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核电站数字化仪控系统国产化取得突破

行业聚焦点中国仪表网2010年12月22日 08:56人气:5163

  控制系统一直是我国成套装备国产化的薄弱环节,我国装备被称为犯有“心脏病”、“神经病”。核电站数字化仪控系统由于安全性、可靠性要求极高,是整个核电站神经中枢,是核电装备国产化最重要、最困难的部分。整个系统可分为核安全级和非安全级两部分。非安全级部分负责机组在运行状态下的自动控制和监控操作;安全级部分负责在事故工况下的保护和事故缓解功能,其中最核心部分是反应保护系统。由于其技术含量高、研制周期长和可靠性要求严格,长期以来一直被西屋、西门子、三菱等少数国外厂商垄断,一套百万千瓦核电站数字化仪控系统售价达1亿欧元(一套百万千瓦火电机组仪控系统仅需1000万元人民币)。
  
  为突破这一核心技术,国家能源局组织企业和科研机构,全力突破数字化仪控领域的技术瓶颈,打破国外垄断,通过自主创新填补国内空白,取得明显进展:
  
  1.核电站非安全级数字化仪控系统已经完全实现自主化。由于国外技术出口限制和禁运,1993年,电子部六所工业自动化事业部承担巴基斯坦恰希玛核电站一期工程电站计算机系统,核电站非安全数字化仪控系统国产化开始起步。1997年,北京和利时公司(由电子部六所组建的股份制企业)承担秦山二期核电站KIT/KPS(电站集中数据处理和安全监督盘系统)和常规岛DCS系统。2007年,国家发改委促成中广核集团与和利时公司合资兴办广利核公司,签订红沿河1-4号和宁德1-2号机组全厂范围非安全级DCS供货合同。广利核公司在北京高技术开发区建成2.2万平米的新厂区,专门生产核电站控制系统,国家能源局从科技专项中给予资金支持。经过13年的不懈努力,我国最终自主掌握了核电站非安全级DCS系统的核心技术,打破了国外少数企业的技术垄断,实现了全面的国产化。
  
  2.核安全级数字化控制平台研制取得突破性进展。由于国外技术出口限制和禁运,2004年,中国实验快堆最终选择北京和利时公司提供数字化安全监测装置,这个装置是反应堆保护系统的一个重要组成部分,完成过程数据采集和阈值比较输出的功能。在中国实验快堆数字化安全监测装置研制的技术基础上,国家能源局依托北京广利核系统工程有限公司组建了国家能源核电站数字化仪控系统研发中心,启动了核安全级数字化仪控系统的开发。2010年10月24日,国家能源核电站数字化仪控系统研发中心发布了原理样机阶段的研制成果。该研制成果具有完整自主知识产权,设计和开发严格遵循核安全法规和标准的相关要求,实现了基本的核安全级数字化控制系统功能,系统响应时间等关键指标达到预期的要求。通过后续的产品化设计和应用技术研究,预期在2012年开始CPR1000二代改进型压水堆反应堆保护系统的实际应用。该研制成果可以进一步延展应用于AP1000、EPR等第三代先进压水堆和高温气冷堆、快中子堆等第四代核反应堆,同时也可以应用于国防工业。
  
  3.开始布局“走出去”,积极开拓国外市场。广利核公司在2008~2009年期间,完成了大亚湾核电站1-2号机组的KIT/KPS系统更新改造,用具有自主知识产权的国产DCS系统替代了原来法国进口系统。在法国,目前法国电力公司(EDF)有数十台与大亚湾1-2号机组相似的M310系列机组在运行,这些机组的KIT/KPS系统均是模拟式控制系统,大大落后于现在的数字式控制系统,并已经接近寿命末期,急需进行升级改造。广利核公司的KIT/KPS系统不但性能和功能超出原系统,而且在价格上极具竞争力。目前正在积极跟踪法国EDF的电站仪控系统改造进程并与EDF达成合作意向,争取进入发达国家核电仪控市场。此外,广利核公司在中广核集团的支持下,正积极开拓南非等新兴工业化国家的核电市场,以不低于国际同等先进水平的自主技术和产品参与国外市场竞标。
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