国产欧美日韩精品a在线观看-国产欧美日韩精品一区二区三区-国产欧美日韩精品综合-国产欧美中文字幕-一区二区三区精品国产-一区二区三区精品国产欧美

    <編者按>  核電是一種安全可靠清潔的能源。中國自1985年開工建設(shè)第一座核電站──秦山一期核電站至今，已建成秦山、大亞灣、嶺澳核電站。中國已掌握了核電站建造、安全運行、停堆換料的整套技術(shù)，成為世界上第7個能夠自行建設(shè)核電站、第8個出口核電站的國家。到2003年，核發(fā)電量占全國總發(fā)電量的約2%。然而，目前全世界正在運行的核電機組已達440臺，核電在全球供電量中比重為16%。這說明我國核電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間依然巨大。面對發(fā)展勢如破竹的核電產(chǎn)業(yè)，本刊記者與中國核電工程有限公司副總工程師、電氣儀控所所長呂冬寶老師一同探討了中國核電發(fā)展的相關(guān)情況。

呂冬寶 （1962-）

        男，漢，研究員級高級工程師，畢業(yè)于西安交通大學(xué)反應(yīng)堆控制專業(yè)，現(xiàn)任中國核電工程有限公司副總工程師，主要研究方向為儀表控制。長期從事核電廠儀表和控制系統(tǒng)的設(shè)計研究，熟悉數(shù)字化安全系統(tǒng)及一般通用控制系統(tǒng)。

        現(xiàn)為注冊自動化系統(tǒng)工程師(注冊ASE)、國務(wù)院大型先進堆核電站專項領(lǐng)導(dǎo)小組專家組成員、國家財政部項目評估專家、機電產(chǎn)品國際招標(biāo)評審專家、國際科技合作重點項目計劃項目專家、國防科工委軍工項目審核中心專業(yè)審核專家、國防工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)化專家組成員、中國自動化儀器儀表學(xué)會委員、國防工業(yè)科技獎評審專家、中核集團科技獎評審專家、入選核工業(yè)集團公司111人才工程和國防工業(yè)511人才工程。






    自動化博覽：核電已經(jīng)成為當(dāng)前中國發(fā)展最快的行業(yè)之一，能否請您為我們分析一下我國核電行業(yè)整體的發(fā)展現(xiàn)狀？

    呂冬寶：中國商用核電站的起步應(yīng)該追溯到20世紀(jì)70年代，是伴隨著核工業(yè)“保軍轉(zhuǎn)民”發(fā)展起來的，1991年秦山一期30萬千瓦機組并網(wǎng)發(fā)電結(jié)束了我國核電零的記錄，隨后引進法國的2×90萬千瓦大亞灣核電站、我國自主設(shè)計建造的秦山二期2×60萬千瓦核電站以及引進加拿大的2×70萬千瓦秦山三期重水堆核電站相繼并網(wǎng)發(fā)電……，到2007年田灣兩臺引進俄羅斯VVER1000核電機組并網(wǎng)我國核電總裝機容量為850萬千瓦，這一系列核電機組都是在當(dāng)時國家“適度” 發(fā)展核電的國策背景下采取單個安排、分散建設(shè)的形式進行。這些核電機組的建設(shè)為后來核電的大發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，造就了一支成熟的核電設(shè)計隊伍，培育出了一批合格的供貨商。

    21世紀(jì)初迎來了核電發(fā)展的春天，國家在引進第三代核電技術(shù)的同時，于2003年正式啟動了秦山二期擴建項目和嶺澳二期項目，這一系列舉措標(biāo)志著國家核電政策的轉(zhuǎn)變。2007年10月國務(wù)院公布的《核電中長期發(fā)展規(guī)劃》(2005-2020 年)中明確的目標(biāo)是，到 2020 年我國核電運行裝機容量將達到4000萬千瓦，在建核電容量達到1800萬千瓦，核電的裝機容量占全國總裝機容量的比例將從目前的1%提升到4% ，明確了“積極”發(fā)展核電的方針。按照國家調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展清潔能源的要求，到2020年核電裝機要達到7500萬千瓦以上。

