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我国首套军民融合核安全级DCS平台

2018-12-08 13:23:12 • 来源：科学网

我们的核电站什么时候才能用上自主的安全控制系统?这个“扎心”的问题终于有了答案。

12月6日，中核集团自主研发的我国首套军民融合核安全级DCS平台——“龙鳞”系统(NASPIC)正式发布，意味着中国将不再受国外技术垄断的钳制，使我国成为了世界上少数完全掌握该技术的国家。

一个梦想：仪控系统自主化

数字化控制系统(DCS)被称为核电站的中枢神经系统，其中安全级DCS作为DCS的关键组成部分，是负责“保命”的部分。

安全级DCS用来完成事故工况下反应堆安全停堆、专设安全设施驱动等功能，限制或减轻事故后果，保障反应堆及人员安全，是核电站安全运维的关键。

简单来说，安全级DCS的作用就在于发生事故时紧急“刹车”，确保反应堆安全，确保环境及公众安全。

不过，目前中国大部分的在役核电站都依赖于进口的DCS系统，核心技术受制于人，购买、运行、维护成本极高。

中核集团中国核动力研究设计院(以下简称“核动力院”)设计所所长助理刘艳阳回忆说，上世纪八九十年代，核动力院承担了秦山二期仪控系统的设计，但只负责核仪表系统的设计，设备则需要从国外采购。

“有一次在验收产品时，设计人员发现技术指标与设计需求存在差异，希望这家公司进行整改，却被傲慢地拒绝了。”这让当时的核仪控人如刺在喉，“民族产业不能依赖别人，我们核仪控的发展以后要比肩世界顶尖公司，这是我们的梦想。”

中国工程院院士叶奇蓁表示，中国核电要全面实现自主化、国产化，仪器仪表自然也要如此，而且还要挺进世界前列。

一盘“土菜”：5年占领制高点

“现在回忆起来，当初的胆子的确够大。”核动力院设计所核动力仪控中心主任吴志强笑着说。

在2013年12月“龙鳞”系统平台启动研发之初，存在着一些质疑的声音，认为过于冒进。

但吴志强和他的团队并不服气。那时，经过在核电仪控系统的多年多项目持续耕耘，核动力院虽不能覆盖DCS研发设计、设备制造以及供货服务等全流程，但已经完全熟悉DCS的设计标准、法规要求，具备了系统架构的能力，应该说具有相当的优势和能力。

于是，吴志强带领着不足10个在编人员以及招聘组建的数十名研发人员，踏上了自我挑战之路。

过去5年，他们边“打怪”边召集团队，从最初的不足10人发展到现在的近300人，最终实现了核仪控人30年的梦想。

这是一个年轻的研发团队，他们的平均年龄不到30岁，在他们的脑海里，始终坚信核心技术靠“化缘”是要不来的，必须靠自力更生。

“不亲自造出每一个核心部件，就走不完自主创新的全过程。”吴志强告诉记者，为了尽快推出这盘地道的“土菜”，在过去5年里，特别是从2016年年底到2018年上半年，车间里几乎整夜都是灯火通明的。

从敲定概要方案到交出第一套原型样机，仅用时3个月;从版本固化到试验完成，仅用时12个月;从国家核安全局受理到取证，仅用时25个月。这些都是“龙鳞”系统研发团队创造的辉煌战绩。

一个未来：助力核电“走出去”

DCS集计算机、控制、通讯等多门类学科于一身，是非常庞大而复杂的系统。用于核电厂的安全级DCS技术要求则更高，还受到一系列核安全法规、标准的约束。

吴志强告诉记者，就拿标准来说，经历过日本福岛核事故，国家要求中国的核电要执行最严格、最全面的标准，要梳理欧标、美标和国标这三大套标准，技术门槛非常高。

而这些恰恰造就了“龙鳞”系统的优势。

“龙鳞”系统包括主控制站、信号预处理、安全显示站、网关站、工程师站五大部分，目前在软件和系统集成方面已经实现100%的国产化，具有高安全性、高可靠性的特点。

它继承了军用安全级平台和“华龙一号”先进堆芯测量系统等安全级设备的核心技术，后发优势使之更加成熟可靠;设计、验证、试验鉴定等各个环节符合了最新、最全、最严格的国际和国内标准要求;采用先进可靠的信息安全技术，通信误码率低至10-11，领先国际标准一个量级;机械结构具备高抗震性能，能够保证极端自然条件下的正常工作，满足三代核电要求;研发了具备完全自主知识产权的安全操作系统，有利于之后的程序迭代。

“这一平台拥有完全自主知识产权，已通过最高等级的功能安全认证，部分关键指标达到国际领先水平，适用于核电站、研究堆、小堆等，有助于我国核电技术实现整体出口。”中国核能行业协会主任赵成昆说。

核动力院院长罗琦表示，未来，我们要进一步加大科研攻关力度，加强协同创新，快速在标准领域占领制高点，引领安全级核仪控产品发展，朝着小型化、智能化、无人值守核电厂等方向拓展应用空间。

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