经济

国内首套军民融合核电站“中枢神经”正式发布

历时五年研发,中国核工业集团有限公司(下称中核集团)于12月6日在成都正式发布国内首套军民融合核安全级DCS平台"龙鳞系统"(NASPIC)。中核集团党组副书记、总经理顾军在发布会上介绍称,该平台拥有完全自主知识产权,已通过最高等级的功能安全认证,部分关键指标达到国际领先水平,具备"走出去"条件,适用于核电站、研究堆、小堆等多种反应堆控制系统。

自主化的核电站数字化仪控系统有助于中国核电技术实现整体出口。目前国内在运核电站中大部分的DCS系统依赖于国外进口,核级DCS系统和核主泵的自主化短板常被喻为中国核电行业的"神经病"和"心脏病"。"龙鳞系统"的问世将改变上述格局。

如果将核电站比作人体,核电站数字化仪控系统(下称"DCS")相当于人的中枢神经系统。在神经系统健康运行的时候,通过处理、分析各神经元接收的外界信号,控制身体做出应有的肢体反应。 DCS控制着核电站近300多个系统、近万套设备,是核电站四大关键设备之一。

核电DCS通常分为两部分,其中的非核级部分,和常规发电厂的控制系统一样,主要是在电站正常运行时的监视和控制。核级DCS的作用则是在发生事故时紧急"刹车",实现事故工况下反应堆安全停堆、专设安全设施驱动等功能,限制或减轻事故后果,保障反应堆及人员安全,是确保核电站安全运行的最关键部分。

中国核电行业发展30多年以来,核电站的国产化率从1%提升到85%-90%。由于安全等级高、技术复杂等原因,相比于其他设备,核电站仪控系统是较晚实现国产化的关键零部件。

DCS集计算机、控制、通讯等多门类学科于一身,是非常庞大而复杂的系统。用于核电厂的安全级DCS技术要求则更高,受到一系列核安全法规、标准的约束。"龙鳞系统"由中核集团直属核心研发单位中国核动力研究设计院(下称核动力院)研发。核动力院是中国唯一集核反应堆工程研究、设计、试验、运行和小批量生产为一体的大型综合性科研基地。

2017年11月,"龙鳞"安全级DCS模拟件经过严苛的鉴定试验考验和国防科工局的审查,取得军工核安全设备制造许可证。今年11月,经过严苛的鉴定试验考验和国家核安全局的审查,"龙鳞系统"取得《民用核安全设备设计和制造许可证》,由此获得国内民用核电厂安全级DCS设备供货"牌照"。

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核动力院"华龙一号"工程样机测试区 (图片 : 澎湃新闻)

核动力院核动力仪控工程中心主任、"龙鳞系统"平台研发项目经理吴志强对包括澎湃新闻在内的媒体表示,"龙鳞系统"包括主控制站、安全显示站、网关站、工程师站等,目前在软件和系统集成方面已经实现100%的国产化,不存在任何黑盒子和出口限制。

据澎湃新闻了解,"龙鳞系统"已于2016年9月在方家山核电KRS改造项目上成功投运及验收,目前运行良好。除此之外,该系统已获得两个工程订单,并将应用于后续自主三代核电"华龙一号"项目。

发布会当天,核动力院设计所所长助理刘艳阳对澎湃新闻称,"龙鳞"项目随中核集团"华龙一号"核电技术的立项而立项,继承了军用安全级平台和"华龙一号"先进堆芯测量系统等安全级设备的核心技术。研发团队梳理了欧标、美标和国标三大套标准,与国外类似产品相比,"龙鳞系统"在设计、验证、试验鉴定等各个环节符合了最全面且最严格的国际和国内标准要求,核安全级DCS系统在实现国产化后的成本优势明显。

据刘艳阳介绍,"龙鳞"的核心竞争力在于可靠性:采用先进可靠的信息安全技术,通信误码率低至10的负11次方,领先国际标准一个量级。通过1.4倍裕度地震鉴定试验,反应谱最大加速度超过10g,超过八级地震烈度,属于业内最高标准。"在产品鉴定上,我们设置了高温、高湿、电磁干扰等各种严酷环境,抗震性能预估了今后使用场合可能遇到的最大地震概率。"此外,"龙鳞"具备完全自主知识产权的安全操作系统,通过软件V&V(验证与确认)和第三方独立测试,有利于之后的程序迭代。

澎湃新闻