在離全年結(jié)束還有10天的12月21日，國(guó)家電力投資集團(tuán)公司(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家電投”)在北京昌平的未來(lái)科技城召開了“核電關(guān)鍵設(shè)計(jì)軟件包(COSINE)公開測(cè)試版發(fā)布暨用戶組成立大會(huì)”。

之所以選擇在那召開，是因?yàn)閲?guó)家電投中央研究院坐落于此，而國(guó)家電投中央研究院牽頭承擔(dān)了這一國(guó)家大型先進(jìn)壓水堆核電站科技重大專項(xiàng)課題“核電關(guān)鍵設(shè)計(jì)軟件自主化技術(shù)研究”的研發(fā)。

據(jù)了解，COSINE是中國(guó)首套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核電廠核設(shè)計(jì)與安全分析軟件產(chǎn)品。它的發(fā)布實(shí)現(xiàn)了國(guó)家電投董事長(zhǎng)王炳華此前提出的用5到8年時(shí)間開發(fā)出中國(guó)人自己先進(jìn)核電軟件的目標(biāo)，也標(biāo)志著中國(guó)核電軟件自主化工作取得關(guān)鍵性突破，具有里程碑意義。

國(guó)家能源局核電司副司長(zhǎng)曾亞川如是評(píng)價(jià)說(shuō)：“COSINE公開測(cè)試版的發(fā)布，是國(guó)家大型先進(jìn)壓水堆核電站科技重大專項(xiàng)取得的又一個(gè)重要成果，對(duì)核電設(shè)計(jì)軟件的自主研發(fā)意義十分重大。”孟振平補(bǔ)充說(shuō)：“COSINE軟件的開發(fā)與工程應(yīng)用，極大地提升了中國(guó)核電技術(shù)‘自主研發(fā)、自主設(shè)計(jì)、自主建設(shè)、自主運(yùn)營(yíng)’的能力，提升了中國(guó)核電的持續(xù)創(chuàng)新能力，解決了中國(guó)核電發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸問(wèn)題，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。”

曾亞川透露：“目前，COSINE正在報(bào)三部委評(píng)審。‘十三五’期間，我們將繼續(xù)在核電重大專項(xiàng)中安排資金支持COSINE的驗(yàn)證優(yōu)化和工程應(yīng)用。在2016年的重大專項(xiàng)計(jì)劃安排中，我們已經(jīng)安排了COSINE的驗(yàn)證、優(yōu)化項(xiàng)目。”

自主創(chuàng)新：突破自主化的制約

在中國(guó)技術(shù)創(chuàng)新的早期，許多單位并不重視軟件的開發(fā)工作。工信部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司軟件產(chǎn)業(yè)處處長(zhǎng)孫文龍深有感觸地說(shuō)：“短期內(nèi)可能加快了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，但從長(zhǎng)期看，產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力受到了限制，往往在一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)增加了技術(shù)突破的難度，影響了持續(xù)創(chuàng)新和跨越發(fā)展的能力。”

而核電技術(shù)是高科技技術(shù)，核電軟件在核電研發(fā)、設(shè)計(jì)中起著至關(guān)重要的作用，是高技術(shù)的重要支撐。“無(wú)論是做好國(guó)內(nèi)核電建設(shè)，還是推動(dòng)核電走出去，關(guān)鍵在于自主創(chuàng)新。”孫文龍表示，“設(shè)計(jì)軟件作為自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)性、支撐性的工具平臺(tái)，是核電技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)，是走出去的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)軟件的自主研發(fā)，對(duì)形成中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核電品牌，完善核電技術(shù)創(chuàng)新體系，意義重大。”

也正因?yàn)槿绱耍?011年，國(guó)家在壓水堆核電站重大專項(xiàng)技術(shù)研發(fā)中，高瞻遠(yuǎn)矚地設(shè)立了“核電關(guān)鍵設(shè)計(jì)軟件自主化技術(shù)研究”課題，正式啟動(dòng)整套中國(guó)品牌核電關(guān)鍵軟件自主化研制工作。

但是，長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)核電軟件自主化受到制約。國(guó)家電投中央研究院副院長(zhǎng)楊燕華用四個(gè)字來(lái)概括，就是“嚴(yán)、難、專、長(zhǎng)”。“嚴(yán)”就是核電軟件用于核電廠安全評(píng)價(jià)，核安全標(biāo)準(zhǔn)高，要求高可信。“難”就是核電軟件是科學(xué)計(jì)算軟件，涉及面廣，專業(yè)面廣。“專”是核電軟件屬于核電廠專用，通用類少。“長(zhǎng)”是核電軟件研發(fā)是長(zhǎng)周期、高投入的。

于是，擺在國(guó)家電投面前的只有一條路，就是自主創(chuàng)新。為此，5年來(lái)，國(guó)家電投中央研究院核電軟件技術(shù)中心聯(lián)合國(guó)內(nèi)有關(guān)單位，形成了國(guó)家級(jí)的核電軟件研發(fā)團(tuán)隊(duì)，站在巨人的肩膀上開發(fā)具有中國(guó)特色的核電設(shè)計(jì)軟件，緊扣核電重大示范工程目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)、試驗(yàn)驗(yàn)證的緊密結(jié)合。

