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大江東︱“上海工匠”張淑慧:為國之重器裝上智慧的大腦

人民日報中央廚房-大江東工作室 黃曉慧
2024年04月09日17:06 | 來源:人民網-人民日報
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走進上海核工程研究設計院電氣儀控所總工程師張淑慧的辦公室,目光頓時被兩張佔據了整面牆的圖紙所吸引,圖上成千上萬的符號聯結起一個密密麻麻的“神經網絡”,宛若星盤。這是我國自主研發的第三代核電站“國和一號”系統流程圖,如果把核電站的主控制室比作大腦,那麼這些儀表控制系統就好比大腦的神經系統,執行大腦的指令,調控保障整個核電站設施的安全運行。

20年來,為給國之重器“國和一號”裝上一個智慧高效的大腦,張淑慧刻苦鑽研核電儀控系統的自主化和智能化,日夜與設計圖紙、工程文件相伴,攻克了諸多難題。在由引進、消化、吸收到自主研發我國第三代核電站的征程中,她一直致力於核電儀控系統的自主化和智能化,積累了多個核電堆型的數字化儀控系統和先進控制室的設計經驗,並成為多個國際研究機構和標准化組織的工作組專家。

“中央企業青年崗位能手”“國家核電優秀共產黨員”“上海市新長征突擊手”……去年底,張淑慧的榮譽簿上再添一枚勛章——“上海工匠”。作為核工業系統唯一入選的“上海工匠”,張淑慧更感自豪的是這份藍圖正一步步變為現實:“外國人能攻克的科技制高點,我們中國人一樣也能做到!”

張淑慧在“國和一號”示范工程現場儀控間。楊妍妍攝

“做自己所愛,愛自己所做”

一頭清爽的短發,一身灰藍色的工裝,厚重的鏡片,謙遜的笑容,張淑慧給人的第一印象,像極了工廠裡經驗老到的師傅。“工匠精神,我理解是‘做自己所愛,愛自己所做’,做一件事就要把它做到最好。”從1996年考入清華大學工程物理專業起,張淑慧就沒離開核工程專業,20多年如一日“掘一口深井”。

1996年,清華大學核工程與核技術專業開始招收定向生。當時的張淑慧對核電一無所知,因為高中物理成績較好,又覺得當工程師能練就解決問題的本領,於是報考了。憑借優異的成績,她成為這個定向班招收的第一屆學生。

大學畢業后,張淑慧來到了上海核工院,師從寧忠和攻讀碩士研究生,真正進入核電工程領域。寧忠和交給張淑慧的第一個課題是給核電站設計一個報警系統。

一個核電站有100多個工藝系統,成千上萬個報警點,好的報警系統能夠准確判斷哪個工況該不該報警,區分報警的輕重緩急等級,守護核電站的安全運行。對於一位剛入門的新人,這個課題充滿了挑戰。“寧老師敢於把重任交給年輕人,悉心指導,鼓勵年輕人放開手腳、大膽探索,對我后來從事科研和帶學生,影響很深。”困難面前,張淑慧越戰越勇,用一年半的時間將導則標准裡的先進概念轉化為一套工程上的智能化報警系統。

這份燃起來的信心延續到了2006年,“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站”(即“國和一號”)被列入國家中長期科技發展規劃16個重大專項之一,上海核工院為大型先進壓水堆核電站的技術主體和責任單位。從引進美國三代核電AP1000技術的合同談判到我國自主開發“國和一號”先進核電型號,張淑慧參與了整個過程。“我們很清楚,先進的技術是買不來的,必須依靠科技自立自強。”張淑慧說,在自主研發初期,作為核電站神經中樞的數字化儀控系統仍長期依賴進口,數字化儀控平台沒有技術轉讓,現有的儀控平台無法滿足先進型號的技術要求。

“國和一號”機組設計壽命60年以上,安全水平相比二代核電機組提高了400倍﹔單台機組年發電量大約120億千瓦時,可滿足超過2200萬居民的用電需求,每年可減少溫室氣體排放超過900萬噸。當時,外方專家經過大量分析計算,認為超過135萬千瓦后,很多設備已經不是簡單放大,甚至超出各國設備制造的極限,中方就算設計出來功率這麼大的核電站,也根本造不出來。

