實現(xiàn)核電站數(shù)字化 反應(yīng)堆的神經(jīng)系統(tǒng)之未來智能化篇

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，智能化趨勢必然會影響核電，推動行業(yè)從數(shù)字化進一步向智能化邁進。

什么是智能化儀控系統(tǒng)?

智能化儀控系統(tǒng)是以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)等為基礎(chǔ)，由機器替代或輔助人進行分析、判斷、決策，具有“智慧”的儀控系統(tǒng)。智能化儀控系統(tǒng)的實現(xiàn)，離不開智能化控制技術(shù)、智能控制儀表、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、超級計算等新理論新技術(shù)的應(yīng)用。

儀控系統(tǒng)智能化的優(yōu)勢

將以人工智能為代表的新技術(shù)融入到儀控系統(tǒng)中，有助于實現(xiàn)核電站數(shù)字化和智能化生產(chǎn)運營，促進核電發(fā)展進入第四次工業(yè)革命的新格局。

儀控系統(tǒng)的智能化，可以加強核電關(guān)鍵系統(tǒng)和設(shè)備的自動運行監(jiān)控，提高系統(tǒng)、設(shè)備的可靠性;有效減少核電站的人員數(shù)量，提高核電站運行的可利用率，提高經(jīng)濟性;對人不可達區(qū)域通過遠程控制進行維修，能有效減少工作人員的受照劑量;為嚴重事故處理創(chuàng)造技術(shù)條件;為核電站退役創(chuàng)造技術(shù)條件。

與模擬技術(shù)過渡到數(shù)字技術(shù)的發(fā)展不同，儀控系統(tǒng)的智能化發(fā)展使得這個系統(tǒng)再也無法“獨善其身”。作為反應(yīng)堆的神經(jīng)系統(tǒng)，它把核電站內(nèi)的不同的設(shè)備和系統(tǒng)連結(jié)成一個智慧的整體，統(tǒng)籌全局，協(xié)調(diào)合作。因此，我們未來的發(fā)展眼光不應(yīng)只局限于“儀控系統(tǒng)的智能化”，更應(yīng)是整個核電工程的全面智能化。

我國的智能核電工程

2017年，中核集團在“十三五”重點戰(zhàn)略任務(wù)中提出“數(shù)字核工業(yè)”計劃，以研發(fā)設(shè)計數(shù)字化、裝備制造智能化為建設(shè)重點，積極推動人工智能和大數(shù)據(jù)在核電全體系的應(yīng)用。

2018年11月，中國核能電力股份有限公司對外發(fā)布設(shè)備可靠性管理系統(tǒng)ERDB。大數(shù)據(jù)壽命預(yù)測是ERDB的亮點功能之一，通過對電廠設(shè)備各類數(shù)據(jù)的智能分析，數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)，可科學(xué)準確預(yù)測設(shè)備的劣化趨勢，及時合理地為后續(xù)維修策略提供依據(jù)。ERDB系統(tǒng)集設(shè)備管理的數(shù)據(jù)、管理、經(jīng)驗為一體，不僅幫助電廠實現(xiàn)設(shè)備的智能化健康管理，更為電廠提供了長期的可靠性提升方法與經(jīng)驗。

在核電關(guān)鍵設(shè)備故障診斷與預(yù)測方面，中國核動力研究設(shè)計院研發(fā)的反應(yīng)堆遠程智能診斷平臺PRID，使用自主開發(fā)的智能診斷分析算法，對關(guān)鍵設(shè)備準確、及時開展智能診斷分析，提出運維策略，開創(chuàng)了信息化、一體化、智能化的核電關(guān)鍵設(shè)備運維新模式。PRID是全國首個針對核電關(guān)鍵設(shè)備的智能運維平臺。在前不久舉辦的中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上，該平臺從千余件案例中脫穎而出，入選2019年“十佳大數(shù)據(jù)案例”。PRID可以實現(xiàn)群堆狀態(tài)下的反應(yīng)堆關(guān)鍵設(shè)備智能診斷的可視化展示，支持遠程診斷，對于關(guān)鍵設(shè)備診斷分析的質(zhì)量和效率具有顯著提高作用。

此外，人工智能在人因工程上表現(xiàn)可圈可點。在引發(fā)核電各種事故的諸多因素中，人因失效是重要方面，將智能技術(shù)引入核電人因工程，可以有效提升核電安全運行水平。例如，核電廠先進控制室智能化人機接口系統(tǒng)，可使操作員快速準確獲取信息，盡快排除故障，避免事故擴大，降低核電站風(fēng)險;智能語音控制和語音播報系統(tǒng)，能夠降低操作員診斷失誤率，防止由于人因失誤而帶來的風(fēng)險升級。

機器人與智能裝備也是核工業(yè)智能化的重要方向。核電機器人可替代人潛入核電站拍攝傳遞圖像，讓人們更真切了解核電站內(nèi)部真實狀況，也可在高輻射區(qū)域代替人工開展一些特殊操作。例如，中國科學(xué)院自行研制的多功能水下智能檢查機器人已先后為中核、中廣核等多家單位提供支持。國家863計劃“核反應(yīng)堆專用機器人技術(shù)與應(yīng)用”課題在廣西防城港核電基地通過驗收，研發(fā)出6款核電智能機器人。

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。目前而言，核電智能化仍有很多待探索之處。隨著我國具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)“華龍一號”落地，將推動更多核電相關(guān)自主智能裝備技術(shù)不斷涌現(xiàn)。核能應(yīng)用是一個對安全性、可靠性要求極其苛刻的行業(yè)，當(dāng)務(wù)之急是如何確保智能技術(shù)滿足核安全相關(guān)要求。隨著人們對智能技術(shù)的認知更加深入，相信核工業(yè)的智能時代很快就會來臨，核能也將在智能技術(shù)的“賦能”下再次騰飛!