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      活動鏈接：2012年控制網(wǎng)技術(shù)專題---控制系統(tǒng)新時代   

                    
   呂冬寶

   研究員級高級工程師，畢業(yè)于西安交通大學(xué)反應(yīng)堆控制專業(yè)，現(xiàn)任中國核電工程有限公司副總工程師，主要研究方向為儀表控制。長期從事核電廠儀表和控制系統(tǒng)的設(shè)計研究，熟悉數(shù)字化安全系統(tǒng)及一般通用控制系統(tǒng)。

   自2011年3月11日日本福島核電站發(fā)生重大泄漏事故之后，核安全問題便成為世界關(guān)注的焦點，許多國家甚至出現(xiàn)了“談核色變”的現(xiàn)象。也因為此，隨著國務(wù)院核電“國四條”的出臺，我國一度發(fā)展勢如破竹的核電項目暫停了審批，開始全面安全檢查，加強(qiáng)核電運行和建設(shè)管理。

   在這一年多的時間里，關(guān)于核電在中國未來前景的討論從未間斷過，但有專家分析，調(diào)整放緩應(yīng)該是暫時的，我國發(fā)展核電基本方針沒有改變。核電在我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、應(yīng)對氣候變化、保障能源安全方面具有不可替代的作用，是我國新能源戰(zhàn)略不可或缺的、重要的組成部分。因此，對我國核電“十二五”后幾年以及中長期的發(fā)展前景應(yīng)該是樂觀的。

   事實也證明確實如此。

   隨著《國家民用核設(shè)施綜合安全檢查報告》和《國家核安全與放射性污染防治中長期規(guī)劃》兩份文件向社會公開征求意見，中國核電工程有限公司副總工程師呂冬寶認(rèn)為，恢復(fù)核電新項目審批已不存在原則性障礙。

   核電技術(shù)不斷提升

   中國自1985年開工建設(shè)第一座核電站──秦山一期核電站至今，核電事業(yè)已經(jīng)歷了近30年的發(fā)展，這其中，從一代到二代，再到第三代，核電技術(shù)在不斷升級中。與此同時，發(fā)展中的核電技術(shù)也對控制系統(tǒng)提出了越來越高的要求。

   呂冬寶表示，在控制系統(tǒng)方面，現(xiàn)在核電站對設(shè)備的鑒定要求更加嚴(yán)格，強(qiáng)調(diào)電磁兼容要求和嚴(yán)重事故工況后的設(shè)備可用性；強(qiáng)調(diào)在嚴(yán)重事故工況下儀控系統(tǒng)的監(jiān)控能力和措施；強(qiáng)調(diào)設(shè)計過程中的第三方評定和可靠性分析的工作；信息安全問題日益得到重視。同時， 如現(xiàn)場總線，遠(yuǎn)程I/O等新技術(shù)在核電廠開始得到比較廣泛的應(yīng)用。

   他進(jìn)一步補(bǔ)充：“這些要求并不是第三代核電技術(shù)本身特有的要求，而是隨著工控領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展而帶來的必然結(jié)果，比如：數(shù)字化儀控系統(tǒng)的應(yīng)用、現(xiàn)場總線和遠(yuǎn)程I/O的應(yīng)用、工控領(lǐng)域信息安全等。即便是二代改進(jìn)型核電站目前也已經(jīng)應(yīng)用了這些技術(shù)。”

   核電控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化

   可靠、先進(jìn)的DCS設(shè)備本身是儀控系統(tǒng)數(shù)字化的基礎(chǔ)，也是數(shù)字化儀控系統(tǒng)實現(xiàn)國產(chǎn)化的基礎(chǔ)。核電用DCS設(shè)備分為兩類，一類是通用DCS設(shè)備，從設(shè)備可靠性角度來講，其要求是滿足一般的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與電力、石化等行業(yè)采用的DCS設(shè)備要求基本一致。呂冬寶表示，目前階段，非安全級DCS已經(jīng)能夠完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，如和利時公司的HOLLYIAS，北京中核東方控制系統(tǒng)工程有限公司的NICSYS，都具備了在核電廠非安全級控制系統(tǒng)上的應(yīng)用能力。

