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不再受制于人 国产核级DCS对核电建设意义重大

企业风向标中国仪表网2014年09月10日 15:42人气:5916


  【中国仪表网 企业风向标】仪控系统(DCS系统)是核电站重大关键性成套设备之一,扮演着核电站“神经中枢”的角色,对保证核电站安全、可靠及稳定运行发挥着重要作用。随着我国核电建设进入集约化、标准化、规模化的新阶段,具有自主知识产权的国产DCS系统的工程应用对我国核电项目的建设意义重大。
  
  2013年11月14日,“国家能源核电站数字化仪控系统研发中心”落户单位——北京广利核系统工程有限公司(以下简称“广利核”)完成阳江核电5、6号机组核级DCS工程样机系统设计,标志着我国自主研发的核级DCS系统正式进入工程应用阶段,我国成为继美国、法国、日本后第四个掌握该技术的国家,而广利核也成为继美国西屋、英维斯、法国阿海珐、日本三菱之后,全球第五家掌握自主知识产权核级DCS的企业。
  
  就国产DCS系统能否满足我国核电建设的要求、如何应对核电技术升级等问题,中国广核集团(以下简称“中广核”)下属的广利核公司总经理江国进有话要说。
  
  不再受制于人
  
  DCS系统是核电重大成套设备之一,如何理解其国产化和自主化的意义?
  
  江国进:对于DCS来说最重要的是要掌握核心技术、打破国外垄断,其国产化尤其是自主化的意义主要在于三点:第一,能使核电工程进度尤其是调试期进度的调控完全掌握在核电工程公司和业主手上,不受制于人;第二,进一步保障信息和网络安全;第三,能够降低核电建设和运维成本,国内在役核电机组的DCS基本都从国外进口,价格昂贵,而国产核电DCS系统在性价比上有很大优势。仪控产品更新换代较快,如果过于依赖进口,后续备品备件以及运维服务难免存在问题。因此,核电DCS实现自主化、国产化,对我国核电的批量化建设有着非常实际的经济和社会意义。
  
  广利核参与了中广核多个核电机组的建设,在这一过程中主要起到了哪些作用?
  
  江国进:广利核承担了中广核红沿河、宁德、阳江、防城港项目共14台CPR1000机组非核级DCS的供货,目前已经完成13台机组DCS设备的交付,迄今为止没有一台机组因为DCS项目造成延误,其中5台机组已经顺利商运。通过参与这14台CPR1000机组的建设,广利核率先在国内实现了非核级DCS的100%自主化和国产化,并不断增加核级DCS部分的工作内容,使得项目的DCS综合国产化率稳定提升。目前,广利核还承担着中广核阳江5、6号机组和华能山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程的全厂DCS供货任务,待这两个核电项目商运时,将实现核电DCS(包括核级和非核级)100%自主化和国产化的目标。
  
  除了设备的如期交付,核电DCS系统的稳定可用更是对机组顺利商运的有力保障。自主DCS设备的可靠性和稳定性在项目执行中得到了充分验证,能够满足各个系统的调试需求,而且与国外同类设备相比,自主DCS系统在数字化操作规程、报警管理和显示、流程图画面等软件功能以及硬件性能方面更贴近电厂用户需求。
  
  DCS国产化和自主化对项目运作管理体系的依托是否很重要?
  
  江国进:是的。通过14台CPR1000机组的批量化建设,中广核“尝到了DCS国产化的甜头”,而广利核则“积累了DCS自主化的经验”,这中间发挥关键作用的正是中广核(包括其下属的工程公司、设计公司、各业主公司以及广利核)在DCS方面形成的一整套行之有效的项目运作和管理体系。在这套体系中,广利核很好地担负起了非核级DCS设备供应商的角色,并且充当了核级DCS测试装配、系统设计、应用V&V的主力军,才有机会为中广核规模化、批量化建设核电发挥作用。正是由于工程公司秉承AE理念,在项目管理上实现了一体化运作,才能凭借更加贴合实际的计划统筹和优化的资源配置,大幅提升协作效率,加快现场问题响应和解决的速度,保证了中广核5台CPR1000机组的成功商运和其他几台机组的顺利推进。
  
  可面向所有堆型
  
  核电技术不断升级,三代技术将成主力。核电DCS系统是否也需要更新换代?
  
  江国进:核电站不同“代”的划分主要依据为核蒸汽供应系统(NSSS)设计技术及特征,由于仪控系统不影响NSSS系统整体设计,因此仪控系统的发展并不严格与核电站的“代”同步。例如,三代核电站的一个重要特征是采用全数字化仪控系统,但实际上目前新建二代/二代改进型核电站基本上也已经实现了全数字化仪控系统设计,原来采用模拟技术的在运核电站,通过设备改造也在逐步实现仪控系统的数字化。
  
  随着核电DCS技术的成熟以及在核电站的逐步应用,目前世界各主要数字化仪控厂商均采用了“通用平台 应用开发”的模式,即以通用的数字化仪控产品平台为基础,结合特定电站的需求进行工程应用开发,从而实现向实际电站进行供货。基于通用平台的数字化仪控系统可以在不同“代”、不同堆型的核电站中应用。
  
  DCS产品对三代核电的通用性如何?
  
  江国进:广利核公司已经通过新机组建设和在役机组改造实现了非核级DCS平台在M310、CPR1000、CNP600、ACPR1000等多种堆型上的应用覆盖,成功实现了自主化核级DCS平台FirmSys(和睦系统)在M310、CPR1000核电机组中部分核级仪控系统改造项目上的实际供货,完成了ACPR1000(阳江核电站5、6号机组)及石岛湾高温气冷堆核电站示范工程核级控制保护系统的工程设计,正在开展样机鉴定工作,依托国家重大专项,完成了FirmSys在AP1000、EPR等核电机组的应用解决方案研究,已经具备向第三代先进压水堆核电站提供反应堆保护系统的能力。
  
  人才技术仍需储备
  
  在核电项目的建设投产中,广利核的DCS研发制造遇到过哪些困难?
  
  江国进:核电DCS是一项技术密集型的复杂系统工程,其核心技术长期为国外所垄断并设置了众多技术壁垒,要实现DCS尤其是核级DCS的完全自主化和国产化,真正掌握其核心技术,只能通过自己的努力。
  
  过去数年的时间里,广利核充分利用在快堆、CPR1000堆型等实际工程项目中积累的经验,精心制定产品研发计划,同时依托国家重大专项的课题研究,通过与行业专家、业主单位合作,积极与国家监管机构沟通等多种方式,攻克了安全级网络通信、算法软件编译工具、系统鉴定等诸多关键技术。当然,在这里也希望国家在政策层面能够继续加强在核电DCS研发方面的支持力度。
  
  从行业角度来看,当前国内核电DCS发展面临的主要挑战是什么?
  
  江国进:随着国内核电市场的扩大,整个行业对人才的需求日益激增。而核电人才的培养通常都有一个较长的周期,需要经过实际项目的锻炼才能真正独挡一面,尤其是数字化仪控领域的起步较其它核电装备行业更晚,人才尤为稀缺和宝贵,不下力气狠抓骨干人才队伍的培养和留用,将会对国内核电DCS产品的研发和企业的发展带来很大的影响。
  
  另外,DCS产品的元器件更新换代较快,要保证系统和设备的稳定运行,需要实现以基地为中心的理念转变,建立一个快速的备品备件和服务响应机制。随着数字技术的不断发展,我们还应当注重新技术的储备,研发更加可靠、性价比更优的产品,最大程度地满足核电工程现场应用的需要。
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