中国核仪控的现状与未来

4月17日，古城西安用近30摄氏度的热情，迎接第二届中国（国际）核电仪控技术大会的召开。

当天，来自国家核安全局、国家原子能机构、中国核学会、美国核学会以及国内核电集团、科研院所和核电仪控设备供应商等单位的300余人齐聚西安，交流与研讨国内外核电仪控技术的现状和发展趋势。

三天中，不论是主会议还是分会议，均是场场爆满、座无虚席。参会代表的热情，反映出对于核电仪控系统的关注度。

不可逆转的全数字化趋势

仪控系统被称为核电站的“中枢神经”，实不为过。

核电站仪控系统控制着核电站近300多个系统、近万套设备，是核电站四大关键设备之一。据介绍，仪控系统控制着整个反应堆运行状态和电能生产的过程，保证核电站在正常工况下运行。而在紧急情况下，它又可启动保护措施，维护核电厂的安全。

除了“中枢神经”外，仪控系统还常被比喻为核电站操作员的“眼睛”和“耳朵”，可以提供精确的信息，供操作员进行判断。可以说，核电站机组的安全、可靠、经济运行，很大程度上取决于仪表与控制系统的性能水平。

据北京广利核系统工程有限公司总工程师朱毅明介绍，核电仪控系统可分为模拟、模拟加数字、全数字三种类型，经历了三代的发展过程。

上世纪60年代，核电仪控系统是完全基于模拟组合仪表和继电器的设计。这种设计比较可靠，状况良好，尽管功能比较简单，维修起来比较费劲，但运行效果还不错。

2011年发生的日本福岛核事故，让核工业界对核电安全进行了重新审视，随之带来的是各项要求级别的提高。这对仪控技术与装置的研究、设计、制造、选型、应用、维护均提出了越来越高的要求。

此时，更为出色的全数字化仪控系统越来越受到核电业界的青睐。

对核电站来说，数字化仪控系统有利于对整个核电站进行管理，且可靠性高。中核东方控制系统工程有限公司总经理唐意介绍，通过数字化仪控系统，操作员在控制室可以对整个核电站的情况进行控制和处理。而且数字化控制系统的数据采集、处理准确、高效，一旦发生事故，系统会启动自动保护装置，将事故影响控制在最小范围内。不仅如此，新一代的控制系统在设计过程中，充分考虑了人因工程的设计，避免了由于人员的误操作导致系统发生故障或失控。

事实上，随着网络通信、计算机等技术的不断发展和日益成熟，加之用户对先进控制功能与管理功能需求的提升，数字化控制系统此前已开始全面进入核电站的实际应用。

2007年，全球首家采用数字化控制系统的核电站落户田湾。经过多年运行实践，数字化仪控系统被证明确实能够提升核电站的安全性、可靠性和易操作性。

中国工程院院士叶奇蓁早前就公开表示，虽然国内核电行业采用数字化控制系统还处于起步阶段，但核电仪表控制系统的数字化是核电技术发展的必然趋势。

时至今日，虽然世界上大多数核电站都是20年甚至30年之前建造的，数字化仪控系统的普及率还比较低，但是现在这些核电站都已经进入升级改造阶段。目前，我国在建的核电站均采用了全数字化的仪控技术。这些都已说明，国内核电市场全数字化仪控时代已经到来。

“三驾马车”拉动国产化

1991年12月，我国大陆首台核电站并网发电，标志着国产核电仪表和控制系统步入了发展期。

国家核安全局核安全管理司副司长谭民强介绍，在常规项目上，我国数字化控制系统经历了引进、消化、吸收，然后自主化生产的过程，现已趋于成熟。但是由于核电站数字化控制系统对于安全性、可靠性的极高要求，目前仍是少数没有国产化整体解决方案的产品，成为核工业产业链中的薄弱环节。

为了解决该核心技术的国产化，国家相关政府部门也积极组织企业和科研院所，合力攻关，经过多年的努力目前取得明显效果。

今年4月18日，宁德核电站一期1号机组正式投入商运。作为国内首台采用HOLLiAS-N核电站DCS系统的百万千瓦核电站机组，该机组的投运，打破了国际知名DCS厂家对我国核电控制领域的行业垄断地位。该系统的研发单位为北京广利核系统工程有限公司。

广利核公司虽然成立于2005年，但却是背靠大树好乘凉。该公司由中广核集团与北京和利时集团合资成立，主要从事核电数字化仪控系统设计、制造和工程服务。

在仪控领域，和利时早已闻名遐迩。

和利时创建于1993年，专门从事自主开发、制造各种先进可靠的控制系统与平台。1997年，公司承担了秦山二期常规岛数字化控制系统的开发。此后，经过十几年快速稳健的发展，和利时已经成长为国内最大的自动化控制系统制造商。

依托和利时厚实的研发经验，2010年，广利核发布了其具有自主知识产权的核安全级数字化控制平台研发成果。时任国家发改委副主任、国家能源局局长的张国宝对此表示，新成果“标志着我国自动控制系统的新水平，解决了我国工业体系中的一块心病”。

显然，在核电产业核心部分上，中核集团不会甘于落后。

2008年，中核集团成立中核东方控制系统工程有限公司。该公司起步时就提出，要开创符合核工程要求的数字化软硬件平台的自主品牌。

集聚了中国核电工程有限公司、中核(北京)核仪器厂和上海中核浦原总公司三家单位的优势，仅用两年时间，中核控制就推出了首