核電站全數(shù)字化儀控系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng):DCS系統(tǒng)),被稱(chēng)為核電站的“神經(jīng)中樞”,是核電站重大關(guān)鍵性成套設(shè)備之一。其中,核安全級(jí)DCS(以下簡(jiǎn)稱(chēng):核級(jí)DCS)的主要作用是完成事故工況下反應(yīng)堆安全停堆和事故緩解功能。由于技術(shù)極為復(fù)雜,目前我國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組的核級(jí)DCS均由國(guó)外供貨商提供。而這一現(xiàn)狀終于隨著我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)核級(jí)DCS——FirmSys的工程應(yīng)用而成為歷史。
2013年11月14日,中廣核所屬北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng):廣利核)完成了陽(yáng)江5、6號(hào)機(jī)組安全級(jí)DCS RPS工程樣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì),標(biāo)志著我國(guó)自主研發(fā)的核級(jí)DCS系統(tǒng)FirmSys正式進(jìn)入工程應(yīng)用階段,也標(biāo)志著中廣核成為繼美國(guó)西屋、美國(guó)英維斯、法國(guó)阿,m、日本三菱之后全球第5家、中國(guó)首家掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)核級(jí)DCS的企業(yè)。
核電自主化的“最后堡壘”
核級(jí)DCS對(duì)于保證核電站的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮著重要作用,其建設(shè)進(jìn)度是核電工程建設(shè)的關(guān)鍵路徑。
2004年,為實(shí)現(xiàn)國(guó)家提出的百萬(wàn)千瓦級(jí)核電站“自主設(shè)計(jì)、自主制造、自主建設(shè)、自主運(yùn)營(yíng)”的目標(biāo),中廣核決定在嶺澳核電站二期建設(shè)中采用最具挑戰(zhàn)性、全數(shù)字化的儀控系統(tǒng)及先進(jìn)控制室系統(tǒng),并把DCS系統(tǒng)列為中國(guó)改進(jìn)型壓水堆核電技術(shù)(CPR1000)的標(biāo)準(zhǔn)配置。
2005年以來(lái),隨著我國(guó)核電進(jìn)入集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī);ㄔO(shè)的新階段,核電設(shè)備尤其是核級(jí)設(shè)備、核級(jí)泵閥,包括常規(guī)島汽輪機(jī)等設(shè)備等先后實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。而核級(jí)DCS由于核心技術(shù)還一直被國(guó)外供應(yīng)商壟斷,成為制約我國(guó)核電自主化水平持續(xù)提高的瓶頸。中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)總工程師隋永濱曾在一次核電重大裝備國(guó)產(chǎn)化工作會(huì)議上指出:“核級(jí)DCS系統(tǒng)是核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的最后一個(gè)堡壘!
攻克核級(jí)DCS這一戰(zhàn)略高地,需要非凡的勇氣與智慧。作為我國(guó)核電建設(shè)的主力軍和先行者,中廣核深知核級(jí)DCS自主化的重要性。在對(duì)核電生產(chǎn)建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃的基礎(chǔ)上,中廣核制訂了核電裝備國(guó)產(chǎn)化計(jì)劃,推動(dòng)成立了廣利核公司。經(jīng)過(guò)大量調(diào)研和可行性論證,提出了走自主研發(fā)的道路,通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),加以消化、吸收、再創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)核級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)自主化、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化和工程本地化的思路。
按照這一思路,廣利核開(kāi)始向著核級(jí)DCS產(chǎn)品自主化的目標(biāo)前行。2006年,科研人員先后完成了大亞灣核電站T1、T2實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研發(fā)、嶺澳核電站二期安全級(jí)控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)和核安全級(jí)軟件驗(yàn)證與確認(rèn)服務(wù)項(xiàng)目。這兩個(gè)項(xiàng)目成為核級(jí)DCS自主化的開(kāi)端,為后續(xù)技術(shù)研發(fā)培養(yǎng)了人才。
