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    2018年7月12日，我國首臺采用全自主數(shù)字化儀控系統(tǒng)的核電機組——陽江核電站5號機組具備商業(yè)運行條件，成為核電自主技術(shù)和自主裝備相結(jié)合的工程典范。

    陽江核電站6臺機組

    大國重器必須掌握在自己手里
 
    數(shù)字化儀控系統(tǒng)（DCS）是核電站的“神經(jīng)中樞”，控制著核電站260多個系統(tǒng)、近萬個設(shè)備的運行，對于保證核電站安全、穩(wěn)定運行發(fā)揮著重要作用。它包括負責(zé)電站正常運行監(jiān)視和控制的非核級DCS和完成反應(yīng)堆安全停堆和事故緩解功能的核級DCS兩個部分。尤其是后者，由于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)、研發(fā)投入大、鑒定要求高，長期以來只有少數(shù)發(fā)達國家掌握該技術(shù)。
 
    DCS是隨著計算機、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，在其它工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)成熟應(yīng)用后，被逐步引入到我國核電領(lǐng)域的。我國首個全面采用DCS的核電項目是于1999年開工建設(shè)的田灣核電站1號機組，其DCS設(shè)備全部自國外進口。DCS，尤其是核級DCS，其核心技術(shù)就像是矗立在國人面前的一座大山，高不可攀。核電站的“神經(jīng)中樞”一直依賴進口，核電業(yè)主難以掌握商務(wù)談判的主動權(quán)，項目工期不可控，運維成本居高不下，無法擺脫受制于人的局面。指望國外廠商的技術(shù)轉(zhuǎn)讓不現(xiàn)實，核心技術(shù)只能自主掌握，才能打破制約我國核電發(fā)展的這一瓶頸，擺脫受制于人的局面。
 
    習(xí)近平總書記指出：“重大科技創(chuàng)新成果是國之重器、國之利器，必須牢牢掌握在自己手上，必須依靠自力更生、自主創(chuàng)新。”核電DCS這一關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備必須靠自己研發(fā)，將核心技術(shù)和成果掌握在自己手里。
 
    2005年，為了實現(xiàn)核電DCS的自主化、國產(chǎn)化，中國廣核集團成立了專門從事核電DCS研制的企業(yè)——北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司（以下簡稱“廣利核”）。從2007年至2015年，通過14臺CPR1000核電機組的項目實施，實現(xiàn)了非核級DCS的自主化、國產(chǎn)化。2010年10月，在國家科技部、國家能源局、國家核安全局等相關(guān)部門的大力支持下，廣利核成功研制出我國首個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的核級DCS平臺——“和睦系統(tǒng)”，打破了國外在這一領(lǐng)域的壟斷，實現(xiàn)了核電站“神經(jīng)中樞”中國造，使我國成為全球少數(shù)幾個掌握核級DCS技術(shù)的國家，擋在核電儀控人前面的最后一座山峰被攻克。

    陽江核電站5號機組核級DCS

    堅持創(chuàng)新驅(qū)動 勇走自主之路
 
    作為核電站的關(guān)鍵成套裝備，核級DCS的核心技術(shù)國外不可能轉(zhuǎn)讓，必須進行原始創(chuàng)新。廣利核研發(fā)團隊從最早的十多個人起步，一點點翻譯，一點點消化國際多個權(quán)威組織的標(biāo)準(zhǔn)，通過對國內(nèi)外不同標(biāo)準(zhǔn)的分析梳理，總結(jié)出最高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和要求用在“和睦系統(tǒng)”研發(fā)上，得到國際原子能機構(gòu)專家的認(rèn)可，并作為良好實踐進行推廣。
 
    通過承擔(dān)國家863計劃和科技重大專項中多個重要課題的研究，以及國家能源核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)研發(fā)中心的建設(shè)，廣利核掌握了核級DCS研發(fā)的十大關(guān)鍵技術(shù)，并且攻克了平臺產(chǎn)品化和投入工程應(yīng)用遇到的多項技術(shù)難題，獲得了100多項專利和軟件著作權(quán)。在研發(fā)過程中，團隊還與國家相關(guān)主管部門通力配合，根據(jù)自主研發(fā)中取得的一系列成果，逐步將國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)補充、完善，先后主持和參與編寫國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)20個，為行業(yè)技術(shù)水平的提升做出了積極貢獻。
 
    自主核級DCS平臺“和睦系統(tǒng)”是一個通用的平臺，不僅能夠廣泛應(yīng)用于二代和二代改進型核電站，華龍一號、EPR等三代核電站和高溫氣冷堆示范工程，而且能夠應(yīng)用于船舶、高鐵、航空等其它有高可靠性控制要求的工業(yè)領(lǐng)域。
 
    “和睦系統(tǒng)”技術(shù)先進，采用了全生命周期的可靠性設(shè)計，其質(zhì)量控制、產(chǎn)品設(shè)計和制造嚴(yán)格遵循核安全法規(guī)及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，接受國家核監(jiān)管部門的全過程監(jiān)督。2015年11月28日，中國核能行業(yè)協(xié)會組織來自國內(nèi)核電和自動化領(lǐng)域的多位專家，對“和睦系統(tǒng)”進行了平臺鑒定，認(rèn)為其技術(shù)成果屬國內(nèi)領(lǐng)先，達到國際先進水平，部分技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。
 
    最為重要的是，“和睦系統(tǒng)”采用了自主設(shè)計的操作系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)，近100萬行軟件代碼全部自主編寫，并且設(shè)置了多層次的信息安全縱深防御體系，為核電站的信息安全和網(wǎng)絡(luò)安全提供了進一步保障。這些都是國外同類產(chǎn)品無法媲美的。
 
