走進核電安全運行的“保護神”——我國自主研發核電“神經中樞”揭秘
發布時間: 2016-12-06

新華社廣州11月10日電(記者霍思穎、王攀)如果說人的中樞系統控制著人體所有生理功能的話,那么保證核電站安全、可靠、穩定運行的數字化儀控平臺(DCS)就是核電站的“神經中樞”——它控制著核電站260多個系統、近萬個設備的運行和各類工況處理過程,對于保證核電站安全、可靠、穩定運行發揮著重要作用。

今年7月,我國首個具有自主知識產權的核級DCS“和睦系統”正式通過國際原子能機構(IAEA)獨立評審。有業內人士稱,這標志著我國核電裝備制造業拿到了進入國際市場的“入場券”。

“神經中樞”,再加上核電站,DCS這個聽起來復雜又神秘的東西到底是什么?日前,在總經理江國進的帶領下,記者前往“和睦系統”的主要研發單位——中廣核旗下北京廣利核系統工程有限公司,試圖尋找答案。

換好白大褂和防靜電鞋套,探秘“神經中樞”的第一站,是核電站的“大腦”——主控室。在一間和華龍一號核電機組主控室1:1大小的模擬主控室里,記者看到,通過“和睦系統”匯聚在一起的系統設備的運行信息靜靜顯示在現場的幾十個屏幕上,從而讓核電站操縱員實現對整個電站的全方位掌控。

“我國是繼美國、法國、日本之后,第四個掌握DCS制造技術的國家。目前,全球只有中廣核和日本三菱兩家企業具備從研發、制造、鑒定到運維服務全鏈條的核電DCS配套能力。”江國進說。

據介紹,目前的DCS主要分為兩類,核級和非核級。如果將核電站的運行看作是在高速公路上開車的話,非核級的實現只需要油門和變速箱,就可實現“汽車”的起步和高速穩定運行;而“和睦系統”則屬于核級DCS,主要用于核電站安全停堆和事故處理。也就是說,除了起步和穩定運行,它還要實時面對各種緊急情況,進行智能應對或者是緊急停車,從而更好地控制“車輛”的制動和“車身”的穩定。

“和睦系統”的反應速度有多快?來看這樣一組對比——通常開車的剎車時間為秒級,而“和睦系統”從發現故障到實現停堆,只需要150毫秒。

作為核電站安全運行的“守護神”,“和睦系統”的安全級別也是“航天級”的——如果說飛機為了保障安全而配置了兩臺甚至更多發動機同時工作,那么在“和睦系統”,則是配備了四套這樣的“發動機”。

“比如要下達停堆的命令,我們的系統配備了四列機柜去執行,只要其中一個能動作,就算保證命令的執行。”江國進說。

江國進告訴記者,為了確保核電站的安全,核級DCS有兩個重要的指標要求——拒動率和誤動率。拒動率要求,在1000萬次操作中,控制系統不能有一次拒絕操作。誤動率則是50年才允許出現不超過一次的誤動,要求極高。“正是這樣不斷地冗余、不斷地互相備份,才能保證核電站50年的安全期。”他說。

走進集成測試車間,人們就會對DCS有更為直接的觀感:在這里擺放著的是正在進行調試的陽江五號機組所使用的“和睦系統”——上百個機柜,整齊排列,仿佛進入好萊塢科幻電影《超驗駭客》的片場——打開其中任意一個柜門,內嵌不同功能“芯片”的板卡依次排開,大小如同老式家用錄像帶,不斷閃爍的狀態燈也在提醒著我們,這些板卡正在接受和執行著各種任務指令。

江國進說,眼前的這些機柜和板卡都在環境試驗中,“和睦系統”的板卡、機箱、機柜在660立方米的溫箱內,模擬60度左右高溫條件,進行了600個小時連續運行試驗,也是目前國際同類儀控廠商中執行的最嚴酷的長期運行試驗。

作為國際市場的新面孔,“和睦系統”的另一過人之處是“幫人省錢”!據中廣核測算,和其他進口設備相比,采用“和睦系統”,一臺核電機組至少可節約3億元人民幣!此外,它在市場也有著廣泛的應用前景,尤其是在航空、船舶、高鐵、軍工等高可靠性要求的行業。

據介紹,“和睦系統”目前已廣泛應用在我國多個新建核電項目中,實現了從第二代核電技術到第四代核電的全覆蓋。在江國進看來,我國將迎來核電發展的一個新高峰,核電新機組的批準建設以及國內外在役老機組的數字化改造將越來越多,對于“和睦系統”來說,意味著廣闊的市場前景和巨大的發展機遇。

此外,伴隨著我國自主三代核電機組“華龍一號”的出口,“和睦系統”和其他自主DCS設備走出去的步伐也在加快。“國外用戶正在逐步對‘和睦系統’建立了解,我們最近剛簽訂了阿爾及利亞一個研究堆的保護系統供貨合同,就是基于‘和睦系統’的一個項目,相信‘和睦系統’真正走出國門的那一天不再遙遠。”江國進說。

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