控制系統(tǒng)一直是我國成套裝備國產(chǎn)化的薄弱環(huán)節(jié),我國裝備被稱為犯有“心臟病”、“神經(jīng)病”。核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)由于安全性、可靠性要求極高,是整個核電站神經(jīng)中樞,是核電裝備國產(chǎn)化最重要、最困難的部分。整個系統(tǒng)可分為核安全級和非安全級兩部分。非安全級部分負(fù)責(zé)機(jī)組在運(yùn)行狀態(tài)下的自動控制和監(jiān)控操作;安全級部分負(fù)責(zé)在事故工況下的保護(hù)和事故緩解功能,其中最核心部分是反應(yīng)保護(hù)系統(tǒng)。由于其技術(shù)含量高、研制周期長和可靠性要求嚴(yán)格,長期以來一直被西屋、西門子、三菱等少數(shù)國外廠商壟斷,一套百萬千瓦核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)售價(jià)達(dá)1億歐元(一套百萬千瓦火電機(jī)組儀控系統(tǒng)僅需1000萬元人民幣)。
為突破這一核心技術(shù),國家能源局組織企業(yè)和科研機(jī)構(gòu),全力突破數(shù)字化儀控領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸,打破國外壟斷,通過自主創(chuàng)新填補(bǔ)國內(nèi)空白,取得明顯進(jìn)展:
1.核電站非安全級數(shù)字化儀控系統(tǒng)已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)自主化。由于國外技術(shù)出口限制和禁運(yùn),1993年,電子部六所工業(yè)自動化事業(yè)部承擔(dān)巴基斯坦恰?,敽穗娬疽黄诠こ屉娬居?jì)算機(jī)系統(tǒng),核電站非安全數(shù)字化儀控系統(tǒng)國產(chǎn)化開始起步。1997年,北京和利時(shí)公司(由電子部六所組建的股份制企業(yè))承擔(dān)秦山二期核電站KIT/KPS(電站集中數(shù)據(jù)處理和安全監(jiān)督盤系統(tǒng))和常規(guī)島DCS系統(tǒng)。2007年,國家發(fā)改委促成中廣核集團(tuán)與和利時(shí)公司合資興辦廣利核公司,簽訂紅沿河1-4號和寧德1-2號機(jī)組全廠范圍非安全級DCS供貨合同。廣利核公司在北京高技術(shù)開發(fā)區(qū)建成2.2萬平米的新廠區(qū),專門生產(chǎn)核電站控制系統(tǒng),國家能源局從科技專項(xiàng)中給予資金支持。經(jīng)過13年的不懈努力,我國最終自主掌握了核電站非安全級DCS系統(tǒng)的核心技術(shù),打破了國外少數(shù)企業(yè)的技術(shù)壟斷,實(shí)現(xiàn)了全面的國產(chǎn)化。
2.核安全級數(shù)字化控制平臺研制取得突破性進(jìn)展。由于國外技術(shù)出口限制和禁運(yùn),2004年,中國實(shí)驗(yàn)快堆最終選擇北京和利時(shí)公司提供數(shù)字化安全監(jiān)測裝置,這個裝置是反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的一個重要組成部分,完成過程數(shù)據(jù)采集和閾值比較輸出的功能。在中國實(shí)驗(yàn)快堆數(shù)字化安全監(jiān)測裝置研制的技術(shù)基礎(chǔ)上,國家能源局依托北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司組建了國家能源核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)研發(fā)中心,啟動了核安全級數(shù)字化儀控系統(tǒng)的開發(fā)。2010年10月24日,國家能源核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)研發(fā)中心發(fā)布了原理樣機(jī)階段的研制成果。該研制成果具有完整自主知識產(chǎn)權(quán),設(shè)計(jì)和開發(fā)嚴(yán)格遵循核安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求,實(shí)現(xiàn)了基本的核安全級數(shù)字化控制系統(tǒng)功能,系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間等關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)到預(yù)期的要求。通過后續(xù)的產(chǎn)品化設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)研究,預(yù)期在2012年開始CPR1000二代改進(jìn)型壓水堆反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。該研制成果可以進(jìn)一步延展應(yīng)用于AP1000、EPR等第三代先進(jìn)壓水堆和高溫氣冷堆、快中子堆等第四代核反應(yīng)堆,同時(shí)也可以應(yīng)用于國防工業(yè)。
3.開始布局“走出去”,積極開拓國外市場。廣利核公司在2008~2009年期間,完成了大亞灣核電站1-2號機(jī)組的KIT/KPS系統(tǒng)更新改造,用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)DCS系統(tǒng)替代了原來法國進(jìn)口系統(tǒng)。在法國,目前法國電力公司(EDF)有數(shù)十臺與大亞灣1-2號機(jī)組相似的M310系列機(jī)組在運(yùn)行,這些機(jī)組的KIT/KPS系統(tǒng)均是模擬式控制系統(tǒng),大大落后于現(xiàn)在的數(shù)字式控制系統(tǒng),并已經(jīng)接近壽命末期,急需進(jìn)行升級改造。廣利核公司的KIT/KPS系統(tǒng)不但性能和功能超出原系統(tǒng),而且在價(jià)格上極具競爭力。目前正在積極跟蹤法國EDF的電站儀控系統(tǒng)改造進(jìn)程并與EDF達(dá)成合作意向,爭取進(jìn)入發(fā)達(dá)國家核電儀控市場。此外,廣利核公司在中廣核集團(tuán)的支持下,正積極開拓南非等新興工業(yè)化國家的核電市場,以不低于國際同等先進(jìn)水平的自主技術(shù)和產(chǎn)品參與國外市場競標(biāo)。