“龍鱗”系統(tǒng)：中國核電“安全盾”

中國的核電站什么時候才能用上自主的安全控制系統(tǒng)？這個“扎心”的問題終于有了答案。

12月6日，中核集團自主研發(fā)的我國首套軍民融合核安全級DCS平臺——“龍鱗”系統(tǒng)（NASPIC）正式發(fā)布。這意味著中國將不再受國外技術壟斷的鉗制，使我國成為世界上少數(shù)完全掌握該技術的國家。

一個夢想：儀控系統(tǒng)自主化

數(shù)字化控制系統(tǒng)（DCS）被稱為核電站的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。其中，安全級DCS作為DCS的關鍵組成部分，是負責“保命”的部分。

安全級DCS用來完成事故工況下反應堆安全停堆、專設安全設施驅動等功能，限制或減輕事故后果，保障反應堆及人員安全，是核電站安全運維的關鍵。

簡單來說，安全級DCS的作用就在于發(fā)生事故時緊急“剎車”，確保反應堆安全，確保環(huán)境及公眾安全。

不過，目前中國大部分的在役核電站都依賴于進口的DCS系統(tǒng)，核心技術受制于人，購買、運行、維護成本極高。

中核集團中國核動力研究設計院（以下簡稱核動力院）設計所所長助理劉艷陽回憶說，上世紀八九十年代，核動力院承擔了秦山二期儀控系統(tǒng)的設計，但只負責核儀表系統(tǒng)的設計，設備則需要從國外采購。

“有一次在驗收產(chǎn)品時，設計人員發(fā)現(xiàn)技術指標與設計需求存在差異，希望這家公司進行整改，卻被傲慢地拒絕了。”這讓當時的核儀控人如鯁在喉，“民族產(chǎn)業(yè)不能依賴別人，我們核儀控的發(fā)展以后要比肩世界頂尖公司，這是我們的夢想”。

中國工程院院士葉奇蓁表示，中國核電要全面實現(xiàn)自主化、國產(chǎn)化，儀器儀表自然也要如此，而且還要挺進世界前列。

一盤“土菜”：5年占領制高點

“現(xiàn)在回憶起來，當初的膽子的確夠大。”核動力院設計所核動力儀控中心主任吳志強笑著說。

在2013年12月“龍鱗”系統(tǒng)平臺啟動研發(fā)之初，存在著一些質疑的聲音，認為過于冒進。

但吳志強和他的團隊并不服氣。那時，經(jīng)過在核電儀控系統(tǒng)的多年多項目持續(xù)耕耘，核動力院雖不能覆蓋DCS研發(fā)設計、設備制造以及供貨服務等全流程，但已經(jīng)完全熟悉DCS的設計標準、法規(guī)要求，具備了系統(tǒng)架構的能力，應該說具有相當?shù)膬?yōu)勢和能力。

于是，吳志強帶領著不到10個在編人員以及招聘的數(shù)十名研發(fā)人員，踏上了自我挑戰(zhàn)之路。

過去5年，他們邊“打怪”邊擴大團隊，現(xiàn)在已發(fā)展到近300人，最終實現(xiàn)了核儀控人30年的夢想。

這是一個年輕的研發(fā)團隊，他們的平均年齡不到30歲。在他們的腦海里，始終堅信核心技術靠“化緣”是要不來的，必須靠自力更生。

“不親自造出每一個核心部件，就走不完自主創(chuàng)新的全過程。”吳志強告訴記者，為了盡快推出這盤地道的“土菜”，在過去5年里，特別是從2016年年底到2018年上半年，車間里幾乎整夜都是燈火通明的。

從敲定概要方案到交出第一套原型樣機，僅用時3個月；從版本固化到試驗完成，僅用時12個月；從國家核安全局受理到取證，僅用時25個月。這些都是“龍鱗”系統(tǒng)研發(fā)團隊創(chuàng)造的輝煌戰(zhàn)績。

一個未來：助力核電“走出去”

DCS集計算機、控制、通信等多門類學科于一身，是非常龐大而復雜的系統(tǒng)。用于核電廠的安全級DCS技術要求則更高，還受到一系列核安全法規(guī)、標準的約束。

吳志強告訴記者，就拿標準來說，汲取日本福島核事故的教訓，國家要求中國的核電要執(zhí)行最嚴格、最全面的標準，要梳理歐標、美標和國標這三大套標準，技術門檻非常高。

而這些恰恰造就了“龍鱗”系統(tǒng)的優(yōu)勢。

“龍鱗”系統(tǒng)包括主控制站、信號預處理、安全顯示站、網(wǎng)關站、工程師站五大部分，目前在軟件和系統(tǒng)集成方面已經(jīng)實現(xiàn)100%的國產(chǎn)化，具有高安全性、高可靠性的特點。

它繼承了軍用安全級平臺和“華龍一號”先進堆芯測量系統(tǒng)等安全級設備的核心技術，后發(fā)優(yōu)勢使之更加成熟可靠；設計、驗證、試驗鑒定等各個環(huán)節(jié)符合最新、最全、最嚴格的國際和國內標準要求；采用先進可靠的信息安全技術，通信誤碼率低至10-11，領先國際標準一個量級；機械結構具備高抗震性能，能夠保證極端自然條件下的正常工作，滿足三代核電要求；研發(fā)了具備完全自主知識產(chǎn)權的安全操作系統(tǒng)，有利于之后的程序迭代。

“這一平臺擁有完全自主知識產(chǎn)權，已通過最高等級的功能安全認證，部分關鍵指標達到國際領先水平，適用于核電站、研究堆、小堆等，有助于我國核電技術實現(xiàn)整體出口。”中國核能行業(yè)協(xié)會主任趙成昆說。

核動力院院長羅琦表示，未來將進一步加大科研攻關力度，加強協(xié)同創(chuàng)新，快速在標準領域占領制高點，引領安全級核儀控產(chǎn)品發(fā)展朝著小型化、智能化、無人值守核電廠等方向拓展應用空間。