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中国电厂正赶上核电数字化大潮流的良机
1970年01月01日 08:00 变压器产业网

  中国是在建核电机组多的国家,很多电厂正在处于前期设计阶段,这种后发状态恰恰是赶上核电数字化大潮流的良机。

  数字化对于能源行业的人员来说,并不陌生。尤其是在核电企业,很多员工都认为,自己所在的核电厂都已经实现了数字化操作。因为在核电的操作室里,确实是电脑软件在检测反应堆运行的状态,分析其中的数据。

  但是,我这里提到的核电数字化概念,并不是指单纯一个数字化软件。我们可以把其定义为数字化核电解决方案。

  这个解决方案的核心构建内容为核电资产的全生命周期管理。通过提供高稳定性和可靠性的信息化系统,力求保证核电安全生产运营的万无一失;通过信息化系统的灵活性与前瞻性,帮助核电企业实现业务的快速发展和扩张。

  核电市场并不是仅仅局限于一个国家或者地区的,而是性的市场。比如在日本福岛发生了核事故,却对的核电行业都带来了很大的影响。

  福岛事故后,各国都在采取措施改善本国的核电设施,包括法国、英国、美国,都出台了很多新安全规定,需要去做核电站的安全升级和延寿。在这个安全升级和延寿的过程中,也就在很大程度上促进了核电数字化解决方案的应用。

  安全升级后的新需求

  在各国对核电站安全升级的浪潮中,各大电力公司都花费不菲。据我了解,法国电力计划投入约100亿欧元用于旗下核电站设备的安全改造,英国政府则准备投入150亿欧元,用于核电站的升级和退役工作。对于数字化解决方案的引进,则成为未来核电企业的必然选择。

  举例来说,英国目前面临多个核电站需要退役的问题。退役其实是一项非常复杂的工程,尤其需要掌握该核电站的完整信息,从初的设计到建造,再到后期的运行和维护的情况。缺乏完整的信息,就难以设计出合适的退役方案。

  英国NDA机构目前负责英国核电站的退役事宜,管理英国内所有需要退役的核电机组,他们的管理基金就达到了约750亿英镑。

  但他们现在碰到的大问题是,如何获取核电站退役所需的信息和文档资料。据他们称,他们目前所收集的纸质资料,排起来大概有25公里长。

  如果仅看纸质资料,就很难获取完整、有效的信息。所以,他们首要的任务就是要把如此庞大的纸质文档变成数字化的信息,之后,再跟资产管理需求相对应,终找到退役的合理方案。

  实际上,核电数字化的应用可以借鉴石油、化工行业的经验。但是与石化行业相比,核电拥有自己的性。因为,核电行业在所有行业中,对安全性的要求是高的。这就要求核电数字化的解决方案要比其它任何行业的都。

  安全性的保障,前提之一就是需要一份准确、完整的信息。如果提供的信息不够完整和准确,一旦遇到突发情况,决策层就没办法做出正确的决定。

  而且核电信息的展示,要做的非常“友善”,也就是说,即使不是做专业设计的工作人员,也能够从这个平台中获得自己所需要的信息。

  之前,核电企业大多用平面的二维图纸展示,那需要很多专业知识。如今,随着技术的进步,可以实现3D数字化,建立具象的模型,便于核电站的工作人员直观看到信息,实现预防性检测,提高诊断事故的效率,这就大大提高了核电厂的安全性。

  另一方面,核电厂跟其他普通电厂也不一样。从设计、建造到运行维护,到后完全退役,大约能经历一个世纪的时间,牵涉的阶段很长。这期间,如何保持各个阶段信息的完整性、延续性,就显得非常重要。

  目前美国很多老核电厂中,还大量存在着代核电的工作人员。一些年龄高达六七十岁的老人,还在运行和维护电站。为什么呢?因为美国很多核电厂没有实现信息数字化,一旦老员工退休,就很可能没有人掌握如此连续性和可靠的信息了。

  但是,这是一个不好的现象。我们应该通过数字化的解决方案,把人脑里的隐性知识,变成电脑里的显性知识,这也是我们强调核电资产全生命周期管理的原因。可喜的是,美国核电企业正在意识到核电厂数字化的重要性。

  “数字化的欠账不好还”

  相比于欧洲其他国家,美国核电厂对于数字化的应用,可谓是姗姗来迟。原因之一是,美国核电站都建得较早,超过半数的核电站都已服役超过30年,年轻的一座于1996年投入生产。

  可以说,美国所有核电站都没能赶上数码时代,而数字化补救的成本也十分高昂。美国初对这种改造不以为然,因为官方质疑非人工操作模式的可靠性,不愿意投入资金去进行数字化升级,但时下随着安全等级的提升,数字化改造成为必须面对的成本。

  2011年,美国南卡罗来纳州一座核电站开始实现数字化,但大规模的升级改造并未进行。事实上,在运行的核电机组中,从整个核电企业或核电站出发,实现完全的数字化应用,即全生命周期的管理,只占了极小的一部分。

  法国、英国的一些核电站虽然也建设得较早,但重要的是,他们较早地意识到实现数字化的重要性,逐步开始进行数字化改造。

  以法国电力为例,它是进行数字化改造项目较多的公司。它旗下58个机组,但到目前为止,也只是刚刚有4个机组完全实现了数字化管理,剩下的机组都是部分环节实现了数字化,大多环节处于数字化2D、甚至纸质的管理时代。但是法国电力的计划是,将来这58个机组都是要实现数字化管理的。

  但中国所面临的境况则完全是不同的。因为,中国是在建核电机组多的国家,很多电厂正在处于前期设计阶段,而且对于安全性非常重视,也愿意投入资金。

  可以说,当前的技术环境给中国的新建核电站提供了一个非常好的历史契机。如果中国核电企业能够借助这一趋势,让新建核电厂从设计的初端,就采用完全的数字化管理,那对于核电站后期的运行、维护以及退役,都是受益匪浅的。

  这将在很大程度上帮助节约时间和资金上的成本。一旦这一窗口期过去,如果将来想要进行数字化改造,那会加大难度和花费更多的资金,甚至不利于电站的后续环节的发展。

  目前,中国核电企业都是部分环节采用了数字化管理,如设计和运行维护环节,还没有一座核电站是实现完全的数字化的。影响中国核电企业采用完全数字化管理的大因素还在于企业的高层。

  因为要实现完全的数字化管理,不是仅提供一个软件,搭建的系统需要满足各个部门、环节的要求,比如设计院、建设运维人员。各个部门有自己的要求和想法,这就需要企业高层的支持和决策,来统一的协调。

  推广核电数字化,其实是个自上而下的过程。这个问题不仅在中国存在,在欧洲和美国等地方也都是这样。

  总之,谁也逃不出这个必然的大趋势。

  

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