核電“神經(jīng)中樞”國產(chǎn)化加速

文‖《上海國資》記者 孫玉敏

核電“神經(jīng)中樞”國產(chǎn)化加速

文‖《上海國資》記者 孫玉敏

多項技術(shù)能力填補國內(nèi)空白

5月13日,由上海工業(yè)自動化儀表研究院承擔(dān)的2010年國家核電裝備自主化和能源自主創(chuàng)新專項——“國家能源核電站儀表研發(fā)與試驗中心”建設(shè)項目順利通過國家能源局組織的專家驗收。

“這標志著核電儀控設(shè)備國產(chǎn)化中的薄弱環(huán)節(jié)——儀控試驗驗證技術(shù)取得重大突破！”

國家能源核電站儀表研發(fā)（實驗）中心副主任、上海工業(yè)自動化儀表研究院檢測所所長郭愛華告訴《上海國資》,經(jīng)過5年努力,上海工業(yè)自動化儀表研究院已建成了專業(yè)、獨立、綜合的核電儀控產(chǎn)品“一站式”試驗驗證平臺。

最難攻克的“神經(jīng)中樞”

作為核電站的“控制中樞”和“神經(jīng)中樞”,數(shù)字化儀表控制系統(tǒng)控制著核電站300多個系統(tǒng)、近萬套設(shè)備,是核電裝備國產(chǎn)化最難攻克的領(lǐng)域。

2006年國家層面推動核電裝備國產(chǎn)化以來,百萬千瓦壓水堆核電機組的設(shè)備國產(chǎn)化率已經(jīng)達到80%以上,包括核級泵、閥在內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備基本立足國內(nèi)制造,已經(jīng)建立了較為完善的核電研發(fā)、制造體系,為核電發(fā)展和“走出去”創(chuàng)造了條件。但核電站數(shù)字化儀表控制系統(tǒng)由于其安全性、可靠性要求極高,功能要求苛刻,研發(fā)投入大,長期被美、日、法、德等國家的少數(shù)企業(yè)所壟斷,現(xiàn)已成為我國核電裝備國產(chǎn)化最難的部分。目前在運、在建核電站控制系統(tǒng)(特別是核級控制系統(tǒng))及關(guān)鍵儀表幾乎全部是從國外進口。

國內(nèi)三大核電集團均擁有自已的系統(tǒng)工程公司,他們部分或全部引進消化了國外企業(yè)的系統(tǒng)集成技術(shù),均在開發(fā)自己的儀控系統(tǒng)平臺。目前,我國已經(jīng)具備非安全級控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化能力,但是安全級控制系統(tǒng)和關(guān)鍵儀表仍是國產(chǎn)化攻關(guān)的重要“堡壘”。在國產(chǎn)化過程中,核安全級儀表和控制系統(tǒng)的驗證技術(shù),尤其在事故及事故后試驗、核安全級軟件驗證與確認（V&V）等技術(shù)領(lǐng)域,國內(nèi)尚是空白,也是核電廠安全級儀控系統(tǒng)國產(chǎn)化的最關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。不具備自主驗證能力,國內(nèi)企業(yè)研發(fā)產(chǎn)品,國外機構(gòu)進行驗證,不但企業(yè)研發(fā)成本居高不下,研發(fā)周期難以控制,更意味著核心技術(shù)都對國外機構(gòu)公開,影響到國家核電安全。

建立試驗中心

核級儀控系統(tǒng)長期依賴進口或國外的技術(shù)支持,不僅會大大增加核電站的建設(shè)成本,而且嚴重關(guān)系到國家核電發(fā)展安全和核電“走出去”戰(zhàn)略的實施。

國內(nèi)開始發(fā)力。

4.2 建議 1）從男女生肺活量、肺活量體重指數(shù)與體測總分的相關(guān)性，以及肺活量體重指數(shù)與其他指標相關(guān)的復(fù)雜性考慮，建議使用肺活量體重指數(shù)作為《國家學(xué)生體質(zhì)健康標準》測試指標。

