TELL+DREAM 是 TELL 公眾演講會與徐匯區(qū)虹梅街道黨工委合作開展的主題演講活動。不久前，上海核工程研究設(shè)計院人因工程實驗室主任宋霏在該活動中講述了中國自主設(shè)計核電站的艱難歷程。

    核電站有三個特點

    每當有人問我是干什么的，我回答“我是設(shè)計核電站的”時，對方總會流露出“哇”的驚訝表情。可能核電站給人的印象非常神秘，甚至有那么一點讓人害怕。所以，我今天就來為大家揭開核電站的神秘面紗。

    核電站有幾個主要的特點。

    第一個特點是復(fù)雜。一般來說，核電站的規(guī)模并不大，整個廠區(qū)很安靜，環(huán)境非常好，但它背后的系統(tǒng)模型控制邏輯是非常復(fù)雜的。用歐洲同行的話來說，造一個核電站，現(xiàn)場有幾萬人，參與的公司有幾百家，現(xiàn)場說的語言有十幾種。這充分說明了它的復(fù)雜性。

    第二個特點是項目周期長。正因為復(fù)雜性，從概念的誕生，到原型設(shè)計、現(xiàn)場試驗，再到工程化，完成一個新型核電站的建設(shè)往往需要 10 年以上的時間。而一個新型核電站的推出，則會推動整個裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

    第三個特點是核電站始終把安全作為最核心的工作。比如，我國近年自主研發(fā)的“國和一號”和“華龍一號”核電站都采用了先進的第三代核電技術(shù)，能夠滿足國際上對核電站的最高安全要求。

    什么是人因工程

    在我們核電人看來，核電站不只是冷冰冰的一堆設(shè)備和系統(tǒng)，它其實是一個系統(tǒng)和人組成的綜合體，因為核電站畢竟是靠人來運行的。

    歷史上有 3 次出名的核電事故。第一次是 1979 年美國的三里島事故，因為設(shè)備故障和人員失誤，造成了堆芯熔化。第二次是蘇聯(lián)的切爾諾貝利事故，人員違規(guī)操作是事故的主要原因，該事故被認為是歷史上最嚴重的核電事故。第三次是日本的福島核事故，該事故屬于超設(shè)計基準地震和海嘯災(zāi)害情況下的組織失效，造成放射性物質(zhì)泄漏到外部。這三次核事故都與人有著直接的關(guān)系。

    我們團隊的研究方向叫作人因工程——Human Factors Engineering(HFE)。核電領(lǐng)域的人因工程學(xué)科，主要是通過對人的生理、心理、組織特性研究，對核電站的人機接口、規(guī)程、環(huán)境、人員資質(zhì)和培訓(xùn)、管理、安全文化進行整體性協(xié)調(diào)和系統(tǒng)優(yōu)化，建立一套針對人員失誤的縱深防御體系，以提高核電廠的安全性、經(jīng)濟性和舒適性，它是一個復(fù)合交叉性很強的新技術(shù)領(lǐng)域。

    目前，在整個工業(yè)領(lǐng)域中，核電領(lǐng)域的人因工程是做得較為出色的。由于人因失誤是造成核電站事故的主要原因之一，所以，我們只有積極改進和創(chuàng)新技術(shù)，才能使核電站做到萬無一失。

    在巴基斯坦初戰(zhàn)告捷

    我是 2009 年走上工作崗位的。我所在的上海核工程研究設(shè)計院是我國第一家民用核電站的設(shè)計單位，也是第一家出口核電站的設(shè)計單位?？梢哉f，我國的民用核電事業(yè)正是從上海起步的。

    我剛開始工作的時候，出口巴基斯坦的恰希瑪核電站正進入后期工程階段。我們團隊的工作處于一個非常重要的工程節(jié)點上，叫作集成系統(tǒng)確認試驗。為了這個試驗，我們準備了近一年的時間。和巴鐵兄弟打交道，他們最喜歡說的一句話是：“Miss Song，No Problem!(宋小姐，沒問題)”所以，當他們表示現(xiàn)場條件已經(jīng)一切就緒時，我們就坐上飛機來到了伊斯蘭堡。但是到現(xiàn)場后，我們才發(fā)現(xiàn)存在的問題依然很多。

