1月24—30日，江蘇核電有限公司田灣核電5號機(jī)組第3循環(huán)順利臨界并完成指定功率臺階試驗，西安交通大學(xué)NECP團(tuán)隊通過遠(yuǎn)程值守圓滿完成了2項創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用驗證。

受江蘇核電有限公司委托，NECP團(tuán)隊基于自主研發(fā)的先進(jìn)壓水堆堆芯物理分析軟件Bamboo-C，研發(fā)了2項具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù)——“動態(tài)通量測量”技術(shù)和“單點校刻”技術(shù)。

這2項創(chuàng)新技術(shù)在本次大修中的成功驗證，為后續(xù)進(jìn)一步提升壓水堆運(yùn)行的安全性和優(yōu)化功率臺階等待時間提供了關(guān)鍵支撐，在技術(shù)全面應(yīng)用后單臺M310型壓水堆機(jī)組設(shè)計壽期內(nèi)預(yù)計可產(chǎn)生約9億元的經(jīng)濟(jì)效益。

“動態(tài)通量測量”技術(shù)

“動態(tài)通量測量”技術(shù)分別在30%和75%指定功率臺階上完成了堆芯通量測量試驗的驗證工作，融合數(shù)值模擬和動態(tài)氙(達(dá)到指定功率臺階后約2小時)狀態(tài)下堆芯通量測量的實測值，預(yù)測平衡氙(達(dá)到指定功率臺階后約24小時)狀態(tài)下堆芯通量測量的實測值。

為了充分考驗NECP團(tuán)隊研發(fā)的“動態(tài)通量測量”技術(shù)的時間適用范圍，田灣核電在達(dá)到指定功率臺階約2小時即實施堆芯通量測量試驗，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了“超短時等待”技術(shù)驗證。

與現(xiàn)行的平衡氙通量測量技術(shù)相比，“動態(tài)通量測量”技術(shù)對堆芯功率分布的預(yù)測誤差小于1.0%，且無需長時間等待堆芯達(dá)到平衡氙狀態(tài)，將一次堆芯通量測量試驗的時間由現(xiàn)行技術(shù)的超過24小時縮短至約2小時。

“單點校刻”技術(shù)

“單點校刻”技術(shù)在75%功率臺階上完成了堆外探測器校刻試驗的驗證工作，采用Bamboo-C軟件代替真實試驗進(jìn)行多次堆芯工況擾動的數(shù)值模擬，結(jié)合單次堆芯通量測量試驗的實測值獲取堆外探測器的校刻系數(shù)。

受益于“動態(tài)通量測量”技術(shù)較高的預(yù)測精度，“單點校刻”技術(shù)驗證依賴的單次堆芯通量測量試驗為動態(tài)氙狀態(tài)下的實測值。

與現(xiàn)行的多點校刻技術(shù)相比，“單點校刻”技術(shù)獲得的堆外探測器校刻系數(shù)對軸向功率偏差和功率水平等指標(biāo)量的驗證誤差分別小于0.2%(限值3%)和0.5%(限值5%)，不僅極大地降低了多點校刻技術(shù)實施多次(一般為5-6次)堆芯工況擾動對機(jī)組運(yùn)行安全性帶來的影響，并且將一次堆外探測器校刻試驗的時間由現(xiàn)行技術(shù)約5-6小時縮短至約1小時。

科技創(chuàng)新服務(wù)國家需求，扎根西北踐行西遷精神。西安交通大學(xué)NECP團(tuán)隊在負(fù)責(zé)人吳宏春教授的帶領(lǐng)下，長期致力于核數(shù)據(jù)處理、核反應(yīng)堆物理數(shù)值計算方法、先進(jìn)核能系統(tǒng)研發(fā)、核燃料循環(huán)分析等方面的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

NECP團(tuán)隊先后承擔(dān)了包括國家“973”“863”、重點研發(fā)計劃、自然科學(xué)基金等國家級科研項目50余項，獲國家級、省部級科技獎勵10余項，包括國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項、國家科技進(jìn)步三等獎1項。

