地震、海嘯來襲 如何保障核電站安全運(yùn)行

2017/2/3 11:11:38

歷時(shí)六年，由中美兩國企業(yè)聯(lián)合開發(fā)、我國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核電安全級(jí)數(shù)字化儀控系統(tǒng)平臺(tái)——NuPAC平臺(tái)將正式進(jìn)入到產(chǎn)品制造和應(yīng)用階段。

記者1月5日從國家電投召開的新聞發(fā)布會(huì)上了解到，NuPAC平臺(tái)已于2016年12月先后通過中國國家核安全局和美國核管理委員會(huì)（NRC）許可，成為全球首個(gè)通過中美政府核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)行政許可的核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)平臺(tái)，具備了直接進(jìn)入國內(nèi)和國際市場(chǎng)的資質(zhì)。

“拿到中美兩國的‘許可證’，標(biāo)志著國家電投下屬企業(yè)國核自儀具備了在中國境內(nèi)各類核電機(jī)組提供核級(jí)數(shù)字化儀控系統(tǒng)的能力和資質(zhì)。”國家電投董事長(zhǎng)王炳華表示，“同時(shí)，該平臺(tái)打破了國際行業(yè)巨頭的長(zhǎng)期壟斷，實(shí)現(xiàn)了自主化和國產(chǎn)化目標(biāo)，為中國先進(jìn)核電技術(shù)進(jìn)入世界市場(chǎng)提供了技術(shù)準(zhǔn)入，具有里程碑意義。”

基于FPGA技術(shù)的“安全衛(wèi)士”

數(shù)字化儀控系統(tǒng)猶如核電站的“神經(jīng)中樞”，對(duì)確保核電站的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，而反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)平臺(tái)作為“神經(jīng)中樞”中最關(guān)鍵的核心設(shè)備，能夠在核電站發(fā)生諸如地震、海嘯等異常事故工況下，保證核電站安全停堆。NuPAC平臺(tái)扮演的，正是核電站“安全衛(wèi)士”這一關(guān)鍵角色。

據(jù)國家核電總經(jīng)理王中堂介紹，NuPAC平臺(tái)最大的特點(diǎn)，是采用了受國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）推崇、具備高可靠性的最新一代反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)優(yōu)選技術(shù)方案——FPGA技術(shù)（基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）。

“借助FPGA技術(shù)，NuPAC平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了獨(dú)特的分散式物理結(jié)構(gòu)，能獲得比傳統(tǒng)基于CPU的系統(tǒng)平臺(tái)更高的可靠性。通過采用純硬件電路實(shí)現(xiàn)方案，有效克服了由軟件（尤其是操作系統(tǒng)）引入的不確定性、不可驗(yàn)證性和軟件共因失效的概率。FPGA技術(shù)可以有效抵御病毒或人為的網(wǎng)絡(luò)攻擊，可為系統(tǒng)提供更好的安全性。”國核自儀總經(jīng)理邱韶陽介紹，“就像電腦的CPU在運(yùn)行時(shí)，其他軟件的安裝可能會(huì)影響系統(tǒng)安全，但FPGA技術(shù)不依賴于軟件運(yùn)行，而是實(shí)現(xiàn)了軟件硬件化，具有本質(zhì)安全特性，可以給核電站運(yùn)行提供最高的安全屏障。”

“FPGA技術(shù)已在航空航天等領(lǐng)域廣泛地成功應(yīng)用，國核自儀和美國洛克希德˙馬丁公司以此為基礎(chǔ)聯(lián)合研發(fā)出NuPAC平臺(tái)，不僅能用于所有堆型核電機(jī)組、各類民用核動(dòng)力裝置，也可用于重型燃機(jī)、軌道交通等高安全性、可靠性要求的高端工業(yè)控制領(lǐng)域。”王中堂向記者表示。

中方可單獨(dú)推向市場(chǎng)

作為國核自儀和洛克希德˙馬丁公司兩家企業(yè)聯(lián)合開發(fā)出的產(chǎn)品，NuPAC平臺(tái)如何歸屬？有無市場(chǎng)推廣模式？

“我們與馬丁公司合作研發(fā)，共享知識(shí)產(chǎn)權(quán)。”王中堂解釋。

“國核自儀擁有完整的NuPAC平臺(tái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，自主開發(fā)源代碼，并可不受限制地持續(xù)改進(jìn)開發(fā)；在滿足中美政府間關(guān)于和平利用核能的框架協(xié)議下，國核自儀可向全球市場(chǎng)提供平臺(tái)和服務(wù)。”邱韶陽說，“而且，為保障合作研發(fā)成果在國內(nèi)真正落地，提升國內(nèi)生產(chǎn)制造核安全級(jí)數(shù)字化儀控系統(tǒng)設(shè)備的自主化能力，在美國合作研發(fā)的同時(shí)，同步實(shí)現(xiàn)在中國國內(nèi)設(shè)備制造。”

資料顯示，核電站數(shù)字化反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)及其NuPAC平臺(tái)的研制先后經(jīng)歷了三個(gè)階段，即通用平臺(tái)原理樣機(jī)研制、工程樣機(jī)研制和工程產(chǎn)品驗(yàn)證樣機(jī)研制。

在第二個(gè)階段，工程樣機(jī)按照AP1000反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)典型B序列功能進(jìn)行配置，目前已完成初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、硬件生產(chǎn)和測(cè)試、系統(tǒng)裝配、集成測(cè)試、獨(dú)立驗(yàn)證與確認(rèn)、以及設(shè)備鑒定等工作；

而在第三個(gè)階段，國核自儀目前已完成CAP1400反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)工程平臺(tái)驗(yàn)證樣機(jī)的概念設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和硬件制造，完成工程平臺(tái)驗(yàn)證樣機(jī)的集成制造工作，并于2016年12月底完成工程平臺(tái)驗(yàn)證樣機(jī)的集成與功能測(cè)試。

“工程產(chǎn)品驗(yàn)證樣機(jī)的研制成果可以直接應(yīng)用于CAP1400示范工程的機(jī)組設(shè)備。”邱韶陽透露，“通過CAP1400示范電站工程驗(yàn)證樣機(jī)的成功研制，國核自儀了實(shí)現(xiàn)三代核電數(shù)字化儀控系統(tǒng)國產(chǎn)化，具備了工程實(shí)施的資質(zhì)和能力。

在國內(nèi)市場(chǎng)開拓方面，NuPAC平臺(tái)將應(yīng)用于重大專項(xiàng)CAP1400示范電站項(xiàng)目和海陽項(xiàng)目等。在發(fā)布會(huì)當(dāng)天，國核自儀分別與國核示范電站有限責(zé)任公司、山東核電有限公司、國核廣東湛江核電有限公司及中電投廣西核電有限公司簽署了合作協(xié)議。