    如果說前30年核電發(fā)展用冷冷清清來形容，現(xiàn)在核電發(fā)展的形勢應(yīng)該是轟轟烈烈。新項目的立項、開工速度猶如雨后春筍一般。目前批準(zhǔn)在建的主力機組以二代改進型百萬級壓水堆核電站為主，其技術(shù)基礎(chǔ)是早年以中核集團設(shè)計院為主體通過秦山二期和嶺澳二期工程消化吸收法國M310機組而完善起來的二代改進型百萬級壓水堆核電技術(shù)。為了適應(yīng)當(dāng)前核電高速發(fā)展的形勢，中核集團以設(shè)計為龍頭成立了中國核電工程有限公司（CNPE），一方面負責(zé)二代改進型核電廠的工程總承包，另一方面投入力量消化、吸收三代核電技術(shù)，并為在國內(nèi)推廣三代核電技術(shù)作好技術(shù)準(zhǔn)備。轟轟烈烈的核電形勢也激發(fā)了各大電力公司進軍核電市場的積極性，同時也造就了一批新的核電主力軍，如以三代核電技術(shù)引進為主體的國家核技術(shù)公司，再如，以核電運營和工程管理為主業(yè)的中廣核集團也適時進入了核電設(shè)計的市場。在核電建設(shè)的帶動下一大批制造企業(yè)蜂擁而至，希望通過核電設(shè)計的這座橋梁進入到核電設(shè)備供貨的市場。

    自動化博覽：請為我們談?wù)勀壳拔覈姎鈨x控技術(shù)發(fā)展的情況，與國外先進技術(shù)還存在哪些差距？

    呂冬寶：談到國內(nèi)核電廠電氣儀控的技術(shù)發(fā)展，核電行業(yè)應(yīng)該與其他行業(yè)一樣，電氣和儀控分屬于兩個不同的專業(yè)范疇。目前國內(nèi)核電電氣儀控技術(shù)的發(fā)展可以從設(shè)計和設(shè)備兩個層面來說。從設(shè)計技術(shù)來講，我國基本掌握了核電廠相關(guān)的電氣儀控系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)和方法，在對設(shè)計原則的把握、標(biāo)準(zhǔn)的運用和理解以及實際工程上的應(yīng)用方面基本能與國際同步，當(dāng)然電氣儀控系統(tǒng)不能脫離工藝系統(tǒng)單獨存在，電氣、儀控同屬于后工種是為工藝設(shè)計服務(wù)的專業(yè)，對于一些新的堆型以及新的工藝技術(shù)，還需要消化上游工種提出的新功能要求來改進自身的電氣儀控設(shè)計，差距主要體現(xiàn)在對相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的制定和解釋方面沒有主動權(quán)，缺少理論研究的基礎(chǔ)。為了彌補這些不足，我們也在采取一些措施。目前公司正在籌劃大的研發(fā)基地開展相應(yīng)的研究工作。從電氣儀控設(shè)備技術(shù)來講，通過前一階段的核電建設(shè)，大量的電氣儀控設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了國產(chǎn)化，其中部分國產(chǎn)化的設(shè)備在可靠性和穩(wěn)定性方面與國際先進水平還存在差距，目前還基本處于仿制階段，在材料的使用和工藝設(shè)計方面還有待于改進。還有一些關(guān)鍵設(shè)備有待于開發(fā)研制，比如核級開關(guān)柜所使用的核級元器件、核級DCS平臺等。

    自動化博覽：近些年來，電氣儀控技術(shù)發(fā)生了哪些變化？對核電技術(shù)的發(fā)展起到了哪些推動作用？ 

    呂冬寶：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電氣儀控技術(shù)有了很大的變化，對整個核電技術(shù)的發(fā)展起到了推動作用。

    早期第一代核電站和試驗堆對應(yīng)的20世紀(jì)五、六十年代，當(dāng)時的儀控系統(tǒng)是以電子管、電動單元組合儀表為主要的技術(shù)基礎(chǔ)；八十年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模集成電路的使用，推動了核電廠電氣儀控技術(shù)的進步，我國引進的大亞灣核電站、嶺澳核電站和自主設(shè)計的秦山二期核電站都屬于二代核電技術(shù)，儀控系統(tǒng)大量使用了以模擬技術(shù)為基礎(chǔ)的單元組裝式儀表和繼電邏輯控制系統(tǒng)，計算機只是在局部使用。進入九十年代，隨著通訊和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機化、數(shù)字化的概念逐步被核電行業(yè)所接受，但是由于受核安全和采用成熟技術(shù)理念的影響，全數(shù)字化核電廠在近年才付諸實施。目前新建核電廠，無論是二代核電技術(shù)還是三代核電技術(shù)，在儀控系統(tǒng)設(shè)計中均采用了以DCS為主要監(jiān)控手段的全數(shù)字化儀控系統(tǒng)，對于在役核電廠儀控系統(tǒng)的改造也都優(yōu)先考慮數(shù)字化監(jiān)控設(shè)備。隨著技術(shù)的成熟，智能儀表、現(xiàn)場總線技術(shù)、無線傳輸技術(shù)也必定會在核電行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。

