让三代核电拥有“中国魂”

看不见摸不着的软件，相当于人独特的思维方式。

对我国来说，自主的成体系核电软件是从核电大国向核电强国转变必须迈过的坎。

12月17日，支撑我国自主三代核电“华龙一号”设计、建造、运行的NESTOR软件包正式交付，这也是我国首套自主核电软件包和一体化软件集成平台。

“软件包里有68个软件，覆盖了‘华龙一号’177堆芯、非能动加能动安全系统以及以蒸汽发生器为代表的关键国产设备等所有创新点。”作为牵头单位中国核动力研究设计院（以下简称核动力院）院长、中核集团核动力事业部副主任罗琦评价，自此我国三代核电有了“中国魂”，水平与美国、法国等核电第一阵营国家平起平坐。

失“魂”的核电大国

“其实，我国早已实现二代改进型的‘四个自主’。但如果设计是翻版的，软件是引进的，燃料也不是自主的，核电何以走出去？这正是‘二代改’走不出去的原因。”中核集团副总经理俞培根一语道出了软件的重要性。

核电自主化首先得实现设计自主化，设计自主化有赖于软件自主化。

上世纪七八十年代，核动力院就着手压水堆核电设计技术研究，自主研发出堆芯设计软件，并在上海核热电站、秦山二期核电厂演练设计等项目中得到应用。

但接下来20余年，我国主要从国外引进核心、关键领域的反应堆设计研发软件，零星引进的结果是未形成完整软件体系。

“通常只有几十张光盘与大量说明书的成套软件包价格昂贵，且使用范围被严格限制。”NESTOR副总师刘东印象深刻的是，转让的软件以类似“黑匣子”的目标软件为主，难以获得软件源代码，这阻碍了核电创新。

66岁的NESTOR副总师姚栋至今记得，2005年在某对外核电机组招标书中，我方明确要求竞标方能提供源代码，但竞标的外国公司避重就轻，极力减少缩小范围，以各种借口不愿提供核心软件。在我方再三要求下，对方最后称“软件是我们的kowhow（技术诀窍），不能培育一个竞争对手”。

随着我国核电大发展，先进的、成套的、完善的核电专用软件成为制约这个核电大国发展的软肋。我国核电要从“借船出海”到“造船出海”，啃下这个“硬骨头”迫在眉睫。

为“华龙一号”量身定做

“华龙一号”核岛安全壳内，有一个重要的“巨人”——“ZH65型蒸汽发生器”。此次发布的68个软件中，有10个专业软件与蒸汽发生器相关。

蒸汽发生器总设计师张富源的解释是用一组数据串起来的：ZH65体内共有5835根传热管，串联后长达150公里，1.02毫米的管道壁厚要承受155个大气压，相当于1厘米左右的指甲盖上要承担150公斤的重量，此外还要经受300摄氏度的高温，具有复杂的两相流特点。

开发这样的软件，即使先进国家也“头大”，因为要通过大量实验，获得阻尼参数等数据，最后将数据融入软件开发中。

“核心、先进、成熟、可靠”，罗琦做出此评价的理由之一是NESTOR软件的实验数据论证充分。这基于核工业几十年的经验积累，数据来自近百台试验台架、数千项实验工况、30年来近30个核电工程。

软件开发，最原始的驱动力是需求。

长期以来，核动力院一直在开展软件研发工作，并拥有专门的软件开发团队。但核动力院设计所副所长、NESTOR总师李庆说，过去的软件研发不成体系，研发目标和研发周期比较宽松，项目组织松散，更偏科研一些。

2010年，依托中核集团“龙腾2020”科技计划，核动力院牵头，中国核电工程有限公司及中核武汉核电运行技术股份有限公司参与，成体系地开展核电核动力软件开发，意在解决三代核电软件自主化问题，可谓为“华龙一号”量身定做。

软件开发中遇到的一道难题是如何控制风险，换句话说，将一行行代码工程化。项目团队为此将任务拆分成近20个流程，每一个流程对应一个目标，并通过引入具有资质的第三方团队开展独立测试和验证，确保了软件技术的高质量开发。

像揉面团样做设计

“如今有了自主知识产权的软件，可以做很多以前想做但做不到的事情。”张富源打了个形象的比方，就像揉面团样，完全按设计人员的意图进行设计。

位于四川夹江的核动力院老基地，矗立着不少高高的台架。组织一次试验，获取一组数据，需要耗费大量人力物力。中核武汉核电运行技术股份有限公司在研发中建立了核动力仿真技术的全系列、自主化技术体系，通过仿真模拟试验，大大减少试验次数。

“后续我们将在现版软件基础上，广泛收集和汲取用户反馈，进一步完善软件功能，到2020年将建立非常完善的核电软件体系。”俞培根同时透露，将考虑下一代堆型研发的软件需求，开发新一代的数字化核电厂集成研发系统，实现核电站研发设计的又一技术革新。（本报记者 陈 瑜）