国核自仪NuPAC平台研制小记：八年磨砺终获中美“双认证”

电力18讯：

 

　　八年磨砺、终获中美两国政府核安全监管

　　机构颁发行政许可

　　――NuPAC平台研制小记

　

　题 记

　　NuPAC平台是国核自仪系统工程有限公司（简称“国核自仪”）和美国洛克希德・马丁公司（简称“马丁公司”）联合研发的创新型基于现场可编程门阵列（FPGA）技术的安全级数字化仪控系统平台。

　　该平台于2016年12月最终取得美国核管会（NRC)发布的安全评估报告（SER）。2016年12月获得国家核安全局颁发设计与制造许可证（HAF601许可证）。

　　至此，NuPAC平台成为全球首个取得中美两国政府核安全监管机构行政许可的核级反应堆保护系统平台。表明中国核电站数字化仪控系统拥有了知识产权，打破了国际行业巨头的垄断，实现了自主化、国产化目标， 为中国核电规模化建造和“走出去”奠定了核心竞争力，具有里程碑意义。

　　自2011年6月双方合作团队向美国NRC递交第一版取证申请技术报告（LTR报告）以来，历时六年，经历了原理样机研制、工程样机研制及工程平台验证样机研制等三个阶段， NRC针对NuPAC平台开展了5次现场监查和双周例行技术澄清，并于2016年12月完成了NuPAC平台评审工作并发布安全评估报告（SER）。

　　美国核管会（NRC）在全球核能监管领域具有公认权威性，获得评审通过，表明NuPAC平台可以在美国等发达国家核电站获得使用许可。

　　2012年11月，国核自仪向国家核安全局正式递交了核安全级数字化仪控机柜设计和制造许可证（简称HAF601许可证）的取证申请，经历NuPAC平台原理样机、工程样机（AP1000典型B序列）两个阶段，历时四年，最终于2016年12月，国核自仪取得了国家核安全局（NNSA）颁发设计和制造许可证，标志着中国核电站终于实现了仪控系统的自主知识产权，也为中国核电走出去奠定了核心技术和竞争能力。为CAP1400示范工程反应堆保护系统自主化、国产化实现突破。

　　八年的风雨兼程，是一个企业的创业故事，是一个团队的成长历史，更是一曲国核人创新创造的奋斗者之歌。

 

　　八年磨砺：团队在成长

　　美国达拉斯市，当地时间周六23:00，已是深夜，这是王佳承与老婆孩子约定视频通话的时间。

　　“侬啥晨光回来（你什么时候回来）？”

　　“快了快了。”

　　一边是希望能有确定的回程，一边是模糊的回答，这样的对话每周都要进行。短短几句叮嘱，王佳承匆匆关掉视频，走到客厅和其他同事继续讨论如何应答美国核管会（NRC）提出的问题清单。美国NRC的取证工作已进入关键阶段，除了白天和美方人员讨论，晚上还要克服十二小时的时差与国内同事跨洋沟通。

　　像王佳承这样在美的技术人员还有二十多位。这些技术人员来自国家电力投资集团公司（下称“国家电投”）下属国核自仪公司。2010年，国核自仪与马丁公司合作研发工作伊始，刚从中国名校走出的他们，即被委以重任――在合作中拿下核心技术，实现中国核电站安全级数字化仪控系统的自主化。

　　经过长达八年的合作，国家电投与马丁公司携手研制的NuPAC平台，成为全球首个通过中美两国政府监管机构行政许可的核电站安全级数字化仪控系统通用平台。八年的艰苦磨砺，摸爬滚打，当年国家电投派往美国参与NuPAC平台开发的年轻技术人员，曾经稚嫩的面孔如今写满了成熟与自信。

　　不过，与那些身经百战、大部分年过半百的马丁公司技术人员相比，他们还是显得太年轻，这种年轻，不仅仅体现在年龄和阅历上，更关键的是他们在技术上的积累较少，面对全新的FPGA技术，在马丁公司员工面前，唯有虚心求教，甘当学生，完成任务，是他们行前默默许下的诺言。

　　然而，随着时间的推移，随着对知识的理解和掌握，这些小伙子依靠着“锲而不舍”的刻苦钻研精神和“夜以继日” 的勤奋劲儿，最终让老师在震惊之余惊叹：这些年轻人进步得太快了，不仅能完成计划内的每一项任务，而且还主动超额承揽一些额外工作。