在整個核電站裡,數字化儀控系統對守護安全發揮著極為重要的作用。萬一發生事故,儀控系統肩負著要先讓反應堆安全停閉並冷卻下來的重任。而“國和一號”有100多個工藝系統,信號點數接近8萬點,閃爍的主控界面,猶如繁星點點的天幕,這就像神經系統一樣,點數的增加給系統復雜性帶來指數的增加,而核電廠對高安全性、高可靠性、運行友好的要求使得儀控系統的開發難上加難。張淑慧此時感覺“壓力山大”。

“上海核工院成立50余年來一直致力於開發具有自主知識產權的先進核電技術,鑄就國之重器——建設中國大陸第一座商用核電站、出口第一座核電站。前輩們傳承下來自強不息、刻苦鑽研、團結協作的精神,外方專家一致的‘不看好’,反倒讓我們燃起了斗志,一定要用自己的儀控系統裝備自己的核電站。”張淑慧說,中方技術團隊下定決心,一定要在消化吸收外方技術的基礎上,研發設計出自主的數字化儀控系統。

張淑慧組織開發團隊設計了多層次防御、分區塊協同的高度健壯性儀控系統,歷時七年攻關、三年測試驗証,解決近千個問題,保障首台套國產化儀控平台在國家重大工程中的高質量投運,節約採購成本上億元。她提出並組織開發了全數字化的操縱員支持系統,不僅實現了上千萬元直接經濟效益,更為“國和一號”的運行安全保駕護航。

張淑慧(前排)參加巴基斯坦恰希瑪C2模擬機盤台驗收。資料圖片

中國來的“Tough Lady”(女強人)

2011年3月11日,是張淑慧此生難忘的日子,日本福島核電站因海嘯引發事故,震驚全球。當天,張淑慧和她的同事從北京飛往巴基斯坦首都伊斯蘭堡,中國出口巴基斯坦的恰希瑪核電站正進入后期工程階段,一批又一批的中國專家日以繼夜接續推進項目建設。

“聽巴方工作人員介紹,在伊斯蘭堡經常拉閘限電,即使在使館別墅區,每天也要停電4個小時,一些農村地區每天僅供電2-4個小時。我國援建的核電站,將為巴基斯坦群眾帶來安全、經濟、大規模的能源供應,改善他們的生活,促進當地的經濟發展。我們深感這項工作已超越技術出口的意義。”張淑慧和同事們此行的重要任務是開展集成系統確認試驗,這是核電站能夠投入安全運行的關鍵卡點。為了這個試驗,他們准備了近一年的時間。但到了現場,發現存在的問題依然很多。

為了試驗進度,張淑慧他們早上7點多就到電廠開始准備試驗。試驗完成后,回到駐地繼續挑燈夜戰,處理數據。“腦袋裡每時每刻都要繃緊安全這根弦。”他們列出問題清單,要求電廠人員對應清單一個個問題“啃”。這股較真勁兒,令巴方工作人員深深折服。在中方團隊高強度、緊張有序的推進下,幾個月的試驗工作順利完成。張淑慧、宋霏等幾位中國女專家離開伊斯蘭堡前,收到了不少巴基斯坦工程師送的禮物和一個親切的稱號——“tough lady(女強人)”。“這次項目經歷相當於在國際舞台上展示了核電發展的中國力量。”張淑慧說。

另一次令她難忘的展示,是2018年的秦山核電站主控制室系統改造項目。這是我國第一次針對核電站主控制室開展改造,如何通過主控制室的整體改造提高主控制室的數字化水平和系統可靠性,實現核電站操縱員電廠監控無擾切換,同時又做到對核電站停閉時間的影響最小,是一項高難度的挑戰。

張淑慧帶領團隊成員一如既往奮勇迎戰,化解了一個個難題。他們首次提出“P-A-DV-IV模型”,出色完成了國內首個核電廠“換腦手術”。后來,這個項目以最高分獲得世界質量界至高獎項之一的美國質量學會“國際團隊卓越獎”金獎,美國質量學會主席稱贊這是“首次在國際質量舞台上發出了中國核電高質量發展的好聲音”。

張淑慧(中)在“國和一號”示范工程現場與同事們討論技術問題。楊妍妍攝

“像暖陽一樣溫暖整個團隊”