    這個試驗的時間非常緊迫。我們需要用一套完整的電廠的仿真設(shè)備，去模擬系統(tǒng)和人一起工作的場景。而要把這些設(shè)備和這些人召集在一起，窗口期是有限的。試驗一旦拖期，不僅會拖延對電站安全性的論證，而且也會影響整個工期。所以，當時真的是“壓力山大”。

    巴基斯坦整個電廠的工作人員全部是男性，只有我們的團隊都是女性。那里的工作節(jié)奏較慢，他們的工程師天都有喝下午茶的習(xí)慣。而為了使試驗順利完成，我們團隊早上 7 點多就到電廠開始準備試驗。試驗完成后，他們下班了，我們接著處理數(shù)據(jù)到深夜。就這樣，從相互陌生到順暢合作，試驗最終順利完成了。臨走的時候，我收到了很多巴基斯坦工程師送的禮物，他們還送了我們一個稱號——“tough lady(女強人)”。

    在巴基斯坦期間，因為我們一直住在中國專家村，沒有時間外出，所以我完全不知道真實的巴基斯坦是什么子。讓我沒有想到的是，聽當?shù)厝私榻B，作為世界排名第六的人口大國，在巴基斯坦的首都伊斯蘭堡，拉閘限電是家常便飯，即使是在使館別墅區(qū)，每天也要停電 4 個小時，而一些農(nóng)村地區(qū)更是每天僅能維持 2 至 4 小時的電力。所以我想，中巴友誼不是一句抽象的口號，我們國家援建的核電站，為他們帶來了安全、經(jīng)濟、大規(guī)模的能源供應(yīng)，從而改善了他們的生活，促進了當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展。我第一次感受到自己的工作原來是這么有意義。

    把一個個不可能變成可能

    離開了巴基斯坦，我又馬不停蹄去了美國。

    大家知道，民用核電技術(shù)的鼻祖是美國。1951 年，美國最先建成了世界上第一座實驗性的核電站。20 世紀 90 年代，為了消除美國三里島和蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故的負面影響，美國出臺了《先進輕水堆用戶要求文件》(URD 文件)，進一步明確了提高安全可靠性的要求。后來，國際上通常把滿足 URD 文件的核電機組稱為第三代核電機組。因為這個標準的要求非常高，而且是一個龐大的系統(tǒng)工程，所以，上海核工程研究設(shè)計院為此正式成立了跨專業(yè)的人因工程創(chuàng)新團隊，以支持第三代核電設(shè)計。

    在美國，核電項目經(jīng)過了一段近 20 年的沉靜期。也就是說，它頒布了一系列高水平標準，卻沒有工程實踐。在歐美，第三代核電機組主要分為能動改進型和非能動革新型兩條技術(shù)路線。

    美國的非能動革新型方案通過理念創(chuàng)新和系統(tǒng)簡化有效提高了安全性。但鑒于第三代核電的領(lǐng)先性，試驗論證、設(shè)備制造等眾多挑戰(zhàn)讓實踐之路并非一帆風順。

    后來，美國向我國轉(zhuǎn)讓了非能動革新型技術(shù)，但是該技術(shù)要真正落地，需要我們對這項技術(shù)進行消化吸收，同時創(chuàng)新性地自主研發(fā)新的第三代核電機組。這兩項工作是并行開展的。正是在這種只爭朝夕的氛圍中，我來到了美國。

    我和美國工程師一起參與設(shè)計工作。但是，我們之間的溝通并不容易。中國工程師的工作區(qū)域是單獨分開的，同時還受到很多其他的限制。

    根據(jù)協(xié)議，技術(shù)轉(zhuǎn)讓有一個技術(shù)滯后期，也就是說，對方的最新技術(shù)出臺以后，他們可以滯后一兩年才轉(zhuǎn)讓給我們。所以，雖然是對先進的技術(shù)進行消化吸收，但很多事情也需要自己干。