    自動化博覽：核電站對于儀控系統(tǒng)在哪些方面有特殊的要求？

    呂冬寶：所謂特殊要求主要是針對反應(yīng)堆安全、防止反射性外泄所設(shè)置的安全電氣、儀控系統(tǒng)和設(shè)備，要求在系統(tǒng)設(shè)計中必須遵守單一故障準(zhǔn)則、故障安全準(zhǔn)則，滿足應(yīng)急供電、可試驗性要求，滿足質(zhì)保要求、質(zhì)量鑒定要求和抗震設(shè)計要求。對于安全級電氣儀控設(shè)備，必須按照一定的鑒定程序來確認其能夠在整個設(shè)計運行周期內(nèi)滿足處于需要其作用的環(huán)境條件下執(zhí)行其安全功能的要求。保證在正常和異常條件下以及在事故工況下能夠完成相應(yīng)的功能。　

    除了一些與安全相關(guān)的特殊設(shè)備外，在核電廠中所使用的大量電氣儀控設(shè)備仍屬于一般的工業(yè)產(chǎn)品。

    自動化博覽： 一直以來國家在大力發(fā)展核電裝備自主化，我國核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)目前在自主化方面發(fā)展情況如何？

    呂冬寶：數(shù)字化儀控系統(tǒng)的生命周期包括設(shè)計、系統(tǒng)集成、調(diào)試、運行維護幾個環(huán)節(jié)，它的基礎(chǔ)是可靠的DCS產(chǎn)品和設(shè)備。實現(xiàn)國產(chǎn)化必須抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)，認清事情的本質(zhì)。否則只能是形式上的國產(chǎn)化，“無芯”的高技術(shù)。

    （1）儀控系統(tǒng)設(shè)計自主化是龍頭

    儀控系統(tǒng)的設(shè)計是儀控相關(guān)設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn)化的源動力，包括DCS技術(shù)規(guī)格書在內(nèi)的所有儀控設(shè)備的規(guī)范要求都是建立在儀控系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)之上。如目前國產(chǎn)化走在前面的核級電纜、核級變送器、貫穿件等已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化的設(shè)備都是在設(shè)計院的配合和合作下開發(fā)出來的。

    當(dāng)然儀控系統(tǒng)設(shè)計本身也存在國產(chǎn)化的問題，特別是儀控系統(tǒng)采用數(shù)字化設(shè)備之后，做為儀控系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)的工藝要求（包括安全要求、運行要求和監(jiān)督控制要求）都需要進一步的分析、改進、優(yōu)化和提高。

    在役的田灣核電廠是我國第一座全數(shù)字化的核電廠，其儀控系統(tǒng)的設(shè)計和系統(tǒng)集成是由西門子公司提供的，硬件設(shè)備采用了西門子的TXP和AREVA的TXS。俄羅斯相關(guān)設(shè)計院提供了全套的安全要求、運行要求和控制要求。

    在建的嶺澳二期核電站是我國自主設(shè)計第一座的全數(shù)字化核電站，儀控系統(tǒng)的設(shè)計是由核二院（中國核電工程有限公司的前身）為主及國內(nèi)相關(guān)設(shè)計單位參與完成的，系統(tǒng)集成供貨由AREVA負責(zé)，硬件設(shè)備采用了西門子的TXP和AREVA的TXS。儀控系統(tǒng)的設(shè)計是在法國專家的咨詢下由國內(nèi)設(shè)計單位全面負責(zé)。

    從田灣核電站到嶺澳二期核電站，核電廠數(shù)字化儀控系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)向國產(chǎn)化邁出了第一步。通過嶺澳二期項目積累了經(jīng)驗也發(fā)現(xiàn)了問題，后面還有很多的課題需要研究，需要進一步對電廠的安全、運行進行分析，提出更加合理的安全、運行和控制方面的要求，充分發(fā)揮數(shù)字化設(shè)備的優(yōu)勢。

    針對這些問題，中國核電工程有限公司在組織上進行了調(diào)整，成立了總體運行所，其職能之一是分析并提供核電廠的安全要求和運行要求。同時在電儀所內(nèi)部設(shè)立了專門的主控室設(shè)計的專業(yè)室，負責(zé)全數(shù)字化主控室的設(shè)計，為后續(xù)核電項目的設(shè)計自主化提供了組織上的保證。

    （2）DCS設(shè)備國產(chǎn)化是基礎(chǔ)