2009年12月,受國家能源局委托,中國機械工業(yè)聯(lián)合會在上海組織召開了第一次核級儀控系統(tǒng)及儀表國產(chǎn)化研討會,會議確定由上海自儀院對相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)、研發(fā)和應(yīng)用狀況進行全面調(diào)研,為后續(xù)國產(chǎn)化工作奠定基礎(chǔ)。2010年7月,國家能源局授權(quán)上海自儀院成立“國家能源核電站儀表研發(fā)（實驗）中心”,建立國際一流、國內(nèi)領(lǐng)先的核電站儀控產(chǎn)品試驗驗證平臺,為核電儀控國產(chǎn)化和我國核電“走出去”提供技術(shù)支持。

能否解決問題？

作為一個轉(zhuǎn)制科研院所,上海自儀院如何定位在核電領(lǐng)域的角色？

“我們立足核電儀控行業(yè),開展核電儀控產(chǎn)品關(guān)鍵試驗技術(shù)研究、質(zhì)量鑒定、標準體系工作,是獨立第三方的核電行業(yè)技術(shù)服務(wù)提供者；牽頭組織核電站關(guān)鍵儀表和專用控制系統(tǒng)國產(chǎn)化工作,是行業(yè)技術(shù)進步的推動者！”郭愛華表示。在核電領(lǐng)域,上海自儀院定位清晰,不生產(chǎn)制造核電儀控系統(tǒng)和儀表產(chǎn)品,而是獨立第三方的核電行業(yè)技術(shù)服務(wù)提供者。上海自儀院所有涉及的第三方檢驗測試認證業(yè)務(wù)全部是依托獨立法人“上海儀器儀表自控系統(tǒng)檢驗測試所”實施,用制度確保其公正、獨立地位。檢測所不僅獲得了國家認證認可監(jiān)督管理委員會（CNCA）計量認證、資質(zhì)認定,還獲得了中國合格評定國家認可委員會（CNAS）實驗室、檢驗機構(gòu)認可,并建立了有效的核質(zhì)保體系。

“一站式”平臺

圍繞中心建設(shè),上海自儀院擬定了試驗驗證平臺建設(shè)、核電關(guān)鍵試驗技術(shù)攻關(guān)、核電儀控標準化研究和信息技術(shù)交流平臺搭建四大任務(wù)。

經(jīng)過5年努力,中心新建了10m法電磁兼容試驗室、大型步入式環(huán)境試驗箱,建立了核電儀控系統(tǒng)功能安全評估能力和軟件V&V技術(shù)能力,分別與上海電纜研究所和上海應(yīng)用物理研究所共建了LOCA試驗裝置和β輻照試驗裝置,多項技術(shù)能力填補了國內(nèi)空白,達到了國際先進水平,建成了核電儀控產(chǎn)品“一站式”試驗驗證平臺,全部試驗?zāi)芰@得了CNAS認可。

據(jù)悉,該電磁兼容試驗室檢測能力符合最新國際和國家標準,目前整體檢測頻率范圍覆蓋最廣,滿足三代核電技術(shù)（AP1000、CAP1400、華龍一號等）測試要求,也是國內(nèi)少數(shù)幾家同時覆蓋IEC等民用標準和MIL軍用標準的實驗室。

獲得國際認可

“這個試驗室,也是美國A2LA認可的國際試驗室?！惫鶒廴A表示,2010年,中心承接了美國西屋公司國內(nèi)AP1000項目的首臺套設(shè)備電磁兼容質(zhì)量鑒定,這也是該公司電氣產(chǎn)品首次在境外實施的電磁兼容試驗,因此美方對試驗的質(zhì)量控制嚴格而謹慎。

為此,該中心按照相關(guān)標準建立了核電設(shè)備檢測的核質(zhì)保體系。2010年6月,美國西屋公司和上海核工程研究設(shè)計院對該質(zhì)保體系進行了認真仔細的評審,并最終宣布通過了AP1000 EQ供方評價質(zhì)保監(jiān)查。

