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走进核电安全运行的“保护神”——我国自主研发核电“神经中枢”揭秘

发稿时间: 2016年11月11日    【 字体:

新华社广州1110日电(记者霍思颖、王攀)如果说人的中枢系统控制着人体所有生理功能的话,那么保证核电站安全、可靠、稳定运行的数字化仪控平台(DCS)就是核电站的“神经中枢”——它控制着核电站260多个系统、近万个设备的运行和各类工况处理过程,对于保证核电站安全、可靠、稳定运行发挥着重要作用。

今年7月,我国首个具有自主知识产权的核级DCS“和睦系统”正式通过国际原子能机构(IAEA)独立评审。有业内人士称,这标志着我国核电装备制造业拿到了进入国际市场的“入场券”。

“神经中枢”,再加上核电站,DCS这个听起来复杂又神秘的东西到底是什么?日前,在总经理江国进的带领下,记者前往“和睦系统”的主要研发单位——中广核旗下北京广利核系统工程有限公司,试图寻找答案。

换好白大褂和防静电鞋套,探秘“神经中枢”的第一站,是核电站的“大脑”——主控室。在一间和华龙一号核电机组主控室1:1大小的模拟主控室里,记者看到,通过“和睦系统”汇聚在一起的系统设备的运行信息静静显示在现场的几十个屏幕上,从而让核电站操纵员实现对整个电站的全方位掌控。

“我国是继美国、法国、日本之后,第四个掌握DCS制造技术的国家。目前,全球只有中广核和日本三菱两家企业具备从研发、制造、鉴定到运维服务全链条的核电DCS配套能力。”江国进说。

据介绍,目前的DCS主要分为两类,核级和非核级。如果将核电站的运行看作是在高速公路上开车的话,非核级的实现只需要油门和变速箱,就可实现“汽车”的起步和高速稳定运行;而“和睦系统”则属于核级DCS,主要用于核电站安全停堆和事故处理。也就是说,除了起步和稳定运行,它还要实时面对各种紧急情况,进行智能应对或者是紧急停车,从而更好地控制“车辆”的制动和“车身”的稳定。

“和睦系统”的反应速度有多快?来看这样一组对比——通常开车的刹车时间为秒级,而“和睦系统”从发现故障到实现停堆,只需要150毫秒。

作为核电站安全运行的“守护神”,“和睦系统”的安全级别也是“航天级”的——如果说飞机为了保障安全而配置了两台甚至更多发动机同时工作,那么在“和睦系统”,则是配备了四套这样的“发动机”。

“比如要下达停堆的命令,我们的系统配备了四列机柜去执行,只要其中一个能动作,就算保证命令的执行。”江国进说。

江国进告诉记者,为了确保核电站的安全,核级DCS有两个重要的指标要求——拒动率和误动率。拒动率要求,在1000万次操作中,控制系统不能有一次拒绝操作。误动率则是50年才允许出现不超过一次的误动,要求极高。“正是这样不断地冗余、不断地互相备份,才能保证核电站50年的安全期。”他说。

走进集成测试车间,人们就会对DCS有更为直接的观感:在这里摆放着的是正在进行调试的阳江五号机组所使用的“和睦系统”——上百个机柜,整齐排列,仿佛进入好莱坞科幻电影《超验骇客》的片场——打开其中任意一个柜门,内嵌不同功能“芯片”的板卡依次排开,大小如同老式家用录像带,不断闪烁的状态灯也在提醒着我们,这些板卡正在接受和执行着各种任务指令。

江国进说,眼前的这些机柜和板卡都在环境试验中,“和睦系统”的板卡、机箱、机柜在660立方米的温箱内,模拟60度左右高温条件,进行了600个小时连续运行试验,也是目前国际同类仪控厂商中执行的最严酷的长期运行试验。

作为国际市场的新面孔,“和睦系统”的另一过人之处是“帮人省钱”!据中广核测算,和其他进口设备相比,采用“和睦系统”,一台核电机组至少可节约3亿元人民币!此外,它在市场也有着广泛的应用前景,尤其是在航空、船舶、高铁、军工等高可靠性要求的行业。

据介绍,“和睦系统”目前已广泛应用在我国多个新建核电项目中,实现了从第二代核电技术到第四代核电的全覆盖。在江国进看来,我国将迎来核电发展的一个新高峰,核电新机组的批准建设以及国内外在役老机组的数字化改造将越来越多,对于“和睦系统”来说,意味着广阔的市场前景和巨大的发展机遇。

此外,伴随着我国自主三代核电机组“华龙一号”的出口,“和睦系统”和其他自主DCS设备走出去的步伐也在加快。“国外用户正在逐步对‘和睦系统’建立了解,我们最近刚签订了阿尔及利亚一个研究堆的保护系统供货合同,就是基于‘和睦系统’的一个项目,相信‘和睦系统’真正走出国门的那一天不再遥远。”江国进说。


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