中核集團：打造中國品牌的核電DCS

2017-09-28 14:52:10 中核集團　點擊量：評論 (0)

6月20日晚，早已過了下班時間，中核控制系統工程有限公司示范快堆工程DCS項目工程樣機場地卻燈火通明，不時有人來回走動。該公司首套實現自主供貨的非安全級核電站數字化主儀控系統（DCS）NicSys2000平臺正在進行

6月20日晚，早已過了下班時間，中核控制系統工程有限公司示范快堆工程DCS項目工程樣機場地卻燈火通明，不時有人來回走動。該公司首套實現自主供貨的非安全級核電站數字化主儀控系統（DCS）NicSys2000平臺正在進行調試。

因為時間緊張，最近，項目組放棄了周末休息時間，執行“兩班倒”工作制，每天都要工作到凌晨。按照計劃，這套DCS系統要在6月30之前完成核電項目工程樣機搭建。這次是中核控制核電主儀控DCS系統第一次實現供貨，大家心里暗暗鼓勁，立志無論如何也要把這場打開國內外市場的“首場秀”走好。

DCS國產化勢在必行

中核控制的前身是北京中核東方控制系統工程有限公司。在2008年成立之初，該公司就確定要深耕核儀器儀表和控制系統領域，并且將重點緊緊鎖定在核電DCS系統上。

“因為DCS系統對核電站來說太重要了。”中核控制總經理師慶維向記者介紹道，“首先說經濟效益。一臺已經并網發電的百萬千瓦級核電機組若停機停堆一天，就要損失約1000萬元。如果是因為DCS系統的原因停堆，機組要經歷停機停堆、故障原因分析、故障排除、系統恢復、啟動、臨界，再到滿功率運行，前后要花費一周左右的時間，經濟損失就會高達七八千萬元。”

除了影響核站的經濟效益，DCS系統還是制約我國核工業發展的一個重要因素。

一是制約核電建設和自主化進程。在田灣、方家山、福清核電工程建設中，我國主要使用的是國外核電DCS系統，不僅付出了巨大的采購成本，幾個項目還因DCS系統滯后到貨而使工程建設大幅拖期，使核電企業蒙受了巨大的經濟損失。目前，我國核電自主化已經取得了重大成就，但在幾個關鍵環節上還受制于人，核電DCS系統就是其中之一。

二是制約我國核安全。核電DCS系統管控著核電站300多個系統、近萬套設備，是核電站的“大腦”和“神經中樞”。因此，DCS系統關系著核電運行的安全穩定，是核安全的保障。另外，DCS系統是核電站所有數據、關鍵技術和知識產權的載體。掌握了核電站的DCS系統，就等于拿到了核電站的“后門鑰匙”。

三是制約核電“走出去”。從國外引進的核電DCS系統不具備自主知識產權。如今，核電已經成為我國產業“走出去”的一張名片，但一直缺少自主化DCS系統做支撐。師慶維認為：“為了踐行國家‘一帶一路’倡議和核電‘走出去’的戰略，DCS系統自主化迫在眉睫。”

我國是世界上為數不多的具有核工業全產業鏈的國家。相應地，DCS系統除了制約我國核電發展外，還會對產業鏈上的其他環節產生影響。“除了核電，目前我國核工業領域，包括核軍工、核燃料、核化工、核環保，在高端儀控系統和儀器儀表方面還需要進口。”師慶維表示。

五年時間，走向成熟

核電DCS系統分為安全級和非安全級。非安全級DCS系統是實現核電廠整體運行的控制系統，幾乎包含全部信息，它的特點是容量大、內容多、系統復雜，控制的對象也多；安全級DCS系統更多的是承擔安全保護職責，要求更精簡、可靠、快速、安全，兩者在一起構成一套完整的核電DCS系統。

雖然在核電DCS系統自主化之前，中核控制已經先后成為福清、方家山、海南核電DCS的分包方，中核集團海外核電卡拉奇K2、K3項目DCS的總包方。但對他們來說，只有自主知識產權、自主品牌的成功，才能真正實現其成為國內外獨立總包方的目標。

目前，中核控制重點研制的核電DCS平臺主要包括非安全級NicSys2000平臺以及安全級NicSys8000N平臺。NicSys2000平臺作為一種通用的核電站DCS平臺，通過應用設計和工程集成可以滿足二代改進型壓水堆、三代先進壓水堆、快中子堆等不同堆型對于數字化儀控系統的要求，可實現核島、常規島及輔助系統控制，先進主控室監控操作等功能。NicSys8000N平臺的功能則完全滿足反應堆保護系統、專設安全設施驅動系統等的安全級儀控系統應用需求。