2011年,該項目順利完成。為了質(zhì)保體系、技術(shù)能力等全面國際接軌,提升中心國際服務(wù)能力,該中心以此為契機,積極申請核電領(lǐng)域國際認可,2012年,電磁兼容、環(huán)境試驗、LOCA試驗?zāi)芰Λ@得了美國ARES認可；同年電磁兼容試驗室成為美國實驗室認可協(xié)會（A2LA）認可的國際實驗室?！斑@些都為我們核電技術(shù)服務(wù)‘走出去’奠定了基礎(chǔ)?！?/p>

市場占有

“定位準確、運行合理、作用重大、前景良好。”國家能源局科技裝備司副司長黃鸝在驗收會上對該中心建設(shè)情況高度肯定。

2011年5月,該中心與上海電纜研究所共建的LOCA試驗裝置通過國家能源局技術(shù)鑒定：裝置具有新穎性,達到了國際先進水平,對推動我國核電設(shè)備國產(chǎn)化具有重要意義。目前,該試驗室已成為國內(nèi)任務(wù)量最飽滿的LOCA試驗室。

2014年6月,該中心與上海應(yīng)用物理研究所共建的β輻照試驗裝置也通過國家能源局技術(shù)成果驗收：該裝置滿足AP1000等三代核電核級設(shè)備鑒定試驗,填補了核電站設(shè)備鑒定β輻照試驗領(lǐng)域的國內(nèi)空白。“我們先后完成多項商務(wù)項目并承擔(dān)了上海核工程研究設(shè)計院CAP1400總體技術(shù)研究子項目,累積提供β輻照試驗時間達2300小時?！?/p>

2014年5月,該中心承擔(dān)的ABB公司SPAJ142C和SPAM 150C通用保護繼電器嵌入式軟件驗證與確認項目完成了國家能源局技術(shù)成果驗收。這個首次由我國機構(gòu)獨立完成的A類預(yù)開發(fā)軟件驗證和確認活動,填補了國內(nèi)空白,具有重要的行業(yè)示范意義。

郭愛華表示,通過近5年的努力,基于原來可靠性技術(shù)研究、功能安全、軟件測評等領(lǐng)域近30多年的技術(shù)積累,中心不但培養(yǎng)了一支軟件V&V的專業(yè)人才隊伍,同時建立了核安全級儀表的專用控制系統(tǒng)和安全級智能儀表嵌入式軟件的V&V能力,先后承擔(dān)了深圳奧特迅電力設(shè)備、廈門科華恒盛等多個軟件驗證與確認項目,最終打造國際先進水平的開放性、公正性和獨立性的第三方軟件V&V認證平臺。

郭愛華說,目前,他們已經(jīng)為核電行業(yè)提供了100多項技術(shù)服務(wù),其中包括堆芯熱電偶、核級壓力變送器、溫度變送器、核測儀表、核級電磁閥、核級液位計、轉(zhuǎn)速裝置等數(shù)十項儀控產(chǎn)品的“一站式”質(zhì)量鑒定服務(wù)。

中心建設(shè)的過程,亦是核電儀控產(chǎn)品國產(chǎn)化加速過程。至2015年初,該中心牽頭組織的核電站關(guān)鍵儀表和專用控制系統(tǒng)國產(chǎn)化工作,已經(jīng)有15項產(chǎn)品完成了攻關(guān)研制,其中8項已通過國家能源局的項目鑒定。

“我們?yōu)檫@些國產(chǎn)化項目提供了重要的技術(shù)支持,我們的業(yè)績也證明了這一點?！惫鶒廴A表示,在中心驗收會議上,核電三大集團相關(guān)人士看了該中心服務(wù)的客戶名單和業(yè)績名單,感嘆道,我們絕大多數(shù)的供貨商,基本都是你們的客戶了！