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（文/觀察者網 周遠方）

3月25日，中廣核防城港核電站3號機組投產發電。這是我國西部地區首臺、國內第三臺“華龍一號”核電機組，同時也是我國自主研發的核電數字化儀控系統——“和睦系統”首次應用于“華龍一號”。

數字化儀控系統被稱為核電站的“神經中樞”，它涉及核反應堆的緊急制動，對安全性、可靠性和確定性的要求極高。但由于我國核電起步較晚，要自證“絕對安全”，在時間方面存在先天不足，因此，很長一段時間內不得不使用國外的相關系統。

如今，隨著中廣核近二十年磨一劍的“和睦系統”的正式與我國擁有自主知識產權的第三代壓水堆核電站技術“華龍一號”雙劍合璧，這一“卡脖子”問題終于宣告解決，我國也成為繼美國、法國、日本之后全球第四個擁有這項技術的國家。

值得一提的是，這套“神經中樞”系統的打造者，上海中廣核工程科技有限公司（簡稱“上海科技”），還是一位“隱形冠軍”，它從中國廣核集團（簡稱“中廣核”）一家默默無聞的三級子公司開局，一步步成長為集團發展數字經濟的專業化平臺，已經收獲一系列重磅榮譽：2018年上海科技下屬廣利核公司獲得第五屆中國工業大獎，2020年入選國家首批科改示范企業，2021年獲得北京市科學技術進步一等獎，2023年入選創建世界一流專精特新示范企業。

中廣核長三角新興產業創新中心

近二十年磨一劍

核電站，一直是“國之重器”。

1978年改革開放之初，鄧小平同志宣布，中國決定向法國購買兩座核電站設備，彼時，大亞灣核電站引進法國M310技術，國產化率不到1%，連大宗的材料，鋼筋水泥都需要進口。其總投資高達40億美元，而1978年我國外匯儲備只有區區1.67億美元。為此，大亞灣核電站開創了一個借錢建設的新模式——“借貸建設、售電還錢”，即向銀行借貸進行建設，建成后將電賣給香港換取外匯。

經過近40年的發展，中廣核在運核電機組26臺，在建核電機組達7臺，設備國產化率近90%，尤其值得一提的是，本次“和睦系統”正式用于“華龍一號”，助力自主三代核電技術“華龍一號”實現批量化建設。

“和睦系統”即核電數字化儀控系統（簡稱“核電DCS”），它是核電領域復雜的重大裝備，它主要完成核電站反應堆安全停堆和事故緩解功能，控制著核電站數百個系統、上萬個設備的運行和負責各類工況處理過程，系統規模大、綜合程度高、應用場景復雜、客戶需求多樣。可謂核電站的“神經中樞”，“國之重器”的重中之重。

國家能源核電站數字化儀控系統研發中心實驗室

核級DCS研發之所以難，其中一個重要原因是需要滿足兩個重要指標，一個是反應堆控制保護系統的拒動率，要求做到10的-7次方，也就是1000萬次要求動作的指令，系統不能有一次拒絕執行。還有一個是誤動率，50年內只允許系統向偏安全的方向誤動一次。這兩個指標對于系統的可靠性要求非常高。

另一個研發中遇到的難題是“證明難”。

“很多工業系統，比如汽車，大家都認為它是可靠的，但實際上，沒有辦法證明它永遠是可靠的”，研發團隊骨干成員張春雷介紹，“核電領域同樣如此，實際上，當時國外的系統也只能靠時間和經驗來證明可靠，比如說，運行了10年沒有出過問題。”

但對于中國這樣的后來者來說，如果只靠時間和經驗證明，幾乎就意味著永遠落后。“當時國家要求我們證明自己絕對安全，包括還要便利相關部門驗證和監管，”張春雷繼續說，“我們通過一系列摸索，最終和清華大學團隊合作，通過數學形式化證明的方法，解決了這一難題。”

正是采用基于形式化方法的核級軟件代碼生成技術，解決了傳統編譯技術難以避免的“誤編譯”世界級難題。依據核級軟件設計標準，廣利核研發團隊創新提出了時間、行為和內存空間確定的操作系統軟件設計技術，定義了核安全級編程語言。在此基礎上，廣利核得以利用編譯器取代手寫，直接把核電站的各種控制保護邏輯變成計算機可讀的代碼，廣利核使用這一編譯器，生成了核級DCS的4000萬行代碼，從未產生“誤編譯”錯誤。與國外同類產品相比，我國產品的任務調度性能提升60%，整體響應時間縮短了15%。

“我們的安全可靠是通過正向設計達成的，在這個過程中，所有的軟件代碼、硬件電路和機械圖紙全都妥善保存，方便安全機構查詢。”張春雷說。

硬件方面也并不容易，“和睦系統”近百種不同類型的板卡均需基于可及供應鏈自主研發。其中，主控板卡的設計，光是對電路設計的要求就非常高，需要以最快的速度處理從核電站上萬個設備收集上來的各種數據，并監視整個系統狀態，涉及非常復雜的算法。

“我們用了最近5年的時間，基本實現了我們產品的自主可控，”張春雷介紹，“不管相關供應鏈的情況怎么樣，我們都必須用自己的設計進行彌補，達成產品的可用。”

僅攻克主控板卡設計這一項難題，廣利核研發團隊就進行了十幾輪設計迭代、上千次試錯和上萬次消缺。

關鍵核心技術的突破，使“和睦系統”平臺的整體技術達到國際先進水平，系統安全性和可靠性設計等技術達到國際領先水平。2016年，“和睦系統”通過國際原子能機構（IAEA）獨立工程審評，拿到進入國際市場的“入場券”。

目前，“和睦系統”已在廣東陽江5&6號機組、遼寧紅沿河5&6號機組、江蘇田灣5&6號機組、華龍一號示范工程——廣西防城港3&4號機組、江蘇田灣7&8號機組等21臺新建核電機組上得到應用。