    通過工程應(yīng)用推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展
 
    “和睦系統(tǒng)”誕生后，不僅成功應(yīng)用到了大亞灣、秦山、嶺澳等核電站的堆芯冷卻監(jiān)視系統(tǒng)改造等項目中，而且應(yīng)用到陽江核電5、6號，紅沿河核電5、6號，華龍一號示范工程防城港核電3、4號，田灣核電5、6號機組，以及石島灣核電站高溫氣冷堆示范工程這9個新建核電項目中，實現(xiàn)了多種核電堆型的覆蓋。它的研制和應(yīng)用，不僅打破了國外對這一裝備的長期壟斷，實現(xiàn)了我國核電站DCS的全面國產(chǎn)化和自主化，帶動了行業(yè)整體技術(shù)水平的提升，而且保證了核電項目建設(shè)的工期和質(zhì)量，有力支持了我國的核電發(fā)展。僅通過上述9個新建核電項目的應(yīng)用，“和睦系統(tǒng)”就已為我國核電項目建設(shè)節(jié)省直接投資近30億元人民幣。
 
    DCS歷來是核電工程建設(shè)的關(guān)鍵路徑，項目工期很難控制，一臺百萬千瓦級核電機組如果晚發(fā)電一天，損失嚴(yán)重。廣利核承擔(dān)的核電DCS項目從未發(fā)生過工期延誤事件，并且已具備為我國核電站提供全生命周期運維保障服務(wù)的能力。“和睦系統(tǒng)”實現(xiàn)應(yīng)用之后，通過工期保證和運維保障為核電業(yè)主帶來的間接經(jīng)濟效益亦非常可觀。
 
    目前，基于“和睦系統(tǒng)”的石島灣核電站高溫氣冷堆示范工程，陽江核電站5、6號機組核級DCS設(shè)備已分別于2016和2017年按期出廠，其余機組的核級DCS工程應(yīng)用項目正在全力推進。陽江核電站5號機組已于2018年5月23日成功并網(wǎng)，7月12日投入商運。

    此外，“和睦系統(tǒng)”已獲得由中國船級社頒發(fā)的船用產(chǎn)品試驗證書，證明可用于海上小堆及大船項目。未來，“和睦系統(tǒng)”將瞄準(zhǔn)更多國內(nèi)核電項目和其它有高可靠控制要求的應(yīng)用領(lǐng)域，如航空航天、高鐵、軍工等，用自主的力量撐起產(chǎn)業(yè)發(fā)展和振興的夢想。

     廣利核自主三代核電主控室

    中國智造踐行“一帶一路”倡議
 
    “和睦系統(tǒng)”自研發(fā)開始就遵循各國相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及導(dǎo)則，并且先后邀請了德國TUV、ISTec等國際權(quán)威工業(yè)認(rèn)證機構(gòu)對其進行功能安全認(rèn)證與獨立第三方驗證與確認(rèn)。2016年7月，“和睦系統(tǒng)”通過國際原子能機構(gòu)（IAEA）獨立工程審評，拿到了進入國際市場的“入場券”。這些認(rèn)證或評估活動的通過，為“和睦系統(tǒng)”進軍國際市場拿到了通行證。特別是IAEA的獨立工程審評，對于“和睦系統(tǒng)”加速通過其他國家核電監(jiān)管機構(gòu)的準(zhǔn)入審查、參與國際核電項目競標(biāo)，具有重要意義。
 
    除海外相關(guān)資質(zhì)的取得，廣利核積極踐行“一帶一路”倡議，加快了國際合作和市場拓展的步伐，已與多家國際知名企業(yè)簽署核電DCS合作協(xié)議或意向書，并基于“和睦系統(tǒng)”完成了阿爾及利亞某研究堆核級儀控的改造，目前設(shè)備已成功上電運行。
 
    2015年10月21日，在國家主席習(xí)近平和時任英國首相卡梅倫的見證下，中廣核與法國電力集團在倫敦簽訂了英國核電項目投資協(xié)議，中國自主三代核電技術(shù)華龍一號落地英國。中廣核通過華龍一號國內(nèi)示范工程——防城港3、4號機組核電項目的實施，打造了中國核電行業(yè)自主技術(shù)和自主儀控裝備結(jié)合的典范，并以此為參考項目，配合英國核能監(jiān)管辦公室和環(huán)境署開展英國通用設(shè)計審查，目標(biāo)是將“和睦系統(tǒng)”應(yīng)用到英國核電項目。
 
    DCS的總承包能力和工程進度控制能力是國內(nèi)外所有核電工程競標(biāo)必須考慮的核心因素。“和睦系統(tǒng)”首臺套設(shè)備在實際應(yīng)用中無工期延誤的良好業(yè)績，也是廣利核“走出去”的又一個信心所在。接下來，“和睦系統(tǒng)”將圍繞華龍一號技術(shù)目標(biāo)出口國和“一帶一路”沿線國家，重點進行市場拓展，爭取實現(xiàn)我國核電自主技術(shù)和裝備共同“走出去”的目標(biāo)。
 
    自主之路，行來艱辛卻利在長遠。只有掌握關(guān)鍵技術(shù)、具備核心競爭力，才能更好地推動國內(nèi)核電技術(shù)向前發(fā)展。改革開放40年，中國核電行業(yè)已經(jīng)完成從學(xué)生到有競爭力的同行的角色轉(zhuǎn)變。而今，曾經(jīng)只能埋頭苦學(xué)的我們已經(jīng)具備抬頭遠眺的實力，中國核電技術(shù)和裝備正通過國內(nèi)規(guī)模化項目的建設(shè)與實踐不斷積淀起“走出去”的自信。

    （作者：車金 北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司）