　　现在，在NuPAC平台技术和管理等方面，师徒关系慢慢转换为“同等对话”的同事关系，甚至在某些特定技术领域，青出于蓝而胜于蓝，马丁公司员工不得不咨询他们。

　　寻找合作伙伴：高起点、高标准研发破局

　　"昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路。"。自2008年成立伊始，国核自仪就承担着中国“实现AP1000核电站数字化控制系统自主化”的国家使命。中国发展核电的三十多年间，一直受制于欧美等极少数厂商对反应堆保护系统等核心技术的绝对垄断，实现自主化的征程坎坷不平，美国西屋可以转让AP1000三代整体核电技术，但作为核电站中核心关键技术之一的反应堆保护系统，却因受制于第三方知识产权制约等种种原因，未能如期实现。中国核电数字化仪控系统的自主化之路前路漫漫、步履蹒跚，必须另辟蹊径，自主实现突破。

　　"衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”。寻找合作伙伴过程，犹如治学的第二境界。为努力实现国家电力王炳华董事长提出的CAP1400研发技术要从高标准、高起点起步的要求，反应堆保护系统的自主化之路也不例外。相对于自己摸索，在国际上寻找合作伙伴，进行合作研发，共享知识产权，可能更是突破数字化仪控系统核心技术的正确道路。

　　"众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。" 选择马丁公司，国核自仪选择了从制高点起步。洛克希德・马丁公司在高科技领域如雷贯耳，其平台在高可靠性领域有着丰富的应用经验，特别是具备强大的FPGA技术优势、高品质制造优势和人才优势，已在航空航天等可靠性和安全性要求极高的领域广泛应用了FPGA技术。近年，随着网络信息安全的备受关注，高可靠性的FPGA技术受到国际原子能机构（IAEA）推崇，是最新的一代反应堆保护系统优选关键技术。全球面临温室效应的应对之策，就是减少二氧化碳的排放，降低一次化石能源的消费比重，而核电是化石能源的现实最优替代选择，随着全球核电的复苏，马丁公司有意进入民用核电仪控系统的市场，双方一拍即合。

　　创新合作研发模式，师人之长、站在巨人的肩膀上

　　第一阶段，以马丁公司成熟FPGA技术为基础，双方合作开发NuPAC平台原理样机。这20多名年轻技术人员，怀着多数理工科生从小对马丁公司的技术崇敬，开始“站在巨人肩膀上”跟对方技术人员合作，一切从零开始，首先认认真真扮演好学生的角色。

　　项目之初，和其他中方技术人员一样，项目经理助理、NuPAC平台经理陈建平发现，在系统架构、硬件开发、FPGA代码开发等技术领域，对于初出校门的小伙伴们，学校所学知识远远不够用，中方与美方都存在不少技术差距，这让他感到“压力山大”，“当时很担心不能按时完成马丁公司技术人员交代的任务。”陈建平回忆说。带着这种压力和由此产生的危机意识，项目团队意识到只有采用更加谨慎的学习态度和使出“洪荒之力”，才能从中学到更多核心技术，不辱使命。

　　除了工作上的压力，中方人员还面临来自生活上的诸多困难。到了美国后，他们发现，“国内原本稀松平常的事情，到这里都是全新挑战”。在研发基地成立前，团队的吃穿住行，包括公寓、车辆租赁及保险的研究，驾车习惯、水电网开通等都须要自行解决。

　　此外，研发团队主力主要是80后，大部分是独生子女，三十来岁的年纪，上有老人须要照顾，下有妻女须要陪伴，被派遣赴美的时候有些结婚燕尔，有些老婆有孕在身，有些小孩刚出生几个月，有的甚至一再推迟婚期。

　　项目经理周海翔博士，作为一线总负责，既要带团队、管技术、又要提供后勤保障、对外协调沟通，常年坚守一线，放弃节假日休息，克服重重困难，连续5年在美国陪同事一起过春节，出色完成研发任务。周博士曾入职于田湾核电，经历了田湾项目的锤炼，怀着对专业技术的热爱和对核电数字化仪控系统自主化、国产化的炙热情怀，毅然放弃田湾的高薪，加入到国核自仪研发团队中，一直坚持创新创造的企业精神，为团队树立了榜样。

　　伟大事业感召人，国核自仪团队吸引了一批像周博士这样的人。“项目最终能够成功，离不开我们这些技术人员长期在美的艰苦努力，更离不开他们家人的理解和一贯的支持。”国核自仪董事长、党委书记曹永振说。

　　珍惜来之不易的机会，为了快速提高自身能力，掌握核心技术，中方研发团队几乎达到了“废寝忘食”的地步，每天工作十几个小时，中美之间十二小时的时差，几乎采用7*24模式，一边不断吸收和消化马丁公司大量的技术资料和研发代码，与美方人员学习交流，一边与后方国内支援团队进行经验反馈，推动国产化的同步实施。

　　皇天不负苦心人，努力终有回报。当中方团队把开发好的代码提交给马丁公司时，马丁公司技术人员感到非常吃惊，“他们是怎么做到的？”，吃惊之余是接受，慢慢消除疑虑。获得美方的信任之后，终于老师放开手脚，把剩余其他代码统统交给了中方来开发，提高了研发进度，取得了明显效果。

