自主知识产权的核电站数字化仪控系统平台研制

全数字化仪控系统是先进核电站的重要组成部分,对保护核电站安全运行具有至关重要的作用。通过对安全级数字化仪控系统平台、专用仪控系统、管理工具软件、设备鉴定、VV技术、多样性及纵深防御技术的研究,掌握了核电站数字化仪控系统技术,实现了核级DCS平台"和睦系统"的产品化及其工程应用。目前,该平台已通过专家鉴定,并开始在阳江核电站5#、6#机组进行工程实施,进一步提高了我国核电站的自主化率。     

一种基于FirmSys产品的阳江5、6号机组安全级保护系统功能分配设计方法

伴随着我国三代压水堆核电站自主化进程,中广核集团紧跟国家核电发展的步伐,正在有条不紊地推进拥有自主知识产权的三代压水堆核电站研发进程。阳江5、6号机组的建设是中广核实现自主化三代压水堆战略的一个重要环节。北京广利核系统工程有限公司作为中广核集团唯一一家核电仪控设备供货同时也是国内唯一拥有自主知识产权的核安全级数字化仪控产品（FirmSys）的公司,在阳江5、6号机组承担了提供全厂数字化仪控系统解决方案、供货以及工程实施的重任,其中首次使用核安全级数字化仪控平台FirmSys实现数字化安全级保护系统更是关键环节。本文主要针对使用广利核公司自主研发的核安全级数字化仪控产品平台（FirmSys）为阳江5、6号核电站提供保护系统解决方案中的功能分配方案可行性进行初步的探讨,为将来的工程设计和应用提供有用借鉴。本文首先简要说明了数字化安全级保护系统总体设计方案,然后依据安全重要仪控系统总的设计要求和功能多样性、控制多样性的要求,对保护系统功能按子系统进行分配,以指导后续的子系统功能设计工作。     

我国核安全级数字化仪控技术自主研发取得重大突破

2010年10月24日,具有自主知识产权的核安全级数字化控制平台研制成果在北京发布。这是我国核电仪控发展史上具有里程碑意义的重大突破,标志着我国在核电站安全级数字化仪控系统技术领域实现自主化,国产化的道路上,已迈出了关键的一步。     

核电站非安全级数字化仪控系统国产化及自主化工作实践

核电站数字化仪控系统(Digital Control System,简称DCS)是核电站的信息神经和控制中枢,对于保证核电站安全、可靠、稳定和经济运行以及提升生产管理水平都起着至关重要的作用。但长期以来这一关键系统却被国外供应商垄断,这种现状不符合国家推进核电设备国产化的战略要求,为此实现核电站数字化仪控系统设备国产化和设计自主化迫在眉睫。本文作者从核电站非安全级数字化仪控系统国产化及自主化工作实践的基础上,对核电站非安全级仪控系统设备国产化、设计自主化的过程进行了相关的探讨和介绍。     

核电站仪控系统的底层技术自主化

十几年来,依靠不断的技术积累,在经济体制上实现公司运营,我国自主的DCS经历了三次大的技术升级,现在已经成熟,达到了与国外先进系统水平相当的程度,并在市场上与国外知名的大型自动化系统厂家展开了面对面的竞争,其竞争能力相当强。从技术实力和底层技术自主化的程度看,在核电站全数字化仪控系统自主化的工作中由国内DCS厂家承担战略合作伙伴的角色是完全具备条件的,这样也能够大大加快核电站全数字化仪控系统的自主化进程。     

自主核级DCS首台套的质量保证管理与实践

和睦系统是我国首个具有完全自主知识产权的核级数字化仪控系统(DCS)平台。阳江5号机组是我国首台真正实现DCS设备100%自主化、国产化的百万千瓦级核电机组。如何做好自主核级DCS首台套的质量保证,国内尚缺乏质保工作经验的支撑。核级DCS设计制造需要遵循核安全法律法规要求。结合以往DCS设计制造的实践经验,广利核提出了核级DCS全生命周期质量保证过程,尤其标准化了复杂DCS系统的测试过程以及核级软件的验证与确认(VV)活动。全生命周期的质量保证过程应用在阳江5号机组工程应用过程中的良好实践,为核电领域相关单位后续开展核级DCS设计制造质量保证提供借鉴。     

