中國網(wǎng)財經(jīng)3月29日訊(記者 李春暉)3月25日，中廣核防城港核電站3號機組投產(chǎn)發(fā)電。這是我國西部地區(qū)首臺、國內(nèi)第三臺“華龍一號”核電機組，同時也是我國自主研發(fā)的核電數(shù)字化儀控系統(tǒng)——“和睦系統(tǒng)”首次應用于“華龍一號”。
(資料圖片)
核安全級數(shù)字化儀控系統(tǒng)是核反應堆的“緊急制動系統(tǒng)”，對可靠性和確定性都有很高要求，開發(fā)難度極大，在相當長時間里被國外壟斷。隨著“和睦系統(tǒng)”的誕生，這一“卡脖子”問題被解決，我國也成為全球第四個擁有這項技術的國家。
此次“和睦系統(tǒng)”在“華龍一號”上的成功應用，為我國三代核電強化了自主基因。
我國西部地區(qū)首臺“華龍一號”核電機組——中廣核廣西防城港核電站3號機組(中廣核供圖)
強化自主基因
中廣核起步于改革開放的標志性工程——我國大陸首座百萬千瓦級大型商業(yè)核電站大亞灣核電站。
大亞灣核電站1987年開工建設，當時連鋼筋、水泥、電話線都需要進口，核電運營人才更是“一窮二白”。當時，大亞灣核電站派出110多名學員出國接受培訓，在國家外匯儲備緊缺的情況下，支付了平均每人130萬法郎的高昂培訓費。這筆費用在當時可以購買相當于一個成人體重的黃金，因此這些學員也被成為“黃金人”。
“黃金人”是改革開放初期中國核電人渴望學習先進技術、追趕世界發(fā)展步伐的一個縮影。隨著此后三十多年來的引進、消化、吸收和再創(chuàng)新，我國核電已經(jīng)培育出擁有自主知識產(chǎn)權的“華龍一號”，實現(xiàn)了從“學徒”到“師傅”的跨越式發(fā)展。
“華龍一號”由中廣核和中核集團聯(lián)合研發(fā)，是我國具有自主知識產(chǎn)權的三代核電技術。它采用177組堆芯燃料組件、雙層安全殼、能動與非能動相結合等多項設計特征，實現(xiàn)了先進性和成熟性統(tǒng)一、安全性和經(jīng)濟性平衡，是當前世界核電市場上接受度最高的三代核電機型之一，也是中國核電走向世界的一張亮麗國家名片。
3月25日6時55分，隨著168小時試運行試驗圓滿完成，我國西部地區(qū)首臺“華龍一號”核電機組——中廣核廣西防城港核電站3號機組正式具備商業(yè)運行條件。
“防城港核電站3號機組投產(chǎn)發(fā)電，進一步驗證了我國自主知識產(chǎn)權三代核電技術‘華龍一號’的安全性和成熟性?！狈莱歉酆穗娪邢薰军h委書記、董事長梅俊表示。
據(jù)中廣核工程有限公司黨委書記、總經(jīng)理寧小平介紹，以防城港核電站3號機組為參考電站的“華龍一號”技術，于2020年10月20日順利通過歐洲用戶要求(European Utility Requirements)符合性評估，獲得了EUR認證證書；于2022年2月7日通過英國通用設計(GDA)審查，獲得設計認可確認(DAC)和設計可接受性聲明(SoDA)證書。
防城港核電站3號機組也是我國自主研發(fā)的核電數(shù)字化儀控系統(tǒng)——“和睦系統(tǒng)”首次應用于“華龍一號”。
核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)是核電站的“神經(jīng)中樞”，對于保證核電站安全穩(wěn)定運行發(fā)揮著重要作用。
上海中廣核工程科技有限公司黨委副書記、總經(jīng)理孫永濱表示：“‘和睦系統(tǒng)’在防城港核電站3號機組順利通過了冷試、熱試、裝料、并網(wǎng)等多個階段的重大考驗。機組的成功投產(chǎn)，驗證了我國三代核電技術和先進核電儀控裝備的良好融合?！?/p>
“和睦系統(tǒng)”在“華龍一號”西部首堆上的成功應用，為我國三代核電示范工程強化了自主基因。
核電“神經(jīng)中樞”中國造
核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)(簡稱“核電 DCS”)是核電站的“神經(jīng)中樞”，控制著核電站數(shù)百個系統(tǒng)、上萬個設備的運行和各類工況處理過程。
核電 DCS 包括安全級和非安全級兩個部分。其中，核電安全級 DCS 主要完成核電站反應堆安全停堆和事故緩解功能，是一種“緊急制動系統(tǒng)”。由于可靠性要求極高，研發(fā)難度大，長期以來只有少數(shù)發(fā)達國家掌握該技術，我國過去一直依賴進口。
“2005年的時候，我國在核安全級DCS領域還是一片空白，所有核電站的控制設備都是引進的。想談一些技術合作，別人都不跟你談。”上海中廣核工程科技有限公司黨委書記、董事長江國進回憶道，“所以當時國家能源局就把這個任務交給了我們，專門去突破核安全級DCS的產(chǎn)品研發(fā)?！?/p>
