罗尔斯·罗伊斯——您可以信赖的仪控领导者
2012-01-21
作为核工业的领军企业,在过去的40多年里,罗尔斯·罗伊斯一直致力于帮助客户最大程度地提高核电厂的运营能力以及延长核电厂的寿期。
刘晓伟,罗尔斯·罗伊斯中国区核能业务总监,解释了公司是如何确保核电厂稳定性、可用性和可靠性的。
《中国核电》:请整体介绍一下罗尔斯·罗伊斯的仪表和控制(仪控)解决方案。
刘晓伟:从整体来看,罗尔斯·罗伊斯是一家提供海陆空综合动力系统的全球公司。在核工业领域内,我们一直重点关注向公用事业和反应堆供应商客户提供整体的解决方案以及贯穿反应堆全寿期的长期技术支持服务。我们的业务覆盖核安全、许可证获取及环境评审;设备的设计、制造和供应,也包括在役技术支持和电厂的延寿。罗尔斯·罗伊斯在提供安全级仪表和控制系统方面也是世界领先的佼佼者,拥有超过40年的在全球200个核反应堆成功运行的骄人业绩。我们的整体仪表和控制解决方案基于世界领先的工程技术和最尖端的科技。通过对硬件、电子和软件部件的结合使用,我们为核电站新建项目及在役电站改造项目创建了独一无二的数字化仪控平台。
在过去的40年里,罗尔斯·罗伊斯已经为民用核反应堆设计和制造了数字化安全级系统、控制和监控系统以及安全关键性仪表。安全级系统使用的是Spinline技术,以确保核反应堆的安全性,满足数字化安全级仪控系统的功能要求和安全性要求。罗尔斯·罗伊斯可以提供反应堆保护系统,中子仪表测量系统,专设安全设施触发系统以及柴油装载排序系统。控制和监控系统能够提高电厂的供电能力,降低运行、维护和培训成本。公司还提供控制棒控制系统,控制棒位指示系统、硼计量仪和反应性测量电厂过程控制计算机。由罗尔斯·罗伊斯设计和制造的安全关键仪表,能够在任何条件下提供安全、可靠及精确的测量。这种安全关键仪表包括堆外中子探测器和压力变送器。所有这些系统和解决方案都能帮助核电运营商提高电厂的安全性、可用性和可靠性,同时减少电厂的整体运营成本。
《中国核电》:罗尔斯·罗伊斯如何和客户保持沟通交流,从而让电厂运营实现最优化?
刘晓伟:罗尔斯·罗伊斯致力于向客户提供长期的支持服务,从而确保系统和产品的运行性能最大化,并且相应地为其客户实现最优的供电能力。罗尔斯·罗伊斯和客户签订的长期技术支持协议包括硬件老化、技术革新以及技能和工具维护的解决方案。罗尔斯·罗伊斯和法国电力公司通过一项称为“永久合作”的项目有着紧密的合作伙伴关系,该项目证明了在至少为期25年的合作时间中维持一定程度的技能和知识基础的重要性。罗尔斯·罗伊斯借鉴此经验与中国及捷克共和国客户之间也开展着长期技术支持项目,以确保系统的长期运行。
《中国核电》:罗尔斯·罗伊斯提供的是哪类的技术支持/培训?
刘晓伟:为了确保系统在反应堆全寿期内的安全性和可用性,我们提供完整的技术支持服务:现场维护、淘汰品管理、培训、技术支持和部分或全部的改造等;例如,我们的一些全寿期管理服务能够时刻确保备件的制造和修理能力。客户需要将他们的设备维持在运行状态,从而避免损失运行时间,减少对运行机组的服务和维护。随着仪控系统和技术演变得以满足当今市场的需求,也出现了一个切实存在的风险,即电子元件的短期淘汰问题。这种发展所带来的主要影响就是电子元件的短期淘汰问题。这会导致最终产品的寿期缩短,并且可能会给未来新产品的设计过早地造成额外成本。为了解决这一问题,罗尔斯·罗伊斯提供全寿期管理服务,包括对机组和设备的状况,制造流程和工具,产品供应,淘汰品部件的敏感性和电厂的安全事件进行监控。同时罗尔斯·罗伊斯也会进行风险和价值分析,从而向客户提供最优化的解决方案。
《中国核电》:去年,集团赢得了为法国民用核反应堆改造项目提供支持的合同,这项交易是如何达成的,最新进展如何?