面向我國核能發(fā)展的重大需求，NECP團(tuán)隊始終秉持“以工程需求為牽引，做真科研，真做科研”的理念，持續(xù)攻關(guān)核反應(yīng)堆高保真數(shù)值模擬與創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)中的卡脖子問題，研發(fā)了一系列具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)分析軟件和創(chuàng)新技術(shù)，研究成果不僅打破了國外的長期技術(shù)封鎖，而且在我國核能諸多工程項目中得到了成功的應(yīng)用，創(chuàng)造出了極大的經(jīng)濟(jì)效益。

“開拓創(chuàng)新、交叉融合，做頂天立地的科研”是NECP團(tuán)隊一貫奉承的科研理念，既要“頂天”開拓新方法、新技術(shù)，也要“立地”解決真問題、真需求。

“華龍一號”是我國具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代核電技術(shù)，它是中國核電走出去的旗艦，也是我國科技走向世界的一張新“名片”。在“華龍一號”全球首堆首次啟動試驗中，NECP團(tuán)隊自主研發(fā)的核電工業(yè)軟件成功高精度地預(yù)測了該機(jī)組首次啟動的臨界硼濃度，這也是國際上首次應(yīng)用一步法高保真確定論計算軟件高精度預(yù)測商用核電站首次臨界的臨界硼濃度，充分展示了我國核電“軟”實力，并為核電機(jī)組的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

“我們不僅要突破‘卡脖子’技術(shù)，還要做得比國外更先進(jìn)。強(qiáng)國不能沒有核電，科技報國是我們的心愿，就是再苦再難也要突破技術(shù)難關(guān)，不能讓人家卡我們的脖子。”NECP團(tuán)隊負(fù)責(zé)人吳宏春教授曾如是說道。

如今核能發(fā)展十分迅速，NECP團(tuán)隊對于未來也有自己的發(fā)展規(guī)劃。“我們想做的事就是讓中國的核電站，甚至外國的核電站都用我們的軟件，希望我們的軟件能有更多用戶,讓大家看到中國的核電技術(shù)也很棒。”吳宏春自信地表示，“未來，我們將依托中國西部科技創(chuàng)新港，繼續(xù)從基礎(chǔ)科學(xué)研究轉(zhuǎn)向產(chǎn)品化，我們要讓自己的科研產(chǎn)生實際意義，讓西遷精神變成實實在在的對國家的貢獻(xiàn)。”

這支團(tuán)隊之所以能夠?qū)覄?chuàng)佳績，離不開背后為其提供源源不斷創(chuàng)新支撐的“堅強(qiáng)后盾”——西安交通大學(xué)核工程計算物理實驗室(NECP實驗室)。

西安交通大學(xué)核工程計算物理實驗室(Nuclear Engineering Computational Physics Laboratory, 簡稱NECP實驗室)成立于2004年，其前身為1958年成立的反應(yīng)堆物理研究小組。

NECP實驗室長期從事核數(shù)據(jù)處理、核反應(yīng)堆物理數(shù)值計算、先進(jìn)核能系統(tǒng)研發(fā)、高放核廢料嬗變及核燃料循環(huán)分析等方面的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，先后承擔(dān)了包括國家“973”、“863”、重點研發(fā)計劃、自然科學(xué)基金、國防預(yù)研等國家級科研項目50余項，共發(fā)表SCI論文170余篇，獲授權(quán)發(fā)明專利80余項、軟件著作權(quán)70余項，獲國家級、省部級科技獎勵10余項，包括國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項、國家科技進(jìn)步三等獎1項。

NECP實驗室基于數(shù)十年來在核反應(yīng)堆物理數(shù)值計算方法方面的研究成果，開發(fā)了20余套適用于各類堆型的核反應(yīng)堆物理分析軟件，其中代表性軟件產(chǎn)品包括：多功能核數(shù)據(jù)處理程序“NECP-Atlas”、先進(jìn)壓水堆核設(shè)計和堆芯分析程序“NECP-Bamboo”、快譜堆芯分析設(shè)計程序“NECP-SARAX”、數(shù)值反應(yīng)堆高保真物理分析程序“NECP-X”、蒙特卡洛屏蔽分析程序“NECP-MCX”和確定論屏蔽分析程序“NECP-Hydra”。