活動(dòng)鏈接：2012年控制網(wǎng)技術(shù)專(zhuān)題---控制系統新時(shí)代   

                    
   呂冬寶

   研究員級高級工程師，畢業(yè)于西安交通大學(xué)反應堆控制專(zhuān)業(yè)，現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(cháng)期從事核電廠(chǎng)儀表和控制系統的設計研究，熟悉數字化安全系統及一般通用控制系統。

   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(wèn)題便成為世界關(guān)注的焦點(diǎn)，許多國家甚至出現了“談核色變”的現象。也因為此，隨著(zhù)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(kāi)始全面安全檢查，加強核電運行和建設管理。

   在這一年多的時(shí)間里，關(guān)于核電在中國未來(lái)前景的討論從未間斷過(guò)，但有專(zhuān)家分析，調整放緩應該是暫時(shí)的，我國發(fā)展核電基本方針沒(méi)有改變。核電在我國能源結構調整、應對氣候變化、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(cháng)期的發(fā)展前景應該是樂(lè )觀(guān)的。

   事實(shí)也證明確實(shí)如此。

   隨著(zhù)《國家民用核設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(cháng)期規劃》兩份文件向社會(huì )公開(kāi)征求意見(jiàn)，中國核電工程有限公司副總工程師呂冬寶認為，恢復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(kāi)工建設第一座核電站──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(shí)，發(fā)展中的核電技術(shù)也對控制系統提出了越來(lái)越高的要求。

   呂冬寶表示，在控制系統方面，現在核電站對設備的鑒定要求更加嚴格，強調電磁兼容要求和嚴重事故工況后的設備可用性；強調在嚴重事故工況下儀控系統的監控能力和措施；強調設計過(guò)程中的第三方評定和可靠性分析的工作；信息安全問(wèn)題日益得到重視。同時(shí)， 如現場(chǎng)總線(xiàn)，遠程I/O等新技術(shù)在核電廠(chǎng)開(kāi)始得到比較廣泛的應用。

   他進(jìn)一步補充：“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(zhù)工控領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展而帶來(lái)的必然結果，比如：數字化儀控系統的應用、現場(chǎng)總線(xiàn)和遠程I/O的應用、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)應用了這些技術(shù)。”

   核電控制系統的國產(chǎn)化

   可靠、先進(jìn)的DCS設備本身是儀控系統數字化的基礎，也是數字化儀控系統實(shí)現國產(chǎn)化的基礎。核電用DCS設備分為兩類(lèi)，一類(lèi)是通用DCS設備，從設備可靠性角度來(lái)講，其要求是滿(mǎn)足一般的工業(yè)標準，與電力、石化等行業(yè)采用的DCS設備要求基本一致。呂冬寶表示，目前階段，非安全級DCS已經(jīng)能夠完全實(shí)現國產(chǎn)化，如和利時(shí)公司的HOLLYIAS，北京中核東方控制系統工程有限公司的NICSYS，都具備了在核電廠(chǎng)非安全級控制系統上的應用能力。

   另一類(lèi)是核電專(zhuān)用的DCS產(chǎn)品，這也是我們通常所說(shuō)的核級DCS（安全系統平臺），核級DCS產(chǎn)品其軟硬件本身的制造開(kāi)發(fā)過(guò)程不僅必須滿(mǎn)足一般的工業(yè)標準，還要滿(mǎn)足核安全相關(guān)的標準和法規。據呂冬寶介紹，相對非安全級DCS而言，安全級DCS技術(shù)門(mén)檻高，研發(fā)成本高。但可喜的是，目前國內幾家主要的核電DCS生產(chǎn)集成商都在積極開(kāi)展這方面的研發(fā)工作，北京廣利核工程有限公司的保護系統平臺研制已經(jīng)取得了階段性的成果。北京中核東方控制系統工程有限公司和國核自?xún)x系統工程有限公司的自主研發(fā)工作也正在深入開(kāi)展。

   控制系統為電廠(chǎng)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(shí)候有一套控制系統，一旦出現事故，反應堆會(huì )停止運行，然后有其它安全系統來(lái)進(jìn)行保護。第一道防線(xiàn)假如失利了還有第二道、第三道防線(xiàn)保護它的安全。呂冬寶認為，控制系統為電廠(chǎng)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、預期運行事件、事故以及事故后工況下對工藝過(guò)程進(jìn)行監督控制，保證核安全和輻射安全、電力的可靠生產(chǎn)以及生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟性。在超設計基準事故和嚴重事故工況下能夠為嚴重事故緩解提供必要的監控功能。

   儀控系統采用一體化的計算機控制，其控制和監測功能覆蓋了核電廠(chǎng)的所有過(guò)程系統，執行相應的監督功能和控制保護功能。

   其中，信息監督功能包括：運行狀態(tài)監測和診斷、機組安全相關(guān)參數的監測、對機組停堆、事故和事故后的監測、對運行操作人員的支持?？刂票Ｗo功能包括：正常運行時(shí)主要進(jìn)行工藝過(guò)程的控制，保證電廠(chǎng)運行的經(jīng)濟性；維持運行參數在設計規定的范圍內；異常運行時(shí)進(jìn)行過(guò)程控制和限制，使運行參數返回到正常值；并適時(shí)觸發(fā)必要的保護限制動(dòng)作，保護安全屏障，維持和限制運行參數在設計邊界范圍內；在設計基準事故（DBA）工況下進(jìn)行停堆、停機；啟動(dòng)必要的專(zhuān)設安全設施，保護安全屏障，維持和限制運行參數在最大設計邊界范圍內；在超設計基準事故（BDBA）和嚴重事故工況下，進(jìn)行必要監督、啟動(dòng)和控制緩解措施，保障安全殼系統的完整性，防止和減緩放射性釋放。

   呂冬寶補充道，保護系統是保證電廠(chǎng)安全的重要安全系統，保護系統的設計采用了多重冗余，防止共因故障，多樣性，故障安全等設計準則，設備經(jīng)過(guò)嚴格的質(zhì)量鑒定，軟件設計經(jīng)過(guò)完整的獨立V&V，并在電廠(chǎng)運行階段能夠進(jìn)行定期試驗，保證了系統的高可靠性。

   盡管經(jīng)歷了1年多的調整期，新項目暫時(shí)受到延緩，但無(wú)論從在建核電機組規模和核電發(fā)電能力增長(cháng)趨勢來(lái)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(lái)，隨著(zhù)在建機組陸續建成投產(chǎn)，我國運行核電機組將達到41臺?！逗税踩巹潯防锩鞔_提出，“十二五”期間，核電重點(diǎn)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”，或將迎來(lái)盎然春意。

   摘自《自動(dòng)化博覽》2012年第九期