在此過(guò)程中，他們對(duì)標(biāo)國(guó)際，在遵循國(guó)際行業(yè)最高標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代軟件工程開發(fā)準(zhǔn)則，經(jīng)過(guò)了理論研究、需求分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、代碼編制、系統(tǒng)測(cè)試、工程驗(yàn)證等一系列科學(xué)過(guò)程，有大量數(shù)據(jù)支撐，開展了多項(xiàng)試驗(yàn)，具有很強(qiáng)的說(shuō)服力和可信度。

可以說(shuō)，CONSINE軟件的發(fā)布，將有助于縮小中國(guó)核電技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，解決限制中國(guó)核電發(fā)展的軟肋問(wèn)題。

融合發(fā)展：實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拓展

配套性、匹配性差等是核電軟件面臨的又一難題。

如今，中國(guó)有從法國(guó)引進(jìn)的核電技術(shù)和從美國(guó)引進(jìn)的核電技術(shù)，存在兩套軟件體系，而且都在發(fā)揮作用。此外，中國(guó)核電關(guān)鍵軟件包非常復(fù)雜。

在實(shí)際操作過(guò)程中，國(guó)家核電副總經(jīng)理鄭明光坦言：“軟件開發(fā)非常艱難。上海核工程研究設(shè)計(jì)院曾經(jīng)花了很多時(shí)間開發(fā)核電軟件，包括在秦山一期時(shí)，經(jīng)歷了很多局部整合，很多在引進(jìn)消化技術(shù)上發(fā)展，配套性很差。”

匹配性也是用戶關(guān)注的一個(gè)點(diǎn)。中國(guó)廣核集團(tuán)總工程師趙華介紹：“我們?cè)?lsquo;華龍一號(hào)’研究過(guò)程中，共設(shè)計(jì)有309款軟件，涉及核心設(shè)計(jì)的軟件有30多款。這30多款軟件怎樣才能和COSINE匹配起來(lái)，達(dá)到兼容，這是我們?cè)?lsquo;華龍一號(hào)’研制過(guò)程中特別注意的問(wèn)題。”

為此，CONSINE將整個(gè)核電廠熱工設(shè)計(jì)與安全分析、堆芯物理設(shè)計(jì)、燃料設(shè)計(jì)、嚴(yán)重事故分析、概率安全分析等八大類設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行成套綜合，涵蓋了核電廠系統(tǒng)、安全殼、子通道、燃料、組件、堆芯、屏蔽與輻射防護(hù)、嚴(yán)重事故以及中子動(dòng)力學(xué)等核心計(jì)算分析能力，覆蓋了國(guó)際同類軟件80余項(xiàng)功能，解決了中國(guó)核電發(fā)展中的瓶頸問(wèn)題，并整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

據(jù)楊燕華介紹，COSINE采用多維、多相、多流場(chǎng)的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)軟件包多功能集成，實(shí)現(xiàn)了堆芯、系統(tǒng)、安全殼熱工分析功能一體化。融合現(xiàn)代軟件工程設(shè)計(jì)與質(zhì)保理念，確保軟件高可信度和易維護(hù)性：遵循CMMI要求;模塊化設(shè)計(jì)，自由組合;統(tǒng)一用戶平臺(tái);預(yù)留接口，無(wú)縫擴(kuò)展。

此外，COSINE開發(fā)緊跟目前國(guó)際核電軟件最新的發(fā)展趨勢(shì)，采用最佳估算軟件和不確定性分析，既能保證結(jié)果的保守性，又能保證模型的精度，提高經(jīng)濟(jì)性。

COSINE設(shè)計(jì)還力求通用性，應(yīng)用堆型廣泛，可用于AP/CAP系列、傳統(tǒng)二代壓水堆、其他先進(jìn)三代堆、先進(jìn)研究堆、實(shí)驗(yàn)堆和通用熱力系統(tǒng)。立足真實(shí)模擬計(jì)算核心無(wú)縫銜接軟件未來(lái)發(fā)展。

鄭明光說(shuō)：“當(dāng)前，如果能夠解決軟件發(fā)展的問(wèn)題，能夠解決關(guān)鍵設(shè)備的裝備問(wèn)題，我們就能真正實(shí)現(xiàn)核電強(qiáng)國(guó)，制造強(qiáng)國(guó)。”而兩年的工程測(cè)試驗(yàn)證表明，COSINE滿足中國(guó)第三代壓水堆核電廠設(shè)計(jì)與安全分析需求。

總而言之，COSINE突破核電技術(shù)自主瓶頸，建立完整核電軟件體系，創(chuàng)造核電軟件時(shí)代品牌，嚴(yán)格踐行國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，立足軟件核心無(wú)縫拓展，匯聚用戶推動(dòng)應(yīng)用評(píng)估。