刘晓伟:罗尔斯·罗伊斯是法国电力公司的初始供应商,为该公司在法国的58个核反应堆提供安全级仪控系统。自20世纪70年代晚期以来,罗尔斯·罗伊斯一直在供应数字化中子测量仪表系统、数字化反应堆保护系统和棒控系统,且已经能够确保这些系统的安全性和可用性。2011年年底,罗尔斯·罗伊斯获得了一份价值2.5亿欧元的合同,根据该合同向法国核电站改造项目提供安全级仪控技术和系统。这些系统将安装在法国电力公司所运营的1300 MW机组群的20台核反应堆机组中。罗尔斯·罗伊斯将为反应堆保护系统和核仪表系统提供仪控技术,这些系统和设备都基于罗尔斯·罗伊斯Spinline专利技术。此外,我们还将在控制棒控制系统中使用Rodline技术。这项为期14年的项目将确保在使用罗尔斯·罗伊斯提供的最新仪控技术、系统和部件的整个期间内,核反应堆机组群能够继续满足安全性和许可方面的要求。罗尔斯·罗伊斯在提供安全级仪表和控制系统方面是世界领先的佼佼者,拥有在全球200个核反应堆超过40年的成功运行的骄人业绩。
《中国核电》:什么是Spinline?
刘晓伟:Spinline是一个由罗尔斯·罗伊斯为了实施1E级安全仪控功能而专门设计的通用型数字安全仪控平台。基于40年充分验证的经验,Spinline技术已经成功安装在了60多个核反应堆中。Spinline在符合国际核安全要求的前提下,提高了核反应堆的安全性和可用性;举例来说,罗尔斯·罗伊斯的Spinline反应堆保护系统能够监控关键的反应堆运行参数,并且在遇到紧急情况时将自动关闭反应堆并确定采取何种纠正措施。
《中国核电》:根据中国目前正在发展的核工业,你会怎么描述你们在这个区域的表现呢?
刘晓伟:罗尔斯·罗伊斯从20世纪80年代起就一直和中国的核电运营商有所合作。在这段时间里,罗尔斯·罗伊斯已经向中国目前在役或在建的70%以上的核反应堆提供了核仪表系统和安全关键仪控系统,包括全部31座由中国自主设计的核反应堆。在2011年中,罗尔斯·罗伊斯在中国广东省深圳市成立了一家新的核电服务中心。这家服务中心的成立意在以互动且及时的方式向中国客户提供最高质量的服务。
《中国核电》:你认为福岛事件是否改变了我们对核能安全性的一些假设?
刘晓伟:福岛核事件突出显示了当历史性多重自然灾害同时爆发时,核电厂的潜在安全漏洞。在这次事故后,全球核工业正确及时地进行了以极端自然灾害事件(如地震和洪水)为目标的有针对性的核反应堆安全裕量及在任何初始事件后安全功能失效以及极端灾害事件管理的立即审查和再评估。在法国,法国核安全局(ASN)在2011年年底的一份报告中公布了他们的调查结论,并且将在2012年年末前对法国电力公司提出的关于补充性安全措施进行分析。
《中国核电》:你能否简要介绍一下法国核安全局的建议,以及解释一下这些会对核工业产生怎样的影响?
刘晓伟:在对重要的核设施进行了完整的安全评估后,核安全局认为其所检查的设施都提供了足够的安全级别,无须立即关闭其中的任何一个设施。同时,核安全局还认为,要使这些设施持续运行,就必须尽快增加它们应对超出当前安全裕量以外的极端情况的稳定性。因此,核安全局规定了一系列值得我们关注的措施:如创建一套“hard-core”型物资和组织措施,确保在极端情况中对基本安全功能的控制;所有拥有核设施许可证的运营商将在2012年6月30日之前为每个核设施向核安全局提交这套“hard-core”措施的内容和技术规格书。同样地,这项举措的制定也符合欧盟核能监管机构协会(欧盟国家主要监管网络)提供的指标,并且美国核管会及全球其他组织也在开始进行类似的分析。
《中国核电》:是否有其他需要整个行业加以考虑的监管规定?