隨著研發(fā)水平和工程能力的不斷提高,百萬(wàn)千瓦核電站核級(jí)DCS系統(tǒng)成為科研團(tuán)隊(duì)推進(jìn)自主化的“下一站”。2007年7月,廣利核與國(guó)外企業(yè)組成的項(xiàng)目聯(lián)隊(duì)獲得6臺(tái)CPR1000機(jī)組的DCS供貨合同,開(kāi)啟了核電站DCS安全級(jí)系統(tǒng)工程本土化的篇章。同時(shí),廣利核開(kāi)始研制百萬(wàn)千瓦核電站安全級(jí)控制系統(tǒng)平臺(tái)樣機(jī),正式啟動(dòng)了大型核級(jí)系統(tǒng)的研發(fā)。
2008年至2011年,依托參與建設(shè)的核電項(xiàng)目,廣利核逐漸完成了由國(guó)外廠(chǎng)家承擔(dān)技術(shù)責(zé)任向自主承擔(dān)技術(shù)責(zé)任的轉(zhuǎn)變。在核電業(yè)主與設(shè)備制造企業(yè)的支持下,科研人員先后完成核級(jí)DCS預(yù)研工作、原理樣機(jī)研制和驗(yàn)證樣機(jī)。至此,核級(jí)DCS自主化的曙光照進(jìn)大型核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)戰(zhàn)略安全的高地。
協(xié)同創(chuàng)新:打造通用核級(jí)平臺(tái)
核級(jí)DCS的研發(fā)是個(gè)龐雜的系統(tǒng)工程,單純的某項(xiàng)設(shè)備、或者某個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,并不能從根本上確保安全,國(guó)家的支持,上、下游企業(yè)協(xié)作和參與不可或缺。
從2007年起,在科技部的支持下,依托國(guó)家863計(jì)劃“核電行業(yè)重大工程自動(dòng)化成套控制系統(tǒng)”的實(shí)施,廣利核邁出了核級(jí)DCS研發(fā)的第一步。2010年,由國(guó)家能源局授牌,“國(guó)家能源核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)研發(fā)中心”落戶(hù)廣利核,加快了核級(jí)DCS自主研發(fā)的腳步。在國(guó)家能源局國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)的支持下,廣利核通過(guò)參與建設(shè)的福建寧德核電站一期工程、遼寧紅沿河核電站一期工程DCS系統(tǒng)順利實(shí)施,國(guó)產(chǎn)化比例穩(wěn)步提高,自主化進(jìn)程得到有效推進(jìn)。
寶劍鋒從磨礪出,協(xié)同創(chuàng)新激發(fā)了創(chuàng)造力。一套集非安全級(jí)、安全級(jí)和專(zhuān)用儀控為一體、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化儀控系統(tǒng)研發(fā)體系,一支技術(shù)過(guò)硬、能力較強(qiáng)的核電儀控技術(shù)研發(fā)和工程管理人才隊(duì)伍逐步在廣利核形成。
2010年10月,廣利核首套核級(jí)DCS產(chǎn)品平臺(tái)FirmSys面世,主要技術(shù)指標(biāo)全部達(dá)到或超過(guò)國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平。經(jīng)鑒定,該成果可以直接應(yīng)用于CPR1000等二代改進(jìn)型壓水堆和AP1000、EPR、ACPR1000+等反應(yīng)堆,而且對(duì)高溫氣冷堆和快中子堆等第四代核電技術(shù)的反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)研制具有推動(dòng)作用,是我國(guó)核電自主化、儀控設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的重要里程碑。
通過(guò)核級(jí)驗(yàn)證,邁上戰(zhàn)略高地
核電安全大于天,只有安全有保障、質(zhì)量又可靠的國(guó)產(chǎn)化、自主化才有意義。核級(jí)DCS產(chǎn)品必須在理論上充分論證,在試驗(yàn)中得到檢驗(yàn),才能進(jìn)入工程應(yīng)用階段。能否達(dá)到指標(biāo)要求,成為衡量核級(jí)DCS供貨能力的試金石。
面對(duì)核級(jí)DCS驗(yàn)證與確認(rèn)在我國(guó)尚屬首次開(kāi)展,標(biāo)準(zhǔn)體系不完善、技術(shù)儲(chǔ)備不足、鑒定設(shè)施欠缺等種種難關(guān),廣大科研人員從研發(fā)啟動(dòng)之初就依據(jù)國(guó)際通行的核安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求,建立了嚴(yán)格的核質(zhì)保體系,致力于打造“固若金湯”的核安全。同時(shí),堅(jiān)持“安全第一、質(zhì)量第一、追求卓越”的原則,加強(qiáng)安全、質(zhì)量管理的科學(xué)性和嚴(yán)格度,積極與外部單位交流,廣泛收集國(guó)內(nèi)外信息,深入理解驗(yàn)證與確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)、過(guò)程和體系。
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