地震、海嘯來(lái)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(guó)企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)、我國(guó)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(guó)家電投召開(kāi)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(guò)中國(guó)國(guó)家核安全局和美國(guó)核管理委員會(huì)（NRC）許可，成為全球首個(gè)通過(guò)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(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)的資質(zhì)。

“拿到中美兩國(guó)的‘許可證’，標(biāo)志著國(guó)家電投下屬企業(yè)國(guó)核自?xún)x具備了在中國(guó)境內(nèi)各類(lèi)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(guó)家電投董事長(zhǎng)王炳華表示，“同時(shí)，該平臺(tái)打破了國(guó)際行業(yè)巨頭的長(zhǎng)期壟斷，實(shí)現(xiàn)了自主化和國(guó)產(chǎn)化目標(biāo)，為中國(guó)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(guó)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?chē)?guó)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(mén)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(guò)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(guó)核自?xún)x總經(jīng)理邱韶陽(yáng)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(lài)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(guó)核自?xún)x和美國(guó)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(lèi)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(guó)核自?xún)x和洛克希德˙馬丁公司兩家企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品，NuPAC平臺(tái)如何歸屬？有無(wú)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(guó)核自?xún)x擁有完整的NuPAC平臺(tái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，自主開(kāi)發(fā)源代碼，并可不受限制地持續(xù)改進(jìn)開(kāi)發(fā)；在滿(mǎn)足中美政府間關(guān)于和平利用核能的框架協(xié)議下，國(guó)核自?xún)x可向全球市場(chǎng)提供平臺(tái)和服務(wù)。”邱韶陽(yáng)說(shuō)，“而且，為保障合作研發(fā)成果在國(guó)內(nèi)真正落地，提升國(guó)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(guó)合作研發(fā)的同時(shí)，同步實(shí)現(xiàn)在中國(guó)國(guó)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N(xiāo)uPAC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(guó)核自?xún)x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(yáng)透露，“通過(guò)CAP1400示范電站工程驗(yàn)證樣機(jī)的成功研制，國(guó)核自?xún)x了實(shí)現(xiàn)三代核電數(shù)字化儀控系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化，具備了工程實(shí)施的資質(zhì)和能力。

在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)開(kāi)拓方面，NuPAC平臺(tái)將應(yīng)用于重大專(zhuān)項(xiàng)CAP1400示范電站項(xiàng)目和海陽(yáng)項(xiàng)目等。在發(fā)布會(huì)當(dāng)天，國(guó)核自?xún)x分別與國(guó)核示范電站有限責(zé)任公司、山東核電有限公司、國(guó)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。