我國首套軍民融合核電“神經中樞”問世
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12月6日，中核集團在四川成都正式發佈瞭我國首套軍民融合安全級DCS平臺――“龍鱗”系統。據瞭解，該系統由中核集團中國核動力研究設計院（以下簡稱“核動力院”）研制，適用於多種反應堆控制系統，擁有完全自主知識產權，已通過最高等級功能安全認證，部分關鍵指標達國際領先，具備“走出去”條件。而且，該系統還將用於後續“華龍一號”等核電項目。
01、最關鍵的“神經中樞”DCS即分佈式控制系統，廣泛應用於石油、化工、燃煤發電等現代工業生產領域，相當於“神經中樞”，控制工業生產運行。“相比應用廣泛的非安全級DCS，像‘龍鱗’系統這樣應用於核能領域的安全級DCS作用更為關鍵。”核動力院設計所副總工程師王遠兵告訴記者，“危險情況下，安全級DCS需要確保核反應堆能夠安全停堆，並進行事故後監測。就像汽車的制動系統，是確保安全性的最關鍵部分。”“安全級DCS不是一個簡單的儀控系統，其安全功能的實現需要整個反應堆各項設備設計的支撐。”核動力院副院長吳琳表示，“包括反應堆控制棒、主泵、各種閥門等，各項設備的運行狀態、參數，都需要接受DCS信號的操縱，DCS的設計運行也要考慮各設備的運行工況，需要多個專業協同完成。”“高溫、高濕度，甚至發生地震，核電廠安全級DCS都要保證正常工作，電纜、儀表、元器件、接口乃至機位都不能出問題。”核動力院核電工程指揮部常務副總指揮許餘告訴記者，“安全級DCS作為核電廠安全保障的核心系統，一旦核電廠發生事故，需要在各種惡劣工況下依然可用。”正因如此，可靠性成為核電安全級DCS的核心競爭力。據介紹，“龍鱗”系統目前已通過各種復雜工況下的可靠性測試，信號誤碼率由行業通行標準的10-10進一步降至10-11。今年9月1日，“龍鱗”系統安全級顯示單元正式通過中國核能行業協會組織的專傢鑒定，總體技術達到國內先進水平，部分關鍵技術指標實現瞭國際領先。02、通過嚴苛驗收標準在核動力院“龍鱗”系統生產現場，一排排看似普通藍色的機櫃內部卻內藏玄機：機箱中整齊搭載著“龍鱗”系統的基礎板卡，端口位置與線路走向設計簡潔、互不幹擾，就連機櫃外殼的安裝與結構，都融入瞭針對性的設計――“龍鱗”系統必須在軟件、硬件、系統集成各方面均實現穩定安全，才能確保核電設備運行可靠。為瞭驗證產品的可靠性，“龍鱗”系統經歷瞭包括環境試驗、電磁兼容試驗、抗震試驗、長期穩定性試驗等一系列嚴格的鑒定試驗，以保證在預期的合格壽期內不存在因設計、制造缺陷，或因儲存、運輸、安裝、調試及使用不當等原因造成的缺陷或失效。今年6月21日，來自國內核電安全相關部門的“考官”齊聚核動力院核級設備鑒定中心，見證“龍鱗”系統模擬件機櫃成功通過地震試驗。“我們做瞭一個可以包絡目前所有國內核電廠址情況的地震響應圖，並以此開展試驗。試驗證明，‘龍鱗’系統在實驗過程中穩定可靠，試驗後機櫃結構完好、功能性能穩定。”許餘介紹，“試驗結束後，我們又進行瞭強度為之前1.4倍的地震試驗，並再次成功，體現瞭‘龍鱗’系統在設計上較高的安全裕度。”“‘龍鱗’系統的驗證測試，除瞭我們自己之外，也有第三方實驗室進行獨立測評，可靠性具有高可信度保障。”核動力院設計所所長助理、龍鱗技術負責人劉艷陽告訴記者，“以軟件為例，按照核安全法規相關要求，核動力院組建瞭人員、財務、物理空間獨立的團隊，對核電廠安全級軟件進行驗證與確認（V&V）。在此基礎上，又邀請外部第三方團隊開展獨立的V&V工作，以確保DCS平臺軟件的安全可靠。”03、厚積薄發自主化2013年，核動力院正式開始“龍鱗”系統的設計工作。五年多來，項目團隊要利用原先軍用項目積累的相關基礎與技術儲備，通過自主研發，將技術轉化為一個符合國際最高標準的核級DCS產品，並且要通過國傢核安全局、國防科工局的雙重審查，建設之初面臨巨大壓力。“剛開始做這個項目時，團隊隻有十幾個人。”許餘回憶，“一方面，當時中核集團沒有安全級DCS產品，另一方面海外項目逐步落地。出於自主化和走出去的需求，安全級DCS的研制勢在必行。”作為我國唯一集核反應堆工程研究、設計、試驗、運行和小批量生產為一體的大型綜合性科研基地，核動力院的優勢隨著“龍鱗”系統的研發逐漸體現出來。“從嶺澳二期，到紅沿河，再到AP1000項目，我們和阿海琺、三菱、西屋等公司交流學習，對DCS相關設計技術也在不斷進步。”劉艷陽表示，“從最開始隻能跟著人傢當學生，到後來逐漸並排跑，到最後外放設備運行遇到問題，我們反過來提供技術支持。”吳琳指出，核動力院不僅實現瞭自主化安全級DCS的研發，還具備瞭為現有核電廠的其他安全級DCS進行改造維護的能力。“創新需要市場，沒有市場的創新是蒼白的。‘龍鱗’系統填補瞭中核自主安全級DCS的空白，也為設備的長期運行提供瞭保障。更進一步，對其他核電廠的DCS進行維護，拓寬市場的同時，收到的經驗反饋也有助於對我們自己的產品提升優化。”“‘龍鱗’DCS是具有完全自主知識產權的，出口不存在障礙。其中部分元件目前還沒有實現國產，但都屬於‘貨架產品’，可以進行國際采購，不會受制於人。”針對社會關心的“卡脖子”問題，核動力院設計所副所長李慶告訴記者，在軟件開發、系統集成方面，“龍鱗”系統目前已實現國產，硬件方面的國產化也已提上日程，“為瞭防患於未然，核動力院已與國內企業開展合作，推進相關元件的國產化工作。”（編輯：Wendy）
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