對話(huà)廣利核系統工程股份有限公司總工程師朱毅明先生
2005年至2009年,前后不到四年的時(shí)間,中國核電的發(fā)展已引起了世界各國的矚目。用國家能源局李冶司長(cháng)的話(huà)說(shuō),中國在這次世界核電能源的復興中起了個(gè)大早并且出手快,占了核電崛起的先機。出于中國核電發(fā)展的速度和回應業(yè)內的呼聲,國家能源局正在修改核電發(fā)展的中長(cháng)期規劃。那么我國核電行業(yè)的整體發(fā)展現狀如何?核電自主化程度怎樣?核電的健康發(fā)展還有哪些亟待解決的問(wèn)題?核電自動(dòng)控制系統發(fā)展到何種程度……帶著(zhù)網(wǎng)友們這些關(guān)心的問(wèn)題,控制網(wǎng)記者采訪(fǎng)了北京廣利核系統工程股份有限公司的總工程師朱毅明先生。
控制網(wǎng):由于近兩年國家政策對核電發(fā)展的支持,核電已經(jīng)成為當前中國發(fā)展最快的行業(yè)之一,能否請您為我們分析一下我國核電行業(yè)整體的發(fā)展現狀?
朱毅明:我國核電行業(yè)經(jīng)過(guò)近三十年的發(fā)展,在核電站運營(yíng)、設計和設備制造都取得了顯著(zhù)的成績(jì)。近三年以來(lái),核電建設速度明顯加快,通過(guò)和審批中的項目包括采用60萬(wàn)千瓦機組的秦山二期擴建和海南昌江項目,采用二代改進(jìn)型壓水堆的嶺澳二期、紅沿河、方家山、福清、寧德、陽(yáng)江項目等等,采用三代AP1000技術(shù)的三門(mén)和海陽(yáng)項目,采用三代EPR技術(shù)的臺山項目,還有采用高溫氣冷堆的石島灣項目等等。除此之外還有不少項目已經(jīng)開(kāi)展前期工作,在近幾年可能會(huì )陸續獲得批準。如此之多的核電站同時(shí)動(dòng)工,對設計、制造和運營(yíng)方面各種資源的需求量快速上升,這對工程設計單位和設備制造廠(chǎng)而言即是機會(huì )也是挑戰,人力資源和制造能力方面的限制是擺在核電行業(yè)面前的不可忽視的難題。
控制網(wǎng): 您作為核工業(yè)儀控系統方面的專(zhuān)家,請為我們談?wù)勀壳拔覈穗妰x控技術(shù)發(fā)展的情況,與國外先進(jìn)技術(shù)還存在哪些差距?
朱毅明:核電儀控技術(shù)實(shí)際上可以分為兩代產(chǎn)品,基于模擬電路和繼電器邏輯的第一代產(chǎn)品和基于CPU處理器和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的第二代產(chǎn)品。由于在上世紀八十年代末期開(kāi)始的核電大蕭條,近二十年全球范圍新建的核電機組數量較少,核電儀控的市場(chǎng)萎縮,不少中小廠(chǎng)家紛紛轉行或倒閉,僅有少數大公司還在繼續研發(fā)新產(chǎn)品,但應用較少,所以目前在役核電站的儀控系統大量采用數字技術(shù)的屈指可數,大多是在局部改造項目中采用數字化儀控系統。由于核電對安全的要求較高,按照國家法規和標準,依據儀控系統實(shí)現功能對于核電站安全的貢獻對儀控系統分類(lèi),簡(jiǎn)單的劃分可以分為安全重要和非安全兩個(gè)級別。非安全級儀控系統主要包括主控室監控、數據測量和過(guò)程控制系統等等,安全級儀控系統主要包括反應堆保護和專(zhuān)設安全設施控制等等。核電站還有一部分專(zhuān)用儀控系統,例如堆內測量系統、輻射監測系統等等。國產(chǎn)核電儀控產(chǎn)品首先在秦山一期項目上開(kāi)始使用,在后續的出口巴基斯坦項目也大量采用了國產(chǎn)儀控產(chǎn)品,不少?lài)鴥痊F在的核電儀控供應商都是在那個(gè)時(shí)期進(jìn)入核電領(lǐng)域的。在秦山二期項目中也大量采用國產(chǎn)儀控產(chǎn)品。由于我國核電儀控技術(shù)起步較晚,又正趕上世界性的核電大蕭條時(shí)期,反而對我國核電儀控提供了追趕世界先進(jìn)水平的機會(huì )。利用電子和信息技術(shù)的快速發(fā)展,部分國產(chǎn)核電儀控設備可以跳過(guò)第一代模擬技術(shù),直接采用第二代的數字化技術(shù),同時(shí)利用國外核電儀控技術(shù)發(fā)展的停滯,加速發(fā)展。經(jīng)過(guò)二十年中國核電儀控行業(yè)的努力,在非安全級儀控系統方面基本達到國外先進(jìn)水平,可以替代進(jìn)口產(chǎn)品,在安全級儀控方面,目前可以提供第一代模擬技術(shù)產(chǎn)品,第二代數字化產(chǎn)品尚在研發(fā)過(guò)程中,核電專(zhuān)用儀控系統在特殊傳感器、儀表和執行器研制方面也有較大的進(jìn)展,可以部分替代進(jìn)口產(chǎn)品。
