内容提要
从广袤滩涂到浩翰深海，油气勘探工程持续向地球深部进发；从北部湾畔到东海之滨，核电机组批量化建设稳步推进……一项项重大工程的背后离不开核心技术突破和专利制度支撑。这其中，蒋官澄团队率先应用仿生学推动油气勘探降本增效，李文淮及同事通过自主研发堆芯软件包守护核电站心脏。记者深入对话两位中国专利金奖发明人，记述下他们点亮“中国创造”的故事。
李文淮演示堆芯监测系统。
研发团队讨论技术细节。
北部湾畔，我国西部地区首台“华龙一号”中广核广西防城港核电站3号机组投产发电，源源不断为广西及周边的千家万户提供清洁电力；东海之滨，浙江苍南的三澳核电基地内，“华龙一号”批量化工程建设如火如荼……作为拥有自主知识产权的三代核电技术堆型，“华龙一号”突破了核电工业软件、反应堆核心设备等诸多关键核心技术，见证着我国由核电大国向核电强国的跨越式发展转变。
核反应堆堆芯是核能发电的核心区域，也是核电站系统中技术最密集、最复杂的“心脏”部分。运用核电软件实现对堆芯运行状态的高精度实时监测，是发展清洁、低碳、安全核电的关键。中广核研究院有限公司（下称中广核研究院）反应堆工程软件研究所数值反应堆室主任工程师李文淮告诉记者，早在2011年，中广核研究院便启动了中国广核集团“华龙一号”战略专项下的“堆芯三维在线监测系统”子课题研发项目。十余年来，在现任中国广核集团核电软件首席专家厉井钢的带领下，研发团队步履不停，在堆芯自主软件研发方面啃下了一块又一块“硬骨头”，创新成果积累丰厚。其中，团队研发的“一种堆芯三维功率分布的在线测量方法”（专利号：ZL201610478643.6）获第二十四届中国专利金奖。
贴近现场抓创新
核反应堆研发设计是一项极为复杂的系统工程，依赖于核电工业软件理论模拟和运行数据分析的有力支撑。从理论创新到技术验证，李文淮和团队以厚积薄发之势，将灵光乍现的想法付诸实践，持续为软件研发注入“核芯”力量。
“获奖专利的实质是通过堆芯内外多源异构的探测器信息与堆芯理论分析模型相互结合与同化，实现堆芯内高精度的耦合监测，为实时掌握堆芯准确情况提供可靠的第一手数据。”李文淮进一步解释，一方面，团队启动了堆芯理论分析模型——自主核设计软件包（PCM）的研发工作，取得了重要的技术突破，为实现堆芯高精度监测提供了理论基础；另一方面，团队通过大量的理论模拟和运行数据分析，最终提出了堆芯径向和轴向高精度孪生方法，从而实现对堆芯实时运行状态的有效监测。
核反应堆机组相关现象纷繁复杂，作为与理论打交道的基层科研人员，李文淮深知，要想做好创新研发工作，理论密切联系实践是关键，要到核电运行和工程一线去发现创新需求、突破关键技术、完成技术验证。
“技术验证的难题贯穿了我们的整个研发周期。”李文淮介绍，技术验证就是要充分验证技术理念是否正确，并定量评估专利方法的置信度。
为此，在研发开始阶段，时任中广核研究院堆工中心副总工程师的张洪多次带队到各个核电基地收集实际运行数据和相关分析报告，发现并总结各种运行规律，大幅提升了相关技术研发的进度和质量。
经过一遍遍的讨论和一次次的攻关，中广核研究院基于获奖专利自主研发出堆芯三维在线监测系统，攻克了探测器数据分析、理论与测量的融合估计等技术难题，为堆芯装上了一双能够精确看清其运行状态的“明亮的眼睛”。
此外，中广核研究院还围绕获奖专利布局了十余件核心专利和外围专利，构建了堆芯监测、分析、诊断、预测和辅助运行控制的应用专利群，进一步提升技术稳定性、效率和精度。
迈开步子促应用
在2023年第二届中国核能高质量发展大会暨深圳国际核能产业创新博览会上，中广核研究院历时十余年研发的中广核自主堆芯与燃料设计软件包“兰庭”和堆芯三维在线监测系统等核电科技成果受到广泛关注。
“基于获奖专利研发的产品，特别是堆芯三维在线监测系统 SO-PHORA，是核电厂运行管理和核反应堆运维服务的核心产品之一，有助于使现有在运核电机组具有更高的运行稳定性和经济性。”李文淮表示，目前，该专利产品已经在我国23台核电机组中实现应用，其中在我国西部地区首台“华龙一号”核电机组的启堆和运行过程中，专利产品发挥了重要作用。该专利产品国内市场占有率达到40%左右，具有良好的经济应用前景。
堆芯在线监测产品的应用落地，离不开中国广核集团及其隶属核心科研平台中广核研究院对知识产权工作的高度重视和对自主创新的大力投入。作为国家知识产权优势企业，中广核研究院高度重视知识产权的创造、运用、保护和管理工作，并推动知识产权工作纳入公司“十四五”及中长期规划中，制定了明确的发展目标和工作路线图。例如，针对重点科研项目，中广核研究院开展项目全周期的知识产权管理，通过制定项目知识产权工作整体规划、成立专门知识产权管理团队等，确保项目重大知识产权风险得到有效防控、重要科研成果得到有效保护。
积跬步，至千里。在保障能源安全、实现“双碳”目标的新时代征程上，中广核研究院将继续秉持“逐梦报国、创新实干、团结协作、勇攀高峰”的精神，推动我国核能科技自立自强的步伐迈得更加扎实和稳健。（本报记者 薛佩雯）
创新寄语
扫二维码，探秘“华龙一号”堆芯内部如何监测
（编辑：刘珊）
（中国知识产权报独家稿件，未经授权不得转载。）