終實現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型升級的最好時機。疫情為智慧核電提供了一個真實應(yīng)用場景，倒逼核電智能化建設(shè)深入推進(jìn)。

“與國際同行相比，我們在諸多領(lǐng)域領(lǐng)先，且處于持續(xù)發(fā)展前進(jìn)中。”顧健總結(jié)道，“當(dāng)前這些智能化應(yīng)用主要發(fā)生在局部，應(yīng)用深度和結(jié)果準(zhǔn)確度方面還存在進(jìn)步空間，需要結(jié)合核電站實際特點進(jìn)一步深入研究，以提升應(yīng)用成效并進(jìn)行應(yīng)用推廣。”

當(dāng)前，中國核電正根據(jù)“需求牽引、信息搭橋、總體規(guī)劃、分步實施、先試點后應(yīng)用”原則，以滿足核電廠生產(chǎn)實際需求、提高工作效率、提升電廠安全性和經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)，分階段開展智能化應(yīng)用研究及智慧電廠建設(shè)。中國核電將通過建立核電智能建設(shè)規(guī)劃，對在運行電廠開展智能化應(yīng)用研究，并將其全面反饋到新電廠設(shè)計上，逐步建立起智慧電廠。

正視核電的特殊性

安全是各行業(yè)發(fā)展首要前提，涉核領(lǐng)域尤其如此。中核集團(tuán)企業(yè)文化中明確提出“安全是核工業(yè)的生命線”安全理念，同時也將“安全”作為企業(yè)核心價值觀重要組成部分。顧健說：“核電領(lǐng)域向前走出的每一步，都必須慎之又慎。”

據(jù)了解，核電智能化轉(zhuǎn)型升級不僅區(qū)別于其他非涉核行業(yè)，同業(yè)內(nèi)其他板塊相比，也有所不同。在核電智能化應(yīng)用研究中，可以總結(jié)出“三多三少”特點。“三多”是指核電站系統(tǒng)與設(shè)備數(shù)量特別多；定制的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備多；安全規(guī)范要求多。“三少”則是核電站工藝數(shù)據(jù)采集點少；同種設(shè)備同樣工況運行設(shè)備數(shù)量少；關(guān)鍵設(shè)備可靠性高、缺陷數(shù)量少。這些特點在一定程度上影響核電智能化發(fā)展。

此外，當(dāng)前國內(nèi)核電機組數(shù)量與火電相比，還是要少很多，單個電廠智能化研發(fā)分?jǐn)偝杀揪捅容^高。智能化改造要在電廠增加系統(tǒng)與設(shè)備，除增加成本外，配套增加的還有這些系統(tǒng)與設(shè)備的運維工作量，這一點同樣值得考量。

關(guān)于未來核電智能化發(fā)展趨勢，顧健分析將在提高安全性方面有所作為。一方面伴隨大數(shù)據(jù)和智能化技術(shù)的應(yīng)用，電站定期試驗與維修工作正逐步優(yōu)化，設(shè)備可靠性會得到提升。另一方面，通過開發(fā)新技術(shù)，可以定位人員，并對現(xiàn)場工作人員行為進(jìn)行實時分析。相信通過各類智能化技術(shù)的有效應(yīng)用，“在線監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷”“無人監(jiān)控、少人值守”等目標(biāo)會在未來逐步得以實現(xiàn)。

那么，未來智能化核電可以脫離人類自動完成核電站生產(chǎn)運行嗎？顧健認(rèn)為，機器可以在輔助決策方面提供一些幫助，但涉及核安全的操作，仍然需要人來做最終判斷。

以航空業(yè)為例，當(dāng)下民航的智能化相對而言走在前列，數(shù)字飛行控制系統(tǒng)可以完成整個飛行過程的自動駕駛。盡管如此，緊盯屏幕的兩名駕駛員仍然是安全飛行的重要保障，以處理極端情況下的事件。在核電領(lǐng)域，與飛機駕駛員角色類似的是核電站操縱員，操縱員需要擁有將處于各種狀態(tài)下的機組控制在安全狀態(tài)的能力。這種能力一方面靠長期培訓(xùn)與經(jīng)驗累積，另一方面依賴過硬的心理素質(zhì)和嚴(yán)密謹(jǐn)慎的思維。當(dāng)然，作為人類，操縱員也存在自身的局限，智能化系統(tǒng)可以最大程度將核電站內(nèi)各項信息參數(shù)提供給操縱員，為其決策多加一道保險。

顧健表示，時代大潮中，智能化是產(chǎn)業(yè)升級必由之路，核電不會例外。但由于行業(yè)的特殊性，遵守國家相關(guān)法規(guī)要求、確保核安全是核電站首要任務(wù)，也是開展智能化工作必須遵守的首要原則。“對于智能化相關(guān)各項新技術(shù)，我們始終更側(cè)重于從安全角度去思考。”他強調(diào)說。