    為了跟上國內(nèi)項目的進度，我們決定自己來對其中的幾個系統(tǒng)進行研發(fā)。我們整個團隊的人非常年輕，一開始信心十足，但不到幾個月就蔫了，因為這真的非常難，當時整個團隊的情緒很低迷。

    我們團隊里有 3 位 70 多歲的老專家，他們都是 20 世紀 70 年代大學(xué)一畢業(yè)就投入中國核電站的設(shè)計和建造中，至今仍在發(fā)揮余熱。他們對年輕的設(shè)計團隊說：“你們想一想，我們花了整整 30 年的時間，才造出了中國自己的核電站。你們大學(xué)畢業(yè)不久，可以用不到 5 年的時間，就見證世界上最先進的第三代核電站從無到有的過程。你們比我們幸運多了!現(xiàn)在這些小小的挫折，完全不算什么。”正是在老一代核電人的鼓勵下，我們攻克了一個個技術(shù)難關(guān)，把一個個不可能變成了可能。現(xiàn)在，我們設(shè)計的第三代核電站“國和一號”已經(jīng)進入施工建造階段。

    在這樣一個消化吸收再創(chuàng)新的過程中，我發(fā)現(xiàn)中國人有一個最大的特點——擁有超強的工程執(zhí)行能力。這也是為什么中國能夠在世界上率先制造出先進的第三代核電機組的原因。

    第一次代表中國榮獲金獎

    目前，在核電建設(shè)能力方面，我國已處于世界領(lǐng)先水平，核電技術(shù)水平與世界并跑。而我們最欠缺的是什么呢?是原發(fā)理念以及整個體系的構(gòu)建能力。

    這些年，為了彌補短板，我們在設(shè)計過程中投入了很大的人力、物力，自主開發(fā)高科技的計算分析軟件，建造自己的試驗臺架和實驗室。我們的技術(shù)自信正是在這些年逐步積累起來的，在某些領(lǐng)域，我們的成績已經(jīng)得到了國際上的認可。

    幾年前，我去參加國際原子能機構(gòu)(IAEA)的一個技術(shù)會議，在會上，我匯報了“國和一號”核電站的設(shè)計項目。會后，法國的核電專家特地過來對我說：“雖然我們是競爭對手，但是我很喜歡你們的設(shè)計?！?019 年，我們團隊還實現(xiàn)了一個突破——我們的一個技術(shù)服務(wù)項目賣給了美國，第一次掙了外匯，要知道，以前都是我們付很多錢去買美國人的技術(shù)。

    2019 年，我們代表中國核電行業(yè)首次參加了美國質(zhì)量協(xié)會的國際卓越團隊獎的決賽。這個大賽可以說是一個全球風向標。當時，我們設(shè)計院設(shè)計的國內(nèi)第一個核電站——秦山核電站正在進行主控制室的整體改造，相當于對核電站進行一次換腦手術(shù)。這個項目很有挑戰(zhàn)性，我們就以這個項目去參加了比賽。

    我們首先通過了預(yù)賽，決賽在美國的沃爾夫斯堡舉行。最后的頒獎儀式在一個圓形的體育場里進行，整個氛圍很像奧運會。當宣布我們團隊獲得金獎時，大家一下子歡呼起來，感到非常驚喜。

    這個沉甸甸的獎杯，可以說創(chuàng)造了 3 個“第一”——第一次代表中國核電行業(yè)參加一個國際性的質(zhì)量大賽，第一次代表中國榮獲了金獎，成為第一支第一次參賽就獲得金獎的隊伍。

    現(xiàn)在，除了第三代核電站建設(shè)的穩(wěn)步推進，我們又在考慮第四代核電站的研發(fā)，這又是一個巨大的挑戰(zhàn)。

    我們核電人都是團隊作戰(zhàn)，各個專業(yè)各個團隊相互配合，正是因為有這么一支支充滿激情、不懈奮斗的團隊，我們才能達到今天的水平。我們熱愛我們的事業(yè)，我們每年都有新的目標，每年都在向前奔跑，我們將一直這樣走下去!