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摘要:核电仪控系统是核电厂内配置的常用设备类型之一,其运行情况关系着核电厂的运行效率、安全性。当下国内大部分二代改进式核电站主要是遵照法国标准建设的,长期以来没有形成完整的、有自主知识产权的核电标准体系。本文积极分析当下国内核电仪控的技术发展应用现状,以完善我国核电标准体系为目标,有选择性的借鉴他国形成的标准内容,并预测核电仪控系统的发展趋向。
关键词:核电仪控系统;标准应用;技术现状;发展趋向
引言
改革开放的数十年中,我国综合实力明显提高,各行业均快速发展,取得的成绩是显而易见的。在核电厂业务运行过程中,核电仪控系统是影响其质量、安全性的主要因素之一,故而应不断完善核电仪控系统运行技术方案,进而为核电厂早日实现数字化建设提供更可靠的技术支持。站在技术层面上分析,深度理解与应用规范及实现自主化、国产化,都和相关技术的学习、吸收及消纳情况,这是我国建设出自主型核电标准体系的重要能力基础。
1、核电仪控技术现状分析
国内前期投入运营的商用核电站,比如大亚湾、秦山二期等,站内配置使用模拟仪控系统基本上是从国外引进的。秦山二期核电厂是在国外技术的协助下实现生产、运营的。近些年中,核电项目在运行安全性、有效性等方面均有提升。国内在建与拟建的核电工程为更好的满足新时期社会发展的现实需求,逐渐安装数字化仪控系统,针对已建成的核电站项目,为延长其使用寿命,将实现数字化改造升级也整合至日程中。迄今为止,我国仪控系统设备成套供应商大多数是始源于外国,核电厂工程也亦如此。客观的讲,我国在仿真模拟仪控系统方面已经形成了一定生产制造能力,在数字化仪控系统实现方面也形成一定雏形。Siemens(西门子)、ABB、Honeywell等公司在中国仪控市场中占据着较大的份额。不管是田湾核电站、还是福清,活着是红沿河核电站等,国内很难有
成套的供应商参与。设计层面上基本上能实现中国自主,但仪控装置以外方为主[1]。这样,从早期设计、制造至组装、调试等过程在运行阶段,被迫借用外方提供的标准规范去指导、管控建设全过程,否则,将会对项目建设质量及可靠性均形成较大的不良影响。虽然近些年国内在该方面做出很多努力,并且在实践中持续学习、吸收、消化国外标准,为完善国家标准提供可靠的支持,但是在该方面基本上是翻译、编译的文本。通过解读以上这种状况,不难发现国内核电仪控系统的综合技术水平与技术标准形成方面对外方表现出较高依赖性。
2、有选择性的借鉴国外标准建设国家标准
2.1吸收、消化原标准的问题
不管是哪种类型的标准,从本质上分析,其均是对外集中表现出行业技术的发展、应用现状。而与之相配套的标准体系能整体呈现出本行业在技术层面上持有的技术优势,这也就间接的呈现出本行业所在国的有关技术由开发设计到生产制造、最后实现市场化的综合优越性。解读IAEA,、IEC等国际组织既往颁发的标准规范,去基本上是和在国家相关行业领域中持有领导性地位的
跨国公司内技术专家系统化协商后拟定的。对国外标准内容翻译时和翻译常规技术材料之间存在一定差异,字、词、句、文的精准性直接关系着原文技术内涵抵达的深度。既往有部分群体持有中国技术能力和国外相比明显逊色这一观点,故而可以采用减少原标准内部分管束性条件进而增强对我国基本国情的适应能力,使设备制造尽早实现国产化有更强大的动力支撑。以上这种方法仅是釜底抽薪[2]。但是我国必须肯定国外技术的先进性,和其相配套的标准具有一定垄断性在所难免。但是如果仅是为破坏“技术性垄断”,刻意的削弱标准要求而组织国内设备制造,那么制造出的产品很难经得起时间的历练。只有精准把控国际前沿科技,科学应用,方能逐渐和国际接轨,逐渐使制定出的标准实现国产化,循序渐进推向世界实现国际化。
