核电“神经中枢”国产化加速

文‖《上海国资》记者 孙玉敏

核电“神经中枢”国产化加速

文‖《上海国资》记者 孙玉敏

多项技术能力填补国内空白

5月13日,由上海工业自动化仪表研究院承担的2010年国家核电装备自主化和能源自主创新专项——“国家能源核电站仪表研发与试验中心”建设项目顺利通过国家能源局组织的专家验收。

“这标志着核电仪控设备国产化中的薄弱环节——仪控试验验证技术取得重大突破！”

国家能源核电站仪表研发（实验）中心副主任、上海工业自动化仪表研究院检测所所长郭爱华告诉《上海国资》,经过5年努力,上海工业自动化仪表研究院已建成了专业、独立、综合的核电仪控产品“一站式”试验验证平台。

最难攻克的“神经中枢”

作为核电站的“控制中枢”和“神经中枢”,数字化仪表控制系统控制着核电站300多个系统、近万套设备,是核电装备国产化最难攻克的领域。

2006年国家层面推动核电装备国产化以来,百万千瓦压水堆核电机组的设备国产化率已经达到80%以上,包括核级泵、阀在内的关键设备基本立足国内制造,已经建立了较为完善的核电研发、制造体系,为核电发展和“走出去”创造了条件。但核电站数字化仪表控制系统由于其安全性、可靠性要求极高,功能要求苛刻,研发投入大,长期被美、日、法、德等国家的少数企业所垄断,现已成为我国核电装备国产化最难的部分。目前在运、在建核电站控制系统(特别是核级控制系统)及关键仪表几乎全部是从国外进口。

国内三大核电集团均拥有自已的系统工程公司,他们部分或全部引进消化了国外企业的系统集成技术,均在开发自己的仪控系统平台。目前,我国已经具备非安全级控制系统的国产化能力,但是安全级控制系统和关键仪表仍是国产化攻关的重要“堡垒”。在国产化过程中,核安全级仪表和控制系统的验证技术,尤其在事故及事故后试验、核安全级软件验证与确认（V&V）等技术领域,国内尚是空白,也是核电厂安全级仪控系统国产化的最关键的技术环节。不具备自主验证能力,国内企业研发产品,国外机构进行验证,不但企业研发成本居高不下,研发周期难以控制,更意味着核心技术都对国外机构公开,影响到国家核电安全。

建立试验中心

核级仪控系统长期依赖进口或国外的技术支持,不仅会大大增加核电站的建设成本,而且严重关系到国家核电发展安全和核电“走出去”战略的实施。

国内开始发力。

4.2 建议 1）从男女生肺活量、肺活量体重指数与体测总分的相关性，以及肺活量体重指数与其他指标相关的复杂性考虑，建议使用肺活量体重指数作为《国家学生体质健康标准》测试指标。

2009年12月,受国家能源局委托,中国机械工业联合会在上海组织召开了第一次核级仪控系统及仪表国产化研讨会,会议确定由上海自仪院对相关产品生产、研发和应用状况进行全面调研,为后续国产化工作奠定基础。2010年7月,国家能源局授权上海自仪院成立“国家能源核电站仪表研发（实验）中心”,建立国际一流、国内领先的核电站仪控产品试验验证平台,为核电仪控国产化和我国核电“走出去”提供技术支持。

能否解决问题？

作为一个转制科研院所,上海自仪院如何定位在核电领域的角色？

“我们立足核电仪控行业,开展核电仪控产品关键试验技术研究、质量鉴定、标准体系工作,是独立第三方的核电行业技术服务提供者；牵头组织核电站关键仪表和专用控制系统国产化工作,是行业技术进步的推动者！”郭爱华表示。在核电领域,上海自仪院定位清晰,不生产制造核电仪控系统和仪表产品,而是独立第三方的核电行业技术服务提供者。上海自仪院所有涉及的第三方检验测试认证业务全部是依托独立法人“上海仪器仪表自控系统检验测试所”实施,用制度确保其公正、独立地位。检测所不仅获得了国家认证认可监督管理委员会（CNCA）计量认证、资质认定,还获得了中国合格评定国家认可委员会（CNAS）实验室、检验机构认可,并建立了有效的核质保体系。