多年來,張淑慧帶領的工作團隊在上海核工院是出了名的“尖刀連”,先后獲得上海核工院“巾幗優秀團隊”、上海市“優秀青年突擊隊”、上海市“青年文明號”等稱號﹔她所帶領的“向日葵”質量管理小組,2012年被評為全國優秀質量管理小組。

“她像暖陽一樣溫暖著整個團隊。”團隊成員敬佩張淑慧,不僅因為她的工作能力和業績,還有她對科研工作的一絲不苟,她待人處事的謙和誠懇。作為帶頭人,她記挂著每一位團隊成員的特點,關心支持他們的成長,以“行動學習”的理念為每位成員創造機會,為年輕人加油鼓勁。

當初在引進美國西屋公司AP1000技術時,上海核工院就決定自主開發三個操縱員支持系統,重頭開始做,最后拿出成品。電氣儀控所這些一直參與引進項目的年輕人非常興奮,心想總算要自主研發了。但當初始的熱情過后,面對一個個無法意料的困難,在一次次無果的頭腦風暴后,大家的意志開始消沉了下去。

張淑慧及時發現了大家情緒的波動,給大家發了一封主題為“大家又怎麼了”的長信,不斷鼓勁:“人生嘛,沒有困難就不正常了!”“遇到困難隻能提解決方法,影響士氣的話不允許說,這算我們團隊的No.1規則!”她還說:“永不放棄,因為我們是一個團隊!”接著,她和各個系統的負責人探討解決方案,和大家討論最近遇到的困難和自己新的想法。她身上那股不輕言放棄的韌勁,感染和提振了整個團隊的斗志。

團隊成員職政是張淑慧的碩士研究生。他原本預備用4萬字寫完自己的碩士論文,心想這已超出畢業的要求。當他交出碩士論文時,張淑慧即將臨盆。令職政沒想到的是,張淑慧逐字逐句研究了他的論文,提出了很多問題和修改意見,建議他進一步試驗,把課題做得更深入些。“這是國家重大項目的一個子課題,張老師的鞭策讓我意識到僅滿足畢業要求是遠遠不夠的,科研無止境,隻要還有疑問,就要深究下去。”最終,職政以近10萬字出色地完成了一篇碩士畢業論文。

團隊成員李濤說,張淑慧對工作上發現的問題“錙銖必較”。有一次,李濤編制的儀控系統設計方案,分別遞給寧忠和、張淑慧后收到截然相反的改進意見。寧和張兩人拿著設計方案,站在李濤的工位旁,當場就辯論起來。激烈的爭辯后,誰也無法說服誰,李濤夾在中間無所適從、左右為難。

“兩個人各有道理,寧老師更多地站在儀控系統內考慮,張老師則是從核電廠全局考慮。”李濤記得,寧忠和最后甩出一句話:“我讓步,聽職位高的!”轉身就要離開。寧忠和當時是退休后返聘回所裡的專家顧問,而張淑慧已任電氣儀控所副總工。聽到這話后,張淑慧拉住自己的恩師:“不是誰職務高誰說的就對,咱們接著討論。”大家繼續討論爭辯,直至形成最終方案。

“張老師經常挂在嘴邊的話是每個人都要把好自己這道關,不要把我這個環節應該解決的問題帶到下一個環節去。”李濤有次撰寫一份系統說明書時,把“操縱員”寫成了“操作員”,張淑慧一眼掃過,從幾萬字的說明書中挑出了這個“錯”。 “有些錯會影響整個核電廠的質量和安全。核電無小事,嚴謹規范是刻在核電人骨子裡的特質。”張淑慧說。

職業女性常被問及“如何兼顧平衡工作和家庭”,對此,張淑慧搖頭笑著說:“我不是好榜樣,平衡得並不好。”她一年有一半的時間都在外出差,即便在上海,也是每天早出晚歸,忙完工作回到家時,兩個孩子已經熟睡。周末,她盡可能擠出時間陪伴孩子,還帶動孩子學習了不少核電知識。“家人知道我在做自己熱愛的事情,都理解和支持我。”張淑慧說。

(來源:人民日報中央廚房-大江東工作室)

(責編:沐一帆、軒召強)

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