    可靠、先進的DCS設(shè)備本身是儀控系統(tǒng)數(shù)字化的一個基礎(chǔ)，也是數(shù)字化儀控系統(tǒng)實現(xiàn)國產(chǎn)化的一個基礎(chǔ)。核電用DCS設(shè)備分為兩類，一類是通用DCS設(shè)備，從設(shè)備可靠性角度來講，其要求是滿足一般的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與電力、石化等行業(yè)采用的DCS設(shè)備要求基本一致。國外產(chǎn)品有ovation、TXP、I/A、inf-90等，國內(nèi)也有一些很有潛力的供貨商如：和利時、浙大中控等，在國民經(jīng)濟各主要領(lǐng)域中DCS的使用已經(jīng)十分普遍。目前大型工程的DCS基本上還是由國外系統(tǒng)壟斷，而在中、小工程和某些市場細分中，國產(chǎn)DCS已經(jīng)占有優(yōu)勢。核電屬于超大型工程，DCS在核電中的應(yīng)用還處于起步階段，在DCS成熟應(yīng)用的基礎(chǔ)上應(yīng)該進一步考慮采用國產(chǎn)的DCS設(shè)備，目前國內(nèi)DCS供貨商，如和利時和浙大中控的產(chǎn)品正逐漸趨于成熟和穩(wěn)定，與國外產(chǎn)品的技術(shù)差距也在縮小。可以逐步引入到核電廠非安全系統(tǒng)的應(yīng)用中。另一類是核電專用的DCS產(chǎn)品，這也是我們通常所說的核級DCS（安全系統(tǒng)平臺），核級DCS產(chǎn)品其軟硬件本身的制造開發(fā)過程不僅必須滿足一般的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還要滿足核安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，國外相關(guān)的產(chǎn)品有TRCON、TXS、SPIN、AC160 等。這方面我國還屬于空白。這類產(chǎn)品在國外通常有兩種做法，一種是基于一般工業(yè)中的、用于安全保護功能的故障安全產(chǎn)品，通過改進、試驗、鑒定升級為核級DCS，如TRCON、AC160；另一種做法是針對核電的特殊要求進行開發(fā)如TXS、SPIN。前一種產(chǎn)品由于有大規(guī)模的制造和應(yīng)用作為基礎(chǔ)，通常其可靠性和穩(wěn)定性更優(yōu)。

    這個環(huán)節(jié)的國產(chǎn)化工作，由于與DCS產(chǎn)品本身的設(shè)計技術(shù)制造密切相關(guān)，可以考慮通過提升其現(xiàn)有產(chǎn)品的性能、結(jié)合部分技術(shù)引進等手段達到國產(chǎn)化目標(biāo)。

    （3）系統(tǒng)集成是關(guān)鍵

    核電廠數(shù)字化儀控系統(tǒng)的集成，是根據(jù)儀控系統(tǒng)設(shè)計的要求，用DCS硬件板卡、機柜（含系統(tǒng)軟件、工具軟件等）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫及相應(yīng)的應(yīng)用軟件組合成為滿足核電廠設(shè)計、運行要求的計算機系統(tǒng)的全過程。 這個過程也就是上面所述兩部分的結(jié)合過程，根據(jù)設(shè)計院的設(shè)計要求，用成熟、可靠的DCS產(chǎn)品，組合成數(shù)字化儀控系統(tǒng)。

    系統(tǒng)集成有以下幾個顯著特點： 

    a 系統(tǒng)集成要以滿足設(shè)計院設(shè)計要求為根本出發(fā)點。 

    b 系統(tǒng)集成不是簡單的設(shè)備供貨，它體現(xiàn)更多的是設(shè)計，調(diào)試與開發(fā)，是技術(shù)含量很高的行為。 

    c 系統(tǒng)集成包含技術(shù)管理和商務(wù)等方面，是一項綜合性的系統(tǒng)工程。技術(shù)是系統(tǒng)集成工作的核心，管理和商務(wù)活動是系統(tǒng)集成項目成功實施的可靠保障。 

    d 性能價格比的高低是評價一個系統(tǒng)集成項目設(shè)計是否合理和實施成功的重要參考因素。 

    系統(tǒng)集成是一種商業(yè)行為，也是一種管理行為，其本質(zhì)是一種技術(shù)行為。目前國際上DCS產(chǎn)品本身所涉及的技術(shù)已經(jīng)非常成熟。隨著不同行業(yè)的用戶對應(yīng)用軟件的開發(fā)越來越熟悉，DCS的制造商逐步演變?yōu)閮H僅是硬件和系統(tǒng)軟件的供應(yīng)商。對于大型工程項目，一般由工程公司主導(dǎo)，即使國外的DCS制造商也只是起設(shè)備供應(yīng)商的作用。系統(tǒng)集成的工作由工程公司自身或工程公司指定的專業(yè)公司來承擔(dān)。國外核電工程公司如西屋、AERVA在這方面都有專門的隊伍，自己承擔(dān)這部分工作。這些工程公司并不擁有或不完全擁有DCS產(chǎn)品制造技術(shù)。

