擁有一套屬於自己的數字化儀控係統(DCS),是shi每mei一yi個ge核he電dian大da國guo的de夢meng想xiang。迄qi今jin為wei止zhi,全quan世shi界jie包bao括kuo我wo國guo在zai內nei,隻zhi有you四si個ge國guo家jia實shi現xian了le這zhe個ge夢meng想xiang。日ri前qian,我wo國guo首shou個ge具ju有you自zi主zhu知zhi識shi產chan權quan的de核he級jiDCS通用平台“和睦係統”正式通過國際原子能機構(IAEA)獨立工程評審。
核電站DCS:掌管上萬“神經末梢”的“神經中樞”
眾所周知,人的神經係統控製著人體所有生理功能,DCS就好比核電站的“神經中樞”,控製著核電站上萬個“神經末梢”,包括核級DCS(也叫安全級DCS)和非核級DCS。
“目前世界上能夠製造非核級DCS的國家有很多,但是能夠攻克核級DCS技術難點的國家極少。”中廣核新聞發言人黃曉飛說,“和睦係統”就是中國的核級DCS。
以采用“和睦係統”的百萬千瓦級核電站陽江5號機組為例,“該機組的核級DCS機櫃就有75台,模件4500塊,共有元器件400多萬個。”“和睦係統”研發單位——中廣核旗下北京廣利核係統工程有限公司總經理助理孫永濱說。
“這麼多元器件,一要保證它們精準耦合在一起,能夠協調運行;二要保證至少15年之內,整個核級DCS係統不出現影響機組安全運行的質量問題。難度之大,可想而知。”孫永濱坦言。
這還隻是核級DCS的機櫃規模。陽江5號機組的DCS還有運行DCS機櫃98台,多樣性DCS機櫃12台等。
“和睦係統”:毫秒級響應、50年精準、千萬次聽命
如此複雜的DCS,它在核電站中到底怎麼運行的呢?
有個形象的解釋:核電站的運行好比在高速公路上開車,非核級DCS負責車輛的起步及高速穩定運行;作為核級DCS的“和睦係統”就負責控製車輛的製動及車身穩定,實現車輛遇到緊急狀況時的事故緩解,也就是說,緊急狀況時隻有它才可以“喊停”。
也正因此,“和睦係統”是核電站安全屏障中的最關鍵環節之一,安全性、可靠性要求非常高。
據孫永濱介紹,“和睦係統”從發現故障到發出停堆指令,短於150毫秒;其運行50年中,最多可以誤動作一次;向“和睦係統”發出1000萬次指令,它不能拒絕一次;任何手機和通信設備不會幹擾“和睦係統”的正常工作,同時它可抵禦8級烈度以上的地震。
即便如此,設計者們還是用“和睦係統”為核電站安全停堆裝備了四套一樣的“發動機裝置”,以進一步保證整個核電站的安全性。
“DCS的造價占到整個核電站總投資的二十分之一到十五分之一,是核電站造價最昂貴的成套設備之一。”北京廣利核係統工程有限公司總經理江國進說。
脫胎於核電的“和睦係統”未來還將走向“核外”
正因核級DCS的重要、複雜與昂貴,沒有一個擁有製造能力的國家願意轉讓技術。
“‘和睦係統’的誕生,可以說是需求倒逼型的,也是基於中國核電30年的發展經驗。”中國原子能科學研究院原快堆副總設計師劉國發說。他是“和睦係統”的首批用戶,也是“和睦係統”研發項目的參與者和推動者之一。
“我們當時也想引進國外的DCS,但是太貴了,一個斷路器就要1萬歐元左右,一套係統幾十個斷路器,我們那點經費根本不夠。”劉國發說,“正是有了快堆、高溫氣冷堆和壓水堆的核級DCS應用需求,廣利核公司依托國家863計劃和國家科技重大專項的課題研究,才完成了‘和睦係統’的研製及應用推廣。”
“和睦係統”現已通過了IAEA的獨立工程審評,這又為其質量水平打上了國際化標簽。
“‘和睦係統’不會止步於目前的水平,它的應用也不會僅限於核電領域,未來還將應用於航空、船舶等其他高可靠性要求的行業。”江國進說。