核电站“神经中枢”实现中国制造中广核自主研发核级DCS平台——FirmSys进入工程应用阶段

核电站全数字化仪控系统（DCS）是核电站重大关键性成套设备之一。其中,核级DCS主要完成事故工况下反应堆安全停堆和事故缓解功能,对于保证核电站安全、可靠、稳定运行发挥着重要作用。目前我国在役核电机组的核级DCS均由国外供货商提供,而这一现状随着中国广核集团下属的广利核公司拥有完全自主知识产权的核级DCS-FirmSys的出现而成为历史。     

压水堆核电站数字化仪控系统典型PID控制设计

PID控制器具有原理简单，稳定性强，鲁棒性好，使用方便的优点而被广泛应用。传统核电站的仪控系统采用模拟调节仪表，随着数字化仪控系统（DCS）技术的逐渐成熟，其在核电站的运行和维护中扮演的角色也越来越重要。本文以海南昌江核电站1、2号机组采用的INVENSYS公司IADCS系统为背景，对单回路PID控制和串级PID控制的数字化实现过程进行阐述，针对实现过程中的手／自动切换扰动和PID控制器的正反作用问题给出了解决方案；这对核电站数字仪控系统中PID控制器的研究具有十分重要的意义。     

全球首座高温气冷堆商用核电站DCS设备出厂

2016年4月6日,总部位于深圳的中广核集团宣布,全球首座高温气冷堆商用核电站华能山东石岛湾核电厂高温气冷堆示范工程的数字化仪控系统(DCS)顺利通过出厂验收。此次出厂交付的设备包括非安全级控制系统(NC-DCS)、多样性驱动系统(DAS)、虚拟控制系统(VDCS),以及与之实现一体化设计的汽轮机数字电液控制系统(DEH)。据介绍,华能山东石岛湾核电厂高温气冷堆示范工程是全球首座具有第四代     

核电站数字化仪控系统纵深防御和多样性研究

采用数字化仪控系统的核电站在安全性、可靠性、可维护性等方面较老式采用模拟式仪控系统的核电站均有提高,但采用数字化仪控会带来软件失效等共因故障问题,国内目前尚无针对仪控系统纵深防御和多样性的标准,参考国际权威机构美国核管会(NRC)的核电站安全分析报告标准评审计划(NUREG-0800)的分支技术要求(BTP 7-19),论述了核电站数字化仪控系统就纵深防御和多样性问题需要遵循的要求及应对措施。     

基于马尔可夫模型的核电站数字化仪控系统可靠性分析

建立核电站典型非安全级数字化仪控系统的马尔可夫模型,计算系统的稳态可用率和平均故障前时间。结果表明,马尔可夫模型可用于核电站非安全级数字化仪控系统的可靠性评估。     

CPR1000核电站数字化仪控系统常规岛I/O通道自动测试工具的应用

本文主要阐述了在CPR1000核电站数字化仪控系统常规岛核电站单体测试中,I/O模块通道测试的新方法和与之配套的新工具。这些方法和工具大大提高了I/O模块通道测试的效率和质量,并填补了国产化核电DCS系统在I/O通道自动测试技术的空白。     

基于FirmSys的三代压水堆核电站核安全级数字化保护系统设计概述

伴随我国三代压水堆核电站自主化进程,在三代压水堆核电站中采用自主化的全数字化仪控技术已迫在眉睫,尤其是核安全级数字化保护系统更是实现全数字化仪控的关键环节。本文主要针对使用广利核公司自主研发的核安全级数字化仪控产品平台(FirmSys)为三代压水堆核电站提供保护系统解决方案的可行性进行初步探讨,为将来的工程设计和应用提供借鉴。本文首先说明了数字化安全级保护系统总体设计方案和系统功能的实现,然后进行了设计准则符合性分析,初步说明技术方案的可行性。     

