核電站數(shù)字化控制系統(tǒng),為核安全保駕護(hù)航
——專訪中核控制系統(tǒng)工程有限公司總經(jīng)理唐意
唐意:1963年5月出生,研究員級(jí)高級(jí)工程師,清華大學(xué)EMBA,中核集團(tuán)中核控制系統(tǒng)工程有限公司總經(jīng)理,具有30多年的核儀控工程經(jīng)驗(yàn),承擔(dān)過(guò)多個(gè)大型核電儀控系統(tǒng)科研生產(chǎn)項(xiàng)目,并取得壓水堆核電站控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷方法專利。

唐意:其實(shí)核電儀控可以分為兩個(gè)方面來(lái)講:一是儀,主要是為了得到工藝參數(shù)而設(shè)置的一次檢測(cè)設(shè)備和系統(tǒng);二是控,主要是描述為了控制工藝參數(shù)而設(shè)置設(shè)備和系統(tǒng)。
在核電站數(shù)字化控制系統(tǒng)發(fā)展方面,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等飛速的發(fā)展,以及核安全對(duì)核電站的控制系統(tǒng)要求逐步提高,原來(lái)用的模擬控制設(shè)備在精度、可靠性、反應(yīng)速度等方面都存在瓶頸,而數(shù)字化控制系統(tǒng)在解決以上問(wèn)題時(shí)具備很大的優(yōu)勢(shì)。因此,核電站使用數(shù)字化控制系統(tǒng)是一個(gè)必然的趨勢(shì)。單從可靠性角度來(lái)講,模擬系統(tǒng)有一定優(yōu)勢(shì),因?yàn)槟M系統(tǒng)是靠硬件來(lái)實(shí)現(xiàn),而數(shù)字化控制系統(tǒng)是靠軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的,存在共模故障的風(fēng)險(xiǎn)。因此,雖然數(shù)字化控制系統(tǒng)在其他行業(yè)已經(jīng)趨于成熟,但由于核電站對(duì)安全性、可靠性有極高的要求,所以在核電技術(shù)上應(yīng)用是非常謹(jǐn)慎的。世界上首個(gè)運(yùn)用全數(shù)字化控制系統(tǒng)的核電站在我國(guó)田灣核電站實(shí)現(xiàn),幾年來(lái)的安全成功運(yùn)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn)也給我們帶來(lái)了很多經(jīng)驗(yàn)和幫助。但我國(guó)的數(shù)字化控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在核電的應(yīng)用與歐美相比還是有些差距,原因也是多方面的。
核儀表方面,尤其是核探測(cè)器方面,我們的技術(shù)并不落后,這都得益于中國(guó)在原型堆,軍工堆等方面的建設(shè)。1991年12月,我國(guó)大陸首臺(tái)核電站在秦山并網(wǎng)發(fā)電,標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)核電儀表和控制系統(tǒng)步入了一個(gè)發(fā)展期。隨著相關(guān)法規(guī)的建立健全,國(guó)內(nèi)制造企業(yè)從變送器到核探測(cè)儀器儀表等逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。掌握了核心技術(shù),打破國(guó)外壟斷,國(guó)家相關(guān)政府部門(mén)積極組織企業(yè)和科研院所合力攻關(guān),包括中核集團(tuán)也是。
唐意:中核控制系統(tǒng)工程有限公司(簡(jiǎn)稱中核控制)是由北京中核東方控制系統(tǒng)工程公司和中核北京核儀器廠進(jìn)行戰(zhàn)略重組的公司,專業(yè)從事控制系統(tǒng)、專用儀控、探測(cè)器、核儀器的研發(fā)生產(chǎn),是目前在我國(guó)核電儀控行業(yè)中擁有全系列核儀控產(chǎn)品體系的專業(yè)供應(yīng)商。
如果單從核電站控制系統(tǒng)方面來(lái)講,北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司和國(guó)核自儀系統(tǒng)工程有限公司與中核控制都有著相同的任務(wù)。這兩個(gè)公司的成立與中核控制的成立背景是一致的,都是為了填補(bǔ)國(guó)內(nèi)核控制系統(tǒng)技術(shù)的空白。這三家公司中,廣利核走在前面,但中核控制并不落后,我們現(xiàn)在研發(fā)的平臺(tái)以及在核電控制系統(tǒng)領(lǐng)域所做的業(yè)績(jī),都是行業(yè)內(nèi)矚目的。
NicSys?2000是中核控制專門(mén)針對(duì)核電站需求研制的非安全級(jí)數(shù)字化控制系統(tǒng)平臺(tái),其優(yōu)勢(shì)是專門(mén)針對(duì)核電站安全、可靠的特殊需求開(kāi)發(fā)的。NicSys?2000平臺(tái)尤其在系統(tǒng)二層方面是獨(dú)樹(shù)一幟的,準(zhǔn)確地滿足了核電需求。在該平臺(tái)開(kāi)發(fā)之前,大量研發(fā)人員對(duì)核電市場(chǎng)上通用的數(shù)字化控制系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行了專業(yè)的調(diào)研與比對(duì),并根據(jù)設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)需求,完成針對(duì)性極強(qiáng)的需求分析和總體架構(gòu)設(shè)計(jì),從平臺(tái)研發(fā)伊始就明確產(chǎn)品的目標(biāo)和定位,確保后續(xù)各項(xiàng)研發(fā)活動(dòng)不跑偏、不漏項(xiàng)。平臺(tái)開(kāi)發(fā)歷時(shí)兩年,搭建起了基于核電站數(shù)字化控制系統(tǒng)工程的1:1仿真系統(tǒng),用于驗(yàn)證NicSys?2000的穩(wěn)定性和安全性;2013年5月,以葉奇蓁院士為首的專家組對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行鑒定:NicSys?2000平臺(tái)已具備應(yīng)用于大型核電站非安全級(jí)數(shù)字化控制(含安全相關(guān)系統(tǒng))系統(tǒng)的先決條件。
唐意:中核控制在核電站數(shù)字化控制系統(tǒng)的研制過(guò)程中,并沒(méi)有多少成熟技術(shù)可以參考,都是從核電的需求入手,逐步論證。如何滿足日益變化的功能需求和核電站標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)成為研制的主要問(wèn)題,軟件的可靠性驗(yàn)證耗時(shí)長(zhǎng)、不可量化,工程驗(yàn)證、系統(tǒng)性能指標(biāo)提升也是困擾我們的難題。另外,核電數(shù)字化控制系統(tǒng)的高級(jí)研發(fā)人才