翻译或编译国外既往形成的标准时,单纯有十分专业的外语能力很难实现翻译、编译工作质量最佳,怎样将原标准的高技术含量表现出来是应重点考虑的问题。标准所呈现出的技术含量为科研与技术实践应用领域在漫长实践中积累下来的。
本文以仪控系统为实例进行分析,元器件由最初的分立式器件,发展至集成化电路,最后打至今的规模化微米级集成式电路,系统由最初传统模拟系统最后发展至智能化系统,需要历经数十年,这就意味着翻译或编译国外部分标准为我国发展所应用时,应积极探索隐藏在国外标准之后的技术发展历程、特征等,精准把控,将误解、错解等情况的发生率降至最低。
2.2时间滞差相关问题
和传统机械化技术相比较,仪控技术的发展更快速、更具多变性,在家居电视、平板电脑等领域中均有应用实例,虽然技术体系结构在半个世纪前就在实用性、低成本性及环保性等方面进行了论证分析,而后才将其用于项目建设实践中[3]。
核电厂主控室的屏幕与计算机、电视在基础技术方面基本没有显著差异,和欧美等发达国家相比较,国内在该方面只有的技术能力明显偏低,这也是标准制定阶段不能完全摆脱国外生产商或国际标准的主要原因之一。核电厂从前期规划设计,到中期建造,再到后期交付应用,历时较长,很可能在选型环节可行性被证实,但在现场使用后就被淘汰。另外,国内核电厂建设阶段过渡的追踪国外技术,自身持有的追踪能力偏低,外加外方会有一定保留,很少将最优异的技术提供给他国。在这样的情境下,我国学习到的国外先进技术,用最通俗的话语讲就是“二手货”。在该方面最典型的实例之一便是仪控系统在核电建设中的应用,国外如果不持续应用,很可能导致国内在这方面常态化。我国在仪控系统方面对国外技术亦步亦趋的表现,传递出我国关于该项技术不管是设计开发,还是生产制造环节上均缺少强大的支持,以上是一种综合性的技术落后的表现。
3、预测核电站仪控系统的发展趋势
在后续几年中,我国核电站仪控系统发展趋势主要是整合传统分散控制系统DCS与可编程YLC及现场总线FCS的优越性,仪控装置会具备如下几点优势[4]:
3.1有效处理设备老化问题
这主要得力于总线FCS内配置的控制器数目偏少,利用现场的智能化调控功能,减少设备老化事件发生的风险,明显提升其应用过程的安全性、可靠性,资源利用率也相应提升。在FCS故障诊断技术得协助下,能够快速检测出仪控设备运行阶段突发的故障问题,便于检修人员有效处理。
3.2运行管理分析
完善后的仪控设备能够清晰、动态的录入电厂的运转参数,并将其集中存储至计算机内。操作员能快速、精准的分析数据库的信息,包括安稳性、故障异常分析及供电经济效益等指标
3.3成本分析
在多功能现场智能化装置的协助下,能够直接数字化调控核电站设备的运行状态,鉴于FCS内置变送器数目偏少的现状,使其和就地设备的连接数目相应减少,压缩了基建费用,这是核电站运行经济效益提升的重要基础。
结束语
从宏观层面上分析,和国外相比较,我国核电站仪控技术表现出明显的滞后性,对国内有关标准的编制及标准体系的建设、完善过程形成一定抑制作用。在未来的很长一段时间中,我国仪控系统的标准依然会以引用国外标准为主,基于系统化学习、吸收、消化过程后,将其合理的翻译或编译成符合我国国情的标准。
参考文献:
[1]张冬,张志良,王少华.“华龙一号”数字化仪控系统网络安全设计[J].核科学与工程,2021,41(01):63-70.
[2]杨时建,陈林,刘一宁,等.钳形接地电阻测试仪在核电仪控系统的应用[J].仪表技术,2020(11):13-16.
[3]唐国永,韩寅驰.核安全级数字化仪控平台板卡测试临界值处理[J].电子测试,2020(22):8-10.
[4]张登超,高连国,方国辉.核电厂数字化仪控系统全范围模拟机仿真方式研究及应用[J].自动化博览,2020(07):52-56.