控制網(wǎng): 隨著(zhù)核電技術(shù)的第一代發(fā)展到現在的第三代,這個(gè)歷程中,電氣儀控技術(shù)發(fā)生了哪些變化?(可以單從核電領(lǐng)域中的電氣儀控技術(shù)應用來(lái)談)
朱毅明:核電技術(shù)從第一代發(fā)展到第三代,反應堆的固有安全性一代比一代提高。第一代反應堆屬于原型堆,基本都已經(jīng)退役或接近退役,目前世界范圍內的主力機組是第二代反應堆,第三代反應堆一般被定義為滿(mǎn)足美國核電用戶(hù)要求文件(URD)和歐洲核電用戶(hù)要求文件(EUR)的堆型,AP1000、EPR和ABWR都可算作第三代,目前投運的只有ABWR,AP1000和EPR均在建設過(guò)程中。早期建設的第二代反應堆采用完全采用模擬儀控系統,中期建設的機組控制和保護一般采用模擬系統,數據采集顯示(DAS)系統一般采用小型機為基礎的數字系統,在近期開(kāi)工的二代改進(jìn)型機組,例如田灣、嶺澳二期、紅沿河、福清等核電項目,主控室、控制和保護系統均采用數字化技術(shù);第三代反應堆主控室、控制和保護系統全部采用數字化儀控技術(shù),與近期開(kāi)工的二代改進(jìn)型相同,實(shí)際上由于三代堆的固有安全性提高,三代堆的控制和保護系統復雜程度不比二代改進(jìn)型高。
控制網(wǎng): 據了解,雖然我國發(fā)展核電的潛力很大,但核電的可持續發(fā)展仍面臨一些問(wèn)題,您認為核電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展亟待解決的問(wèn)題是什么?
朱毅明:我國核電產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷大起大落的過(guò)程,這對整個(gè)行業(yè)的形成和成長(cháng)都存在不利的影響。目前核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決一個(gè)主要問(wèn)題是持續發(fā)展能力?,F在一個(gè)不好的趨勢是在項目進(jìn)度的壓力下重工程,輕基礎研究和自主產(chǎn)品研發(fā),一些國內單位熱衷于引進(jìn),對于引進(jìn)的技術(shù)只知其然,不知其所以然,設計和制造大多停留在拷貝復制的水平,消化和吸收都沒(méi)有做到位,其結果就是引進(jìn)-落后-再引進(jìn)。另一個(gè)問(wèn)題是有限的資源與快速發(fā)展的矛盾,其中人力資源問(wèn)題更為嚴重。由于核電項目周期長(cháng),一般從籌建到商運至少6-8年時(shí)間,以DCS為例,從簽訂合同到調試完成至少3年,由于以前的核電項目較少,有完整項目經(jīng)驗的工程師數量有限,人力資源特別是高級工程技術(shù)和項目管理人員缺乏是國內核電行業(yè)的普遍性問(wèn)題。
控制網(wǎng): 近幾年國家大力支持核電裝備自主化,我國核電站數字化儀控系統目前在自主化方面發(fā)展情況如何?
朱毅明:我國核電站數字化儀控系統在非安全級DCS和一些專(zhuān)用儀控系統方面已經(jīng)可以替代進(jìn)口產(chǎn)品。北京廣利核公司在中廣核集團的大力支持下承擔向紅沿河和寧德提供全套的DCS系統非安全部分的任務(wù),這是具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)核電數字化控制系統首次在百萬(wàn)千瓦核電站大范圍使用。中核集團和國家核電技術(shù)公司也各自成立了專(zhuān)業(yè)化的儀控公司,在不同程度上承擔儀控設備自主化的任務(wù)。具有自主知識產(chǎn)權的安全級數字化儀控系統的研發(fā)工作也在積極推進(jìn),爭取盡快上線(xiàn)。
控制網(wǎng):能否從技術(shù)、市場(chǎng)的角度分析一下核電儀控系統的未來(lái)發(fā)展趨勢?
朱毅明:數字化和網(wǎng)絡(luò )化是核電儀控系統技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢。核電行業(yè)相對常規電力行業(yè)對于技術(shù)是比較保守的,常規電力行業(yè)實(shí)現儀控系統數字化和網(wǎng)絡(luò )化已經(jīng)超過(guò)20年,這些技術(shù)已經(jīng)證明是安全可靠的,是可以應用于核電行業(yè)。目前核電儀控行業(yè)的門(mén)檻是比較高的,特別是安全級儀控,屬于國外廠(chǎng)家寡頭壟斷,未能形成有效競爭局面;非安全級儀控在一定程度上具備競爭的條件,今后非安全級儀控市場(chǎng)競爭會(huì )進(jìn)一步加劇,但對于整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展是有利的。