    國內(nèi)核電行業(yè)采用數(shù)字化控制系統(tǒng)還處于起步階段，隨著行業(yè)的發(fā)展、應(yīng)用技術(shù)的成熟，數(shù)字化儀控系統(tǒng)集成這個環(huán)節(jié)的國產(chǎn)化也是必然的發(fā)展趨勢。這個環(huán)節(jié)的國產(chǎn)化應(yīng)考慮由核電工程公司主導(dǎo)實施。

    （4）數(shù)字化儀控系統(tǒng)全面實現(xiàn)國產(chǎn)化的途徑和現(xiàn)狀

數(shù)字化儀控系統(tǒng)實現(xiàn)國產(chǎn)化需要全面考慮上述三個環(huán)節(jié)。并且三者必須有機的結(jié)合在一起才能達到最終實現(xiàn)數(shù)字化儀控國產(chǎn)化的目標(biāo)。設(shè)計自主化、系統(tǒng)集成自主化和DCS設(shè)備制造國產(chǎn)化。其中設(shè)計自主化可以通過設(shè)計院的努力來完善，目前國內(nèi)設(shè)計院已經(jīng)基本實現(xiàn)了自主設(shè)計。

    對于核電數(shù)字化系統(tǒng)集成的能力目前國內(nèi)還不具備，新成立的廣利核公司在紅沿河、寧德項目中希望借助三菱的力量來建立相應(yīng)的能力。中國核電工程有限公司（CNPE）也一直在探討與國外供貨商合作，并根據(jù)核電DCS國產(chǎn)化的需求，成立了北京中核東方控制系統(tǒng)有限公司，依托在核電設(shè)計領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢以福請、方家山等項目為突破口完善自己在核電DCS方面的系統(tǒng)集成能力，在實施DCS系統(tǒng)集成和提高應(yīng)用能力的過程中，同時考慮DCS設(shè)備制造環(huán)節(jié)的國產(chǎn)化，找出國產(chǎn)DCS與國外先進水平的差距，整改完善自己的非核級DCS產(chǎn)品，并同時提出核級DCS平臺的研發(fā)策略，開發(fā)出滿足核電要求的安全級DCS平臺。

    在DCS設(shè)備國產(chǎn)化方面，核電DCS的國產(chǎn)化進程應(yīng)該高于當(dāng)年石化和電力行業(yè)，目前石化和電力行業(yè)的大型項目還基本以進口DCS設(shè)備為主。

    自動化博覽：能否從技術(shù)、市場的角度分析一下核電儀控系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢？

    呂冬寶：核電儀控系統(tǒng)可粗略分為安全儀控系統(tǒng)和非安全儀控系統(tǒng)兩個部分，安全儀控系統(tǒng)未來將會向更簡潔、更可靠、更緊湊的方向發(fā)展，下一代安全儀控系統(tǒng)很可能會用FPGA技術(shù)替代現(xiàn)有的基于計算機可編程技術(shù)的安全DCS平臺。非安全儀控系統(tǒng)將會伴隨工控技術(shù)的快速發(fā)展廣泛采用基于工業(yè)實時以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，從數(shù)字化向智能化過渡。現(xiàn)場儀表也將逐步向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和微型化發(fā)展。

    后記：未來10年間，美國計劃增加6000萬千瓦核電裝機容量，法國擬更新目前運行的58臺核電機組，印度所規(guī)劃的核電裝機容量提高將近1800萬千瓦，中國可能新增的核電裝機容量更是高達6000萬－9000萬千瓦。各種數(shù)據(jù)強有力地表明了在沉寂了20年之久后，核電產(chǎn)業(yè)逐步復(fù)蘇，全球?qū)⒂瓉砗穗姲l(fā)展的第二個高峰期。

    在全球核電復(fù)蘇的大背景下，中國將“適度發(fā)展核電”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺e極推進核電發(fā)展”方針，并制定核電“2020年建成4000萬千瓦，在建1800萬千瓦”的規(guī)劃目標(biāo)。過去幾十年只能在沿海地區(qū)發(fā)展核電的格局也被打破，核電建設(shè)正向中國內(nèi)陸地區(qū)邁進。中國核電行業(yè)的發(fā)展形勢被一片看好，讓我們共同期待!