　　而最让马丁公司吃惊的是“中国速度”，当他们开发完成一种类型的源代码时，中方团队已经完成其他7种类型代码的全部开发工作，这种初生牛犊不怕虎的赶超精神给马丁同伴留下了深刻印象。

　　优势互补、实现平等对话、美方向中方请教

　　历经两年的不断磨合和共同努力。双方合作进入了完成NuPAC平台研制和美国NRC的安全评审第二阶段，并开展核电站反应堆保护系统的设计，也是围绕核电站需求开展平台研发的关键阶段，中方团队核电从业背景的技术优势逐渐显现出来，充分证明了双方合作的优势互补。

　　国核自仪总经理邱韶阳，作为国家重大专项大型先进压水堆CAP1400仪控设备系统总师，既是管理者，更多的是专家，起到了领军作用。其本人不仅有上海核工院设计院多年仪控设计从业背景，更有着在田湾核电一期工程建设八年现场工作经验，亲自参与国内第一个数字化核电仪控项目的技术谈判、现场安装调试、试运等工作，具有丰富的核电仪控全过程从业经验，在研发初始，对于大到研发技术路线的选择、方案的评审、团队的组建，小到项目计划制订、技术标准讨论、机柜板卡线路设计，无不倾注了大量心血，发挥了学科带头人的作用，提供完整的后台技术支持。

　　正是有这个创业团队和后台的有力支持，中方团队在第二阶段已经承担起绝大部分系统设计、代码开发和集成测试等工作实施，逐渐走向研发一线，马丁公司逐步退居幕后，主要负责设计评审和技术指导。

　　应该讲，在合同执行第二阶段，中方团队已经有了足够的自信心和马丁技术人员交流探讨各类技术问题。而此时，马丁公司技术人员对中方技术人员的心态已经出现了显著变化，对中方人员的意见给予了充分的认可和尊重。随着合作项目的不断深入，双方在工作上的配合更加默契了，相互信任成为了项目工作的主旋律。

　　随着NRC的评估，研发进入第三阶段，主要是根据评估需求，对NuPAC平台进行持续的优化。在这个阶段中，中方团队负责了几乎所有系统设计、硬件开发、代码开发和测试等工作，马丁公司只负责必要的技术支持和审核批准。此外，由于中方团队在CAP1400核电站反应堆保护系统设计、自动测试装置等领域有着比马丁公司更深刻的了解，逐渐形成了对马丁公司项目人员的技术优势，并开始向马丁公司技术人员讲授关于核电站系统需求和工程设计等方面技术细节。中国小伙伴们已经完全掌握了NuPAC平台的核心技术。

　　慢慢地，中方在项目的合作中开始掌握了话语权。双方的角色已由“老师”和“学生”的指导关系，悄然转变成平等交流和讨论的“对等”关系，甚至在部分领域美方还向中方请教。“我们中国自己的CAP1400核电机组，反应堆保护系统设计的主动权必须掌握在我们国核自仪工程师手中。大家必须永远记得‘任务艰巨，使命光荣’这八个字，一鼓作气，向最后的胜利发起总攻。”这是国核自仪总经理邱韶阳在项目团队进行动员会时的寄语。

　　八年磨砺，终成正果、成功属于奋斗者

　　基于在中美合作研发项目的技术积累和人员培养，国核自仪反应堆保护系统专业团队已经圆满完成了国家科技重大专项“数字化反应堆保护系统工程样机研制”和“数字化反应堆保护系统工程平台验证样机研制”等课题的技术工作，并以此为依托，在国内同步完成了自主研发、自主设计、自主制造、自主试验验证的工作，在国家核安全局及下属机构的监督下，顺利获得了国家核安全局颁发的核级数字化仪控系统领域的设计和制造许可证。

　　通过与马丁公司八年的合作，国家电投技术能力已经实现了董事长提出的自主创新，实现核电数字化仪控平台自主化国产化的目标。国核自仪的核心能力突飞猛进，目前已经形成了核电站安全级数字化仪控系统平台可持续研制能力，核电站数字化反应堆保护系统设计、系统集成和独立验证与测试等可持续研发能力；建成了信息化设计管理系统；形成了工程实施所需的核质保体系和生产管理体系；实现了自主设计、自主研发、自主制造、自主集成及测试验证、自主维护，为CAP1400示范电站提供成套数字化系统设备和服务的目标。

　　今天，国内核电正处于发展的黄金期，在建工程超过40%的占比，而中国核电“走出去”已经成为了国家战略和不可阻挡的潮流。在中美两国政府和平利用核能的框架协议下，NuPAC平台的合作研发成功，这种本着共享知识产权，实现中美有关政府监管机构同时评估和颁发行政许可的创新研发模式，为企业创新发展提供了另一种成功范例。