   另一類是核電專用的DCS產(chǎn)品，這也是我們通常所說的核級DCS（安全系統(tǒng)平臺），核級DCS產(chǎn)品其軟硬件本身的制造開發(fā)過程不僅必須滿足一般的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還要滿足核安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。據(jù)呂冬寶介紹，相對非安全級DCS而言，安全級DCS技術(shù)門檻高，研發(fā)成本高。但可喜的是，目前國內(nèi)幾家主要的核電DCS生產(chǎn)集成商都在積極開展這方面的研發(fā)工作，北京廣利核工程有限公司的保護(hù)系統(tǒng)平臺研制已經(jīng)取得了階段性的成果。北京中核東方控制系統(tǒng)工程有限公司和國核自儀系統(tǒng)工程有限公司的自主研發(fā)工作也正在深入開展。

   控制系統(tǒng)為電廠的安全運行提供多層次的縱深防御

  我國核電站采取縱深防御策略，正常運行的時候有一套控制系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)事故，反應(yīng)堆會停止運行，然后有其它安全系統(tǒng)來進(jìn)行保護(hù)。第一道防線假如失利了還有第二道、第三道防線保護(hù)它的安全。呂冬寶認(rèn)為，控制系統(tǒng)為電廠的安全運行提供多層次的縱深防御，能夠在核電站正常運行、預(yù)期運行事件、事故以及事故后工況下對工藝過程進(jìn)行監(jiān)督控制，保證核安全和輻射安全、電力的可靠生產(chǎn)以及生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)性。在超設(shè)計基準(zhǔn)事故和嚴(yán)重事故工況下能夠為嚴(yán)重事故緩解提供必要的監(jiān)控功能。

   儀控系統(tǒng)采用一體化的計算機(jī)控制，其控制和監(jiān)測功能覆蓋了核電廠的所有過程系統(tǒng)，執(zhí)行相應(yīng)的監(jiān)督功能和控制保護(hù)功能。

   其中，信息監(jiān)督功能包括：運行狀態(tài)監(jiān)測和診斷、機(jī)組安全相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測、對機(jī)組停堆、事故和事故后的監(jiān)測、對運行操作人員的支持。控制保護(hù)功能包括：正常運行時主要進(jìn)行工藝過程的控制，保證電廠運行的經(jīng)濟(jì)性；維持運行參數(shù)在設(shè)計規(guī)定的范圍內(nèi)；異常運行時進(jìn)行過程控制和限制，使運行參數(shù)返回到正常值；并適時觸發(fā)必要的保護(hù)限制動作，保護(hù)安全屏障，維持和限制運行參數(shù)在設(shè)計邊界范圍內(nèi)；在設(shè)計基準(zhǔn)事故（DBA）工況下進(jìn)行停堆、停機(jī)；啟動必要的專設(shè)安全設(shè)施，保護(hù)安全屏障，維持和限制運行參數(shù)在最大設(shè)計邊界范圍內(nèi)；在超設(shè)計基準(zhǔn)事故（BDBA）和嚴(yán)重事故工況下，進(jìn)行必要監(jiān)督、啟動和控制緩解措施，保障安全殼系統(tǒng)的完整性，防止和減緩放射性釋放。

   呂冬寶補(bǔ)充道，保護(hù)系統(tǒng)是保證電廠安全的重要安全系統(tǒng)，保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計采用了多重冗余，防止共因故障，多樣性，故障安全等設(shè)計準(zhǔn)則，設(shè)備經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量鑒定，軟件設(shè)計經(jīng)過完整的獨立V&V，并在電廠運行階段能夠進(jìn)行定期試驗，保證了系統(tǒng)的高可靠性。

   盡管經(jīng)歷了1年多的調(diào)整期，新項目暫時受到延緩，但無論從在建核電機(jī)組規(guī)模和核電發(fā)電能力增長趨勢來看，還是從保障能力提升和科技研發(fā)投入方面看，我國核電仍然保持了較為強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢。在建工程按計劃向前推進(jìn)，不久的將來，隨著在建機(jī)組陸續(xù)建成投產(chǎn)，我國運行核電機(jī)組將達(dá)到41臺。《核安全規(guī)劃》里明確提出，“十二五”期間，核電重點項目投資需求約798億元。中國的核電事業(yè)在經(jīng)歷了近一年的“冬眠”，或?qū)⒂瓉戆蝗淮阂狻?br />
   摘自《自動化博覽》2012年第九期