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智能化是当今世界工业的发展趋势,也是我国产业结构优化升级和增强国际竞争力的关键环节。在这样的大背景下,智能化趋势必然会影响核电,推动行业从数字化进一步向智能化迈进。

什么是智能化仪控系统?

智能化仪控系统是以人工智能、大数据、物联网、云技术等为基础,由机器替代或辅助人进行分析、判断、决策,具有“智慧”的仪控系统。智能化仪控系统的实现,离不开智能化控制技术、智能控制仪表、物联网、大数据、超级计算等新理论新技术的应用。

仪控系统智能化的优势

将以人工智能为代表的新技术融入到仪控系统中,有助于实现核电站数字化和智能化生产运营,促进核电发展进入第四次工业革命的新格局。

仪控系统的智能化,可以加强核电关键系统和设备的自动运行监控,提高系统、设备的可靠性;有效减少核电站的人员数量,提高核电站运行的可利用率,提高经济性;对人不可达区域通过远程控制进行维修,能有效减少工作人员的受照剂量;为严重事故处理创造技术条件;为核电站退役创造技术条件。

与模拟技术过渡到数字技术的发展不同,仪控系统的智能化发展使得这个系统再也无法“独善其身”。作为反应堆的神经系统,它把核电站内的不同的设备和系统连结成一个智慧的整体,统筹全局,协调合作。因此,我们未来的发展眼光不应只局限于“仪控系统的智能化”,更应是整个核电工程的全面智能化。

我国的智能核电工程

2017年,中核集团在“十三五”重点战略任务中提出“数字核工业”计划,以研发设计数字化、装备制造智能化为建设重点,积极推动人工智能和大数据在核电全体系的应用。

2018年11月,中国核能电力股份有限公司对外发布设备可靠性管理系统ERDB。大数据寿命预测是ERDB的亮点功能之一,通过对电厂设备各类数据的智能分析,数据的深度学习,可科学准确预测设备的劣化趋势,及时合理地为后续维修策略提供依据。ERDB系统集设备管理的数据、管理、经验为一体,不仅帮助电厂实现设备的智能化健康管理,更为电厂提供了长期的可靠性提升方法与经验。

在核电关键设备故障诊断与预测方面,中国核动力研究设计院研发的反应堆远程智能诊断平台PRID,使用自主开发的智能诊断分析算法,对关键设备准确、及时开展智能诊断分析,提出运维策略,开创了信息化、一体化、智能化的核电关键设备运维新模式。PRID是全国首个针对核电关键设备的智能运维平台。在前不久举办的中国国际大数据产业博览会上,该平台从千余件案例中脱颖而出,入选2019年“十佳大数据案例”。PRID可以实现群堆状态下的反应堆关键设备智能诊断的可视化展示,支持远程诊断,对于关键设备诊断分析的质量和效率具有显著提高作用。

反应堆远程智能诊断平台PRID

此外,人工智能在人因工程上表现可圈可点。在引发核电各种事故的诸多因素中,人因失效是重要方面,将智能技术引入核电人因工程,可以有效提升核电安全运行水平。例如,核电厂先进控制室智能化人机接口系统,可使操作员快速准确获取信息,尽快排除故障,避免事故扩大,降低核电站风险;智能语音控制和语音播报系统,能够降低操作员诊断失误率,防止由于人因失误而带来的风险升级。

智能核电控制室

机器人与智能装备也是核工业智能化的重要方向。核电机器人可替代人潜入核电站拍摄传递图像,让人们更真切了解核电站内部真实状况,也可在高辐射区域代替人工开展一些特殊操作。例如,中国科学院自行研制的多功能水下智能检查机器人已先后为中核、中广核等多家单位提供支持。国家863计划“核反应堆专用机器人技术与应用”课题在广西防城港核电基地通过验收,研发出6款核电智能机器人。

时代大潮中,智能化是产业升级必由之路,核电不会例外。目前而言,核电智能化仍有很多待探索之处。随着我国具备完全自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”落地,将推动更多核电相关自主智能装备技术不断涌现。核能应用是一个对安全性、可靠性要求极其苛刻的行业,当务之急是如何确保智能技术满足核安全相关要求。随着人们对智能技术的认知更加深入,相信核工业的智能时代很快就会来临,核能也将在智能技术的“赋能”下再次腾飞!

 
 
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