“一站式”平台

围绕中心建设,上海自仪院拟定了试验验证平台建设、核电关键试验技术攻关、核电仪控标准化研究和信息技术交流平台搭建四大任务。

经过5年努力,中心新建了10m法电磁兼容试验室、大型步入式环境试验箱,建立了核电仪控系统功能安全评估能力和软件V&V技术能力,分别与上海电缆研究所和上海应用物理研究所共建了LOCA试验装置和β辐照试验装置,多项技术能力填补了国内空白,达到了国际先进水平,建成了核电仪控产品“一站式”试验验证平台,全部试验能力均获得了CNAS认可。

据悉,该电磁兼容试验室检测能力符合最新国际和国家标准,目前整体检测频率范围覆盖最广,满足三代核电技术（AP1000、CAP1400、华龙一号等）测试要求,也是国内少数几家同时覆盖IEC等民用标准和MIL军用标准的实验室。

获得国际认可

“这个试验室,也是美国A2LA认可的国际试验室。”郭爱华表示,2010年,中心承接了美国西屋公司国内AP1000项目的首台套设备电磁兼容质量鉴定,这也是该公司电气产品首次在境外实施的电磁兼容试验,因此美方对试验的质量控制严格而谨慎。

为此,该中心按照相关标准建立了核电设备检测的核质保体系。2010年6月,美国西屋公司和上海核工程研究设计院对该质保体系进行了认真仔细的评审,并最终宣布通过了AP1000 EQ供方评价质保监查。

2011年,该项目顺利完成。为了质保体系、技术能力等全面国际接轨,提升中心国际服务能力,该中心以此为契机,积极申请核电领域国际认可,2012年,电磁兼容、环境试验、LOCA试验能力获得了美国ARES认可；同年电磁兼容试验室成为美国实验室认可协会（A2LA）认可的国际实验室。“这些都为我们核电技术服务‘走出去’奠定了基础。”

市场占有

“定位准确、运行合理、作用重大、前景良好。”国家能源局科技装备司副司长黄鹂在验收会上对该中心建设情况高度肯定。

2011年5月,该中心与上海电缆研究所共建的LOCA试验装置通过国家能源局技术鉴定：装置具有新颖性,达到了国际先进水平,对推动我国核电设备国产化具有重要意义。目前,该试验室已成为国内任务量最饱满的LOCA试验室。

2014年6月,该中心与上海应用物理研究所共建的β辐照试验装置也通过国家能源局技术成果验收：该装置满足AP1000等三代核电核级设备鉴定试验,填补了核电站设备鉴定β辐照试验领域的国内空白。“我们先后完成多项商务项目并承担了上海核工程研究设计院CAP1400总体技术研究子项目,累积提供β辐照试验时间达2300小时。”

2014年5月,该中心承担的ABB公司SPAJ142C和SPAM 150C通用保护继电器嵌入式软件验证与确认项目完成了国家能源局技术成果验收。这个首次由我国机构独立完成的A类预开发软件验证和确认活动,填补了国内空白,具有重要的行业示范意义。

郭爱华表示,通过近5年的努力,基于原来可靠性技术研究、功能安全、软件测评等领域近30多年的技术积累,中心不但培养了一支软件V&V的专业人才队伍,同时建立了核安全级仪表的专用控制系统和安全级智能仪表嵌入式软件的V&V能力,先后承担了深圳奥特迅电力设备、厦门科华恒盛等多个软件验证与确认项目,最终打造国际先进水平的开放性、公正性和独立性的第三方软件V&V认证平台。

郭爱华说,目前,他们已经为核电行业提供了100多项技术服务,其中包括堆芯热电偶、核级压力变送器、温度变送器、核测仪表、核级电磁阀、核级液位计、转速装置等数十项仪控产品的“一站式”质量鉴定服务。

中心建设的过程,亦是核电仪控产品国产化加速过程。至2015年初,该中心牵头组织的核电站关键仪表和专用控制系统国产化工作,已经有15项产品完成了攻关研制,其中8项已通过国家能源局的项目鉴定。

“我们为这些国产化项目提供了重要的技术支持,我们的业绩也证明了这一点。”郭爱华表示,在中心验收会议上,核电三大集团相关人士看了该中心服务的客户名单和业绩名单,感叹道,我们绝大多数的供货商,基本都是你们的客户了！