核电站数字化仪控自主化和国产化探讨

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1、核电站数字化仪控自主化和国产化探讨作者：出处：阅读：756发布时间：2007-10-2914:24:00供稿：中国工控网　1引言　　科技领域的自主创新已经被国家定为基本战略方针，在有巨大市场的核电领域这一问题尤显突出和迫切。按照国家能源规划，2020年中国将实现4000万kW核电装机容量的目标，核电占总电力的比例将从目前的1.6％上升到4％，这意味着在未来14年中中国将新增核电站30座左右。　　核电站从工程管理、工程设计、设备制造、工程建设、直至安全运行和退役无一不体现高端技术，数字化I&C就是其中一项重要的组成部分。目前国际上先进核电站的设计寿命是60年，其中一些大型设备（如压力容器）

2、要保证60年不更换，如果说这些大型设备的加工制造技术体现了一个国家重工业的综合实力，那么数字化I&C则体现了工业控制领域的前沿技术，其设计和设备除了要保证工程上马时的成熟性和先进性外，还要确保整个电站寿期内的升级和改造，是一项随IT发展持续改进的技术，是现代化大型核电站的核心技术之一。　　2核电站I&C技术现状　　随着近二十年来控制和信息技术（网络通信技术、计算机硬件技术、嵌入式系统技术、现场总线技术、各种组态软件技术、数据库技术等）的不断发展和日益成熟，加之用户对先进控制功能与管理功能需求的提升，数字化I&C开始全面进入核电站的实际应用。　　国外的许多新建核电机组，如法国的CHOOZ-

3、B、CIVAUX等4个145万kW核电站（N4）,日本K6、K7(ABWR),韩国灵光5、6号等均采用了数字化I&C，并且已经投入运行，情况良好。正在建设中的芬兰OL3核电站是第一座第三代技术核电站（EPR），采用TXS+TXP数字化I&C系统。美国西屋公司推出的三代技术AP1000型核电站推荐采用CommonQ+Ovation数字化I&C系统。同时大量采用常规控制技术的机组已进行了成功的数字化改造，或在改造中。　　国内已经投运的田湾核电站（俄罗斯VVER型）采用TXS+TXP数字化I&C系统，在建的岭澳二期核电站及其它厂址相同系列的核电机组同样拟采用数字化I&C系统。由此可见，核电站采

4、用数字化I&C已成为一种必然。　　目前国际上比较典型的核电站数字化I&C系统是TXS（AREVA-NP公司）+TXP（SIEMENS公司），是欧洲核电系列的代表；CommonQ（ABB公司）+Ovation（EMERSON公司）是西屋核电系列的代表。　　国内产品在核电站非安全级数字化I&C部分有一定的应用业绩，如秦山二核电站的信息系统KIT/KPS和常规岛控制系统等。在安全级数字化I&C部分国内尚无相应的产品。　　3核电站数字化I&C的关键技术　　核电站数字化I&C的关键技术包括工程设计技术和设备设计及其制造技术。　　I&C系统工程设计主要包括数字化仪控总体设计、先进主控室设计、反应堆控

5、制和保护系统设计、测量系统设计、电厂监测系统设计、信息处理系统设计、全范围模拟机等。而采用数字化I&C系统后，构建一个一体化的数字平台（开放的、易于维护/升级/改造的）、先进的控制室设计（广泛使用VDU人机接口设备及少量常规设备）、符合人因工程的信息管理技术（智能化的报警管理系统、数字化的操作规程等）成为工程设计技术的关键。　　数字化I&C设备设计及其制造的关键技术之一是安全级数字化平台的软硬件开发。开发（设计制造）的难点不在于结构体系的设计，而是在于制造和验证的过程，如采用何种规程如何验证设备满足核安全要求，软件如何实现V&V过程等；另一个关键技术是信息处理技术，一个百万千瓦机组的输入

6、输出点达到数万个，一天的数据量达到几十兆字节，如何处理这些数据，使其实时地、有序地将最重要的数据提供给操纵员并能快速地响应操纵员的操作非常重要，虽然这里指的信息处理未必直接与安全相关，但产品处理能力的强弱会直接影响到整个I&C系统的性能。　　4核电站数字化I&C的自主化和国产化　　自主化是指数字化I&C系统工程设计自主化，包括功能设计、结构/硬件配置及应用软件开发的全过程；国产化是指数字化I&C设备国产化，这里国产化的含义绝不仅仅指设备可以贴上“MADEINCHINA”的标签（如引进一条国外生产线），是指中国DCS供货商真正掌握了用户需求，进而掌握了从产品研发至持续改进的全过程，其产品真

7、正具有中国自主知识产权。　　4.1国内数字化I&C自主化和国产化现状　　目前国内核电站数字化I&C系统的工程设计工作从大的层面上分为两部分：一部分由国内设计院完成，主要任务包括I&C系统功能设计、设备布置、控制保护逻辑、电缆敷设、及编制各种类型的规范书等，与电站过程直接相关。由于近些年来中国核电事业的发展，特别是国际间合作的不断加强，国内设计院的设计能力有了长足的长进，自主完成了采用常规I&C的秦山核电一、二期等工程的设计，并正在开