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2017年11月21日,星期二

揭秘“华龙一号”数字化之路


  5月25日,我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆示范工程——中核集团福清核电5号机组提前15天精准实现吊装。在我国,这也是核设施建造经验与数字建造技术的一次完美融合。

  在福建福清现场,中核集团董事长、党组书记王寿君介绍,最近几年,中核集团依托“互联网+”,汇聚各方创新资源,不断提升“华龙一号”和我国核电研发制造水平。同时,积极参与国际市场,努力打造世界一流核电品牌,推动“华龙一号”走出去,已经与巴基斯坦、阿根廷、英国等20余个国家建立合作意向。

  “互联网+”开启核电设计和建设2.0时代

  “华龙一号”全球首堆的穹顶是一个直径46.8米,重约340吨的半球体,加上沿海大风的影响,要将这样一个庞然大物精准安装到45米高的反应堆厂房,难度可想而知。

  “为了保证穹顶吊装的顺利进行,此前我们进行了数字化模拟施工,确保‘华龙一号’穹顶制作、拼装、吊装顺利完成。”5月26日,中核集团福建福清核电有限公司副总经理陈国才介绍说,他们采用数字三维建模技术对穹顶制作、拼装进行模拟建造,形象直观展现穹顶模块整体布局,精确演示拼装构件空间位置与逻辑安排,实现穹顶模块化施工虚拟建造。在吊装阶段,又采用数字模拟技术对吊装全过程进行模拟施工,攻克精确就位技术难关,排查风险隐患,确保了吊装成功。

  “‘华龙一号’是一个非常复杂的系统工程。从设计到建设,结合‘互联网+’,中核集团将核电的设计、应用软件集成与互联网等技术相结合,建立了异地综合协同设计平台,将全国多个设计单位通过网络连接,利用各种终端设备,在同一个平台上开展协同设计工作,协同设计平台的终端数量达到500个,并可以根据需要进行扩充。”中核集团副总经理俞培根说。

  他表示,通过持续优化“互联网+”,采用三维设计平台,使北京、石家庄、成都、郑州等多地近千名“华龙一号”的设计人员共同参与,在同一平台上做到了及时沟通,加快了设计数据传递,减少了设计交换过程的反复,实现了设计信息及时共享,有效提升了设计效率,当前5号机组已完成了总设计任务的80%,保证了所有设计文件按期或提前进度完成,为“华龙一号”的开工、穹顶吊装等各关键节点的顺利施工创造了良好条件,打破了国际上核电站“首堆必拖”的惯例。

  据了解,我国自主研发的NESTOR软件也已成功应用于以“华龙一号”为代表的自主化三代电厂福清5号、6号的反应堆工程中,预计到2020年中核集团将建立起完善的核电软件体系,开发新一代的数字化核电厂集成研发系统。

  “华龙一号”数字化提升中国制造国际竞争力

  中核集团“华龙一号”总设计师邢继介绍,“华龙一号”数字化提升了我国三代核电设计、设备制造、工程建设水平,确保了“华龙一号”的先进性、安全性、经济性与建造质量。在开展示范工程设计工作的同时,将示范工程首台机组建设过程中遇到的技术问题及时汇总形成设计领域的大数据,不仅和设备制造方和工程建设方沟通反馈,还传递给了后续的核电项目,这为“华龙一号”核电项目标准化设计、批量化建设奠定了技术基础。

  邢继介绍,以“华龙一号”综合协同设计平台为例,该平台将核电设计与信息技术进行了深度融合,充分利用互联网、数据加密、仿真与虚拟现实等技术,解决了不同平台间的数据传递与集成等难题。

  他表示,设计协同平台集成了工厂三维设计、电缆敷设、力学分析计算等多种功能。基于该协同设计平台,已经建立了一个数字化的“华龙一号”核电厂三维设计模型及完整的数据库,其中包含5万多台套设备、165公里管道、2200公里电缆等。这些数据可应用于设备采购与加工制造。同时,通过该平台,将设计完成的数字化核电站开放给后续的工程管理部门和施工建造单位,可提高工程建设安全、质量、进度、费用控制与精细化管理水平。

  俞培根表示,“华龙一号”成了我国核电自主创新和集成创新的代表,其装备国产化率可达85%以上,反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件等核心装备都已实现国产,代表着我国装备制造业的先进水平,“华龙一号”的设备供货厂家,分布在全国各地,涉及5300多家,共计6万多台套,提高了中国制造的国际竞争力。