據了解，FPGA技術作為NicSys8000N平臺的核心優勢，使得該平臺通過采用純硬件電路運行方式，獲得比傳統采用微處理器及軟件技術的系統平臺更高的可靠性，可以有效抵御網絡攻擊為核電廠安全級儀控系統提供更高的安全保護。該平臺通過了國際原子能機構獨立工程評審，成為國內首個獲得國際權威機構認可的基于FPGA技術的核電安全級DCS平臺，標志著中核集團的安全級控制系統技術和產品步入了國際先進水平行列。

從2012年到現在，是中核控制的NicSys2000平臺和NicSys8000N平臺逐漸成型的五年。從研發設計、對標改進，到搭建樣機、鑒定認證，NicSys2000與NicSys8000N正攜手走向成熟。

回憶起2012年NicSys2000平臺與海外核電項目對標的經歷，中核控制副總工程師姚光霖仍然深有感觸：“2012年這次對標沒有實現最終供貨。雖說是失敗了，但在這個過程中我們了解到業主的很多需求，也進行了大量改進，正是有了這些經歷，我們才拿出了更加過硬的產品。”

“這次的NicSys2000平臺工程樣機就是體現我們產品技術成熟的最好說明。”中核控制總工程師齊克林主持了該平臺1∶1工程樣機的搭建工作。這套全仿真、全模擬的產品，從硬件的機柜、線路、主控室的顯示操作，到軟件的信號、系統，都與將來提供給核電企業的DCS系統一樣，相當于提前為核電站搭建了一套完整的“大腦”和“神經系統”。

“研制工程樣機工作量巨大，需要資金、技術、人力資源的持續投入，但這個過程對中核控制很有意義。一是可以用來驗證我們的產品和技術，二是通過整體展示提升了用戶對我們產品的信心。”齊克林表示。

隨著中核控制的核電DCS系統日臻成熟，產品供貨也迎來了轉機。國內外專家都看到了他們的能力和決心。同時，中核控制也積極利用國家推進重點項目建設的時機，實現了產品的應用。在2016年底，中核控制正式簽訂了非安全級核電DCS系統NicSys2000平臺的供貨合同。

研發與驗證并行

而中核控制此時絲毫不能松懈。雖然NicSys2000平臺實現了供貨，但后面還有緊張復雜的樣機調試工作，而NicSys8000N平臺目前還處于研制階段。

“我們的核電DCS系統供貨項目是國家重點核電項目，對我國核電‘三步走’發展戰略至關重要。”姚光霖表示，“我們感到使命光榮、責任重大。”

NicSys2000平臺供貨是中核控制打開國內外市場的“開場秀”。按照核電項目的進度，中核控制確定了今年要實現“6˙30節點”（工程樣機搭建完成）和“9˙30節點”（工程樣機驗收完成）。為了順利實現節點，項目組在4月底完成了樣機內部測試文件和測試用例編制；加班加點，利用“五一”假期編制了項目測試計劃和測試說明書。

隨著樣機搭建完成，項目組調試團隊正式進駐現場，對各類軟件、硬件和網絡進行調試。中核控制這次派出了調試隊伍的骨干力量，同時堅持高標準、嚴要求，不斷優化完成設計任務和測試任務。在這些調試人員中，生完孩子不久前剛回歸崗位的向嫄身體還在恢復之中，也和大家一樣分擔工作；新婚燕爾的王倩犧牲了原本與家人聚在一起的寶貴時間；家住北京西北五環外的賈文杰因加班太晚只能住在公司附近……有多少困難就有多少種克服方法，他們始終堅信努力和付出不會白費。終于，“6˙30”節點順利通過,又全力以赴攻克“9˙30”節點。

另一條戰線——NicSys8000N平臺在去年年初完成了硬件產品的樣機開發及驗證工作。如果說此前的工作主要是功能原理驗證，那么現在開始了真正的產品開發。2016年年中，該平臺樣機研制工作開始了平臺硬件產品改進和產品鑒定摸底試驗，很多新問題暴露了出來，科研人員再次投入到緊張的開發工作中，終于在今年6月完成了該平臺22種硬件產品的改進和調試。隨后，樣機搭建完成，并順利完成平臺鑒定摸底試驗。去年11月，NicSys8000N平臺通過了IAEA的獨立工程評審。在市場方面，NicSys8000N平臺已經吸引了很多核企業的關注。目前，基于該平臺的反應堆保護系統工程樣機正在開展系統測試。同時，搭載該平臺的反應堆核系統儀表系統進展順利。

“中核控制要承擔起核工業數字化儀控系統國產化的重任，扛起引領國家核儀控領域發展的大旗，在核工業這個國家平臺上再打造出一個國家品牌。”師慶維和他的團隊對未來信心滿滿。

原標題:砥礪奮進的五年｜打造中國品牌的核電DCS