原創(chuàng)性開發(fā)的道路是艱辛的，工作量也是巨大的?！拔覀儾荒軓氖忻嫔腺徺I現(xiàn)成的軟件，研發(fā)團隊要自己手寫出工業(yè)控制領域的操作系統(tǒng)、所有的嵌入式軟件和通訊系統(tǒng)，只這一點，就讓很多公司望而卻步?！睂O永濱回憶。
近150多名研發(fā)人員一起手寫出了大約500萬行的代碼。“在最緊張的時候，研發(fā)團隊集中住在一起，所有的計算機搬過去，封閉研發(fā)，大家誰都不回家，三個月輪一次。”
不過，對于當時研發(fā)團隊的骨干成員、上海中廣核工程科技有限公司下屬廣利核公司技術部經(jīng)理張春雷來說，龐大的工作量和枯燥的生活都不算什么。最困難的地方，是產(chǎn)品做出來以后，如何向監(jiān)管部門和專業(yè)機構“證明”它是安全的、可靠的。
2010 年 10 月，我國首個具有自主知識產(chǎn)權的核安全級 DCS 平臺“和睦系統(tǒng)”(英文名：FirmSys)研發(fā)成功，填補了我國在該領域的空白，使我國成為全球第四個擁有該技術的國家。
“我們做了大量的試驗驗證工作?！睆埓豪妆硎?。比如說要做EMC試驗、抗震鑒定試驗、環(huán)境鑒定試驗，以及搭建一系列原理樣機、1:1的工程樣機等等。為了獲得國際原子能機構的認證，研發(fā)團隊回答了來自7個國家的9名專家評審的一百多個問題。
2013年，“和睦系統(tǒng)”通過了德國 TüV等機構對其進行的功能安全認證；2014年，取得了權威認證機構ISTec 第三方獨立驗證與確認(IV&V)；2015 年，通過了中國核能行業(yè)協(xié)會組織的通用平臺鑒定；2016年，通過國際原子能機構(IAEA)專家組的獨立工程審評。
十年磨一劍?！昂湍老到y(tǒng)”獲得了這些國內(nèi)外權威機構的認證，拿到了進軍國際市場的通行證。
截至目前，“和睦系統(tǒng)”已在陽江 5&6 號，紅沿河 5&6 號，華龍一號示范工程——防城港3&4 號，田灣 5&6、7&8 號，徐大堡 3&4 號，太平嶺 1&2 號，三澳 1&2 號核電機組以及石島灣核電站高溫氣冷堆示范工程等 21 臺國內(nèi)新建核電機組得到應用，實現(xiàn)了多技術、多堆型的應用覆蓋，成為我國自主核電的一張新名片。
安全性和可靠性達到國際領先水平
在防城港3號核電機組的汽輪機廠房外墻上，“核安全高于一切”的標語巨大而醒目。
“絕對安全、萬無一失”是我國核電發(fā)展的根本遵循。作為承載著核電站“緊急制動”任務的安全屏障，我國“和睦系統(tǒng)”與國外同類產(chǎn)品相比，任務調(diào)度性能提升60%，整體響應時間縮短了15%，安全性和可靠性達到國際領先水平。
核安全級操作系統(tǒng)的軟件需要把核電站的各種控制保護邏輯變成計算機可讀的代碼。為了解決軟件代碼轉換過程的正確性、可信度問題，“和睦系統(tǒng)”研發(fā)團隊經(jīng)過大量研究，采用基于形式化方法的核級軟件代碼生成技術，解決了傳統(tǒng)編譯技術難以避免的“誤編譯”世界級難題。研發(fā)團隊使用這一編譯器已生成4千萬行代碼，從未產(chǎn)生“誤編譯”錯誤。
此外，“和睦系統(tǒng)”的成功研發(fā)不僅提升了我國核電運營的安全性和可靠性，而且有力保證了核電建設的工期，帶來可觀的經(jīng)濟效益。
一臺核電機組的建設工期通常需要60個月，包括土建、設備安裝、調(diào)試等多個階段。關鍵環(huán)節(jié)的延誤可能拖累整個工期。從過往經(jīng)驗來看，容易造成核電建設工期延誤的環(huán)節(jié)一個是主設備制造，另一個就是主儀控系統(tǒng)。
“因為它的影響面太大，往往由于設計提資變更以及國外供應商工作模式的問題，造成工期的延誤。但是這種情況在我們自主掌握了這項技術之后就不存在了?！睂O永濱表示。
擁有了自主知識產(chǎn)權的核安全級DCS系統(tǒng)，還能節(jié)省下一大筆運維費用?！叭绻脟獾漠a(chǎn)品，就要聘請國外的工程師來運維，那可是‘從人家拎包出門就開始算錢’，按小時收費?！睂O永濱感嘆，“華龍一號”設計運營年限60年，如果用國外的儀控系統(tǒng)，每年都要源源不斷地支出高額運維費用。
截止目前，“和睦系統(tǒng)”已在多種堆型核電機組上安全穩(wěn)定運行超過 50 堆年(一個反應堆運行一年為一堆年)，為我國核電建設節(jié)省資金超過50億元。
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責任編輯：Rex_29