核电站数字化仪控系统电磁兼容仿真预测技术的研究

本文引述了核电站仪控系统电磁兼容的重要性,通过介绍电磁兼容技术发展的趋势,提出了电磁兼容仿真预测在核电站数字化仪控系统设计过程中的应用理论,说明电磁兼容仿真预测对提高数字化仪控系统的电磁兼容可靠性有重要意义。     

核电站数字化仪控系统开发过程及其验证与确认

分析了三代非能动型压水堆核电站AP1000的数字化仪控系统的开发过程模型,研究了与其开发过程紧密结合的验证与确认技术(V&V),特别是其审查、分析以及测试方法的使用,并提出了设计、测试及V&V过程的文档要求。该开发过程模型和V&V技术具有广泛的工业规范和标准认可度,对于我国自主化的核安全级数字化仪控系统的开发和取证具有重要的借鉴和指导意义。     

临时仪控系统在EPR核电机组调试中的应用

台山核电厂机组控制系统采用数字化仪控系统。受制于三代核电设计变更多、设备鉴定周期长等客观制约因素,数字化仪控系统在1号机组调试启动阶段尚不可用。为满足核回路冲洗试验相关工艺系统的重要过程参数监视和关键设备控制需求,开发了临时仪控系统(TICS)。对输入输出接口类型、软硬件组态、网络结构、端接方案和功能验证方法进行了较深入的研究,提高了TICS抗单一故障能力和抗共模故障能力。结合台山核电厂1号机组核回路冲洗试验的具体调试,证明采用临时仪控系统实现参数监视和设备控制是合理可行的。该方案首次解决了数字化仪控系统进度延误导致工艺系统调试无法按期开展的难题,为后续核电厂的首次调试启动提供了参考。     

新闻

2005’ASEA工作总结大会召开；研华科技打造企业愿景推动ASEA工作进程；我国首台具有自主知识产权的600MW机组DCS系统通过验收；和利时签定“巴基斯坦恰希玛核电厂工程2号机组核电站计算机系统”合同；华硕进军工控机市场与研华合资成立研硕；……[编者按]     

核电站数字化仪控系统工厂测试综述

测试工作是核电站数字化仪控系统生命周期中的一项重要活动,也是保证系统质量的重要手段,是验证和确认的重要工作。根据核电站数字化仪控系统的生命周期模型,系统交付最终客户之前的测试工作分为供应商的测试、工厂测试、现场安装和调试。本文立足于核电站数字化仪控系统的工厂测试工作,以某压水堆核电站数字化仪控系统的工程实施为背景,阐述了工厂测试的目的、范围和相关标准,详细介绍工厂测试的阶段划分和各阶段的主要测试内容;然后重点论述了工厂测试中的测试方法;最后阐明工厂测试的意义,给出工厂测试和现场安装调试之间的联系,强调工厂测试中的部分注意事项。     

三代核电机组数字化仪控系统及其国产化分析

为了进一步理清三代核电机组数字化仪控系统国产化的思路和途径,在对AP1000非能动核电机组仪控系统技术特点进行简要分析的基础上,详细阐述了我国核电发展的新形势以及仪表和控制设备国产化的必要性,指出了技术转让、消化吸收、工程实践和重大专项研究等措施对国产化的重要作用,提出了CAP系列核电机组数字化仪表控制系统国产化的方向和基本规划。这将为国家相关部门的决策提供参考。     

用于安全级专设功能测试的网络化测试系统设计

为验证核电站数字化仪控系统安全级的专设功能,本文提出了一种基于网络的自动化测试系统,重点阐述测试系统的设计,包括网络搭建、通讯实现、测试软件设计等,并举例简述了该系统在CPR1000堆型核电站安全级专设功能测试中的应用.网络化测试系统的使用,实现了核电站数字化仪控系统的闭环测试,能够实时监视测试过程并自动生成删试报告,提高了数字化仪控系统集成测试的效率与质量,降低了测试成本.