走進(jìn)核電安全運(yùn)行的“保護(hù)神”——我國自主研發(fā)核電“神經(jīng)中樞”揭秘
新華社廣州１１月１０日電(記者霍思穎、王攀)如果說人的中樞系統(tǒng)控制著人體所有生理功能的話，那么保證核電站安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的數(shù)字化儀控平臺(ＤＣＳ)就是核電站的“神經(jīng)中樞”——它控制著核電站２６０多個(gè)系統(tǒng)、近萬個(gè)設(shè)備的運(yùn)行和各類工況處理過程，對于保證核電站安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮著重要作用。
今年７月，我國首個(gè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核級ＤＣＳ“和睦系統(tǒng)”正式通過國際原子能機(jī)構(gòu)(ＩＡＥＡ)獨(dú)立評審。有業(yè)內(nèi)人士稱，這標(biāo)志著我國核電裝備制造業(yè)拿到了進(jìn)入國際市場的“入場券”。
“神經(jīng)中樞”，再加上核電站，ＤＣＳ這個(gè)聽起來復(fù)雜又神秘的東西到底是什么？日前，在總經(jīng)理江國進(jìn)的帶領(lǐng)下，記者前往“和睦系統(tǒng)”的主要研發(fā)單位——中廣核旗下北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司，試圖尋找答案。
換好白大褂和防靜電鞋套，探秘“神經(jīng)中樞”的第一站，是核電站的“大腦”——主控室。在一間和華龍一號核電機(jī)組主控室１：１大小的模擬主控室里，記者看到，通過“和睦系統(tǒng)”匯聚在一起的系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行信息靜靜顯示在現(xiàn)場的幾十個(gè)屏幕上，從而讓核電站操縱員實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電站的全方位掌控。
“我國是繼美國、法國、日本之后，第四個(gè)掌握ＤＣＳ制造技術(shù)的國家。目前，全球只有中廣核和日本三菱兩家企業(yè)具備從研發(fā)、制造、鑒定到運(yùn)維服務(wù)全鏈條的核電ＤＣＳ配套能力。”江國進(jìn)說。
據(jù)介紹，目前的ＤＣＳ主要分為兩類，核級和非核級。如果將核電站的運(yùn)行看作是在高速公路上開車的話，非核級的實(shí)現(xiàn)只需要油門和變速箱，就可實(shí)現(xiàn)“汽車”的起步和高速穩(wěn)定運(yùn)行；而“和睦系統(tǒng)”則屬于核級ＤＣＳ，主要用于核電站安全停堆和事故處理。也就是說，除了起步和穩(wěn)定運(yùn)行，它還要實(shí)時(shí)面對各種緊急情況，進(jìn)行智能應(yīng)對或者是緊急停車，從而更好地控制“車輛”的制動(dòng)和“車身”的穩(wěn)定。
“和睦系統(tǒng)”的反應(yīng)速度有多快？來看這樣一組對比——通常開車的剎車時(shí)間為秒級，而“和睦系統(tǒng)”從發(fā)現(xiàn)故障到實(shí)現(xiàn)停堆，只需要１５０毫秒。
作為核電站安全運(yùn)行的“守護(hù)神”，“和睦系統(tǒng)”的安全級別也是“航天級”的——如果說飛機(jī)為了保障安全而配置了兩臺甚至更多發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，那么在“和睦系統(tǒng)”，則是配備了四套這樣的“發(fā)動(dòng)機(jī)”。
“比如要下達(dá)停堆的命令，我們的系統(tǒng)配備了四列機(jī)柜去執(zhí)行，只要其中一個(gè)能動(dòng)作，就算保證命令的執(zhí)行。”江國進(jìn)說。
江國進(jìn)告訴記者，為了確保核電站的安全，核級ＤＣＳ有兩個(gè)重要的指標(biāo)要求——拒動(dòng)率和誤動(dòng)率。拒動(dòng)率要求，在１０００萬次操作中，控制系統(tǒng)不能有一次拒絕操作。誤動(dòng)率則是５０年才允許出現(xiàn)不超過一次的誤動(dòng)，要求極高。“正是這樣不斷地冗余、不斷地互相備份，才能保證核電站５０年的安全期。”他說。
走進(jìn)集成測試車間，人們就會(huì)對ＤＣＳ有更為直接的觀感：在這里擺放著的是正在進(jìn)行調(diào)試的陽江五號機(jī)組所使用的“和睦系統(tǒng)”——上百個(gè)機(jī)柜，整齊排列，仿佛進(jìn)入好萊塢科幻電影《超驗(yàn)駭客》的片場——打開其中任意一個(gè)柜門，內(nèi)嵌不同功能“芯片”的板卡依次排開，大小如同老式家用錄像帶，不斷閃爍的狀態(tài)燈也在提醒著我們，這些板卡正在接受和執(zhí)行著各種任務(wù)指令。
江國進(jìn)說，眼前的這些機(jī)柜和板卡都在環(huán)境試驗(yàn)中，“和睦系統(tǒng)”的板卡、機(jī)箱、機(jī)柜在６６０立方米的溫箱內(nèi)，模擬６０度左右高溫條件，進(jìn)行了６００個(gè)小時(shí)連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)，也是目前國際同類儀控廠商中執(zhí)行的最嚴(yán)酷的長期運(yùn)行試驗(yàn)。
作為國際市場的新面孔，“和睦系統(tǒng)”的另一過人之處是“幫人省錢”！據(jù)中廣核測算，和其他進(jìn)口設(shè)備相比，采用“和睦系統(tǒng)”，一臺核電機(jī)組至少可節(jié)約３億元人民幣！此外，它在市場也有著廣泛的應(yīng)用前景，尤其是在航空、船舶、高鐵、軍工等高可靠性要求的行業(yè)。
據(jù)介紹，“和睦系統(tǒng)”目前已廣泛應(yīng)用在我國多個(gè)新建核電項(xiàng)目中，實(shí)現(xiàn)了從第二代核電技術(shù)到第四代核電的全覆蓋。在江國進(jìn)看來，我國將迎來核電發(fā)展的一個(gè)新高峰，核電新機(jī)組的批準(zhǔn)建設(shè)以及國內(nèi)外在役老機(jī)組的數(shù)字化改造將越來越多，對于“和睦系統(tǒng)”來說，意味著廣闊的市場前景和巨大的發(fā)展機(jī)遇。
此外，伴隨著我國自主三代核電機(jī)組“華龍一號”的出口，“和睦系統(tǒng)”和其他自主ＤＣＳ設(shè)備走出去的步伐也在加快。“國外用戶正在逐步對‘和睦系統(tǒng)’建立了解，我們最近剛簽訂了阿爾及利亞一個(gè)研究堆的保護(hù)系統(tǒng)供貨合同，就是基于‘和睦系統(tǒng)’的一個(gè)項(xiàng)目，相信‘和睦系統(tǒng)’真正走出國門的那一天不再遙遠(yuǎn)。”江國進(jìn)說。