刘晓伟:核安全局报告中的另一个重要建议,就是大力强化目前在抗地震、极端温度、压力和辐射等方面已经十分严苛的监管要求。鉴于福岛核事件的发生,专家现在正在为新建核电项目研究重大故障及同时发生多起低概率意外事故可能带来的影响。这些正在进行的分析已经在新建项目的设计中有所考虑。在事故状态下,必须做出迅速反应并有效行动,因此对形势的正确理解和对严重性的准确估计是必不可少的。必须大力发展严重事故管理,因此必须要能够依赖最可靠的传感器,特别是50至100量程安全级压力变送器。此外,根据反应堆类型的不同,一部分传感器还能够提供数据,且这些数据的准确性直接影响着输送给电网的电力并且因此直接影响着核电厂的产出。
《中国核电》:你能否描述一下BIBLOC和Monobloc技术之间的差别?
刘晓伟:全球范围的核电站中使用的压力变送器分为以下两种不同设计:Monobloc,一项简单的设计,几乎所有的设备或系统都安装在反应堆厂房内部。BIBLOC,一项先进的设计,大多数传感器部件(特别是电子部件)都从反应堆附近的恶劣环境中被转移到反应堆厂房之外。
尽管所用的方式不同,这两项设计都能满足提供流率、绝对和相对压力等精确数据的要求。Monobloc型压力变送器在一个盒子里装有传感器(单线圈或多线圈压力敏感膜)和将机械位移转换为电子信号的电子部件。这个盒子安装在反应堆厂房内部,将压力数据通过电缆传送到电气厂房进行处理。BIBLOC型压力变送器分为两个部分:一个装着传感器的盒子安装在反应堆厂房内部,而相应的电子部件则安装在反应堆厂房外部离传感器不超过300m的地方。这些电子部件都集成在控制机柜中的电子板卡上。这两种设计的第一个主要差异源于BIBLOC的电子部件位于反应堆厂房外部。因此无论是在正常工况还是事故工况期间,压力变送器的电子元件都不会受反应堆厂房内部高温、高压和高辐射的影响。另一方面,Monobloc压力变送器的电子元件位于反应堆厂房之内,彻底暴露于高温、高压和高辐射之下。这是在“后福岛事件”分析中需要加强的安全监管措施中尤为重要的一点。此外,压力变送器的所处环境对其使用寿命预期也有着直接的影响:一般来说BIBLOC变送器的使用寿命能够达到Monobloc变送器的两倍。与BIBLOC相比,对Monobloc的维护则要困难得多,因为后者需要进入反应堆厂房操作,需要等待直至符合相应的工作条件。
《中国核电》:作为世界领先的BIBLOC技术倡导者,罗尔斯·罗伊斯在这一领域中能够提供些什么呢?
刘晓伟:罗尔斯·罗伊斯在英国、法国、美国和加拿大都拥有最尖端技术的民用核设备制造厂。BIBLOC压力变送器,以及其他一些安全级传感器,如安全级温度传感器和中子探测器等,都是在法国制造的。此外,罗尔斯·罗伊斯还正基于世界领先的SpinlineTM数字安全平台技术设计和制造安全系统。
《中国核电》:这些BIBLOC压力变送器如何有助于满足福岛事件后的监管要求?
刘晓伟:新的“后福岛事件”法规将应用于每个反应堆的K1级压力变送器的选择,但不会强制要求用于K2、K3级或未分级的100至200量程压力变送器。大批BIBLOC压力传感器已经被安装在全球各地:仅法国和中国就安装了约5000台,而且这一数字还在继续增加,确保了能够为运营商们提供包括备品备件可供性的服务支持的能力。
《中国核电》:对于目前为止行业面对这些挑战所做出的应对,你怎么看?展望未来,你认为行业会如何改变呢?
刘晓伟:核电行业从来不会等待类似于福岛事故的发生才去提高反应堆安全性,我们可以看到,在第三代新型反应堆中已经出现了很多改进,例如堆芯捕集器的出现或各种非能动安全措施。然而在为运营中的反应堆选择设备时,运营商并没有充分考虑到要基于低概率事件同时发生这一假设来进行选择。为了避免福岛事件再次发生,必须对于在备用电源的帮助下提供持续的堆芯冷却和状况监控进行完善和改进,而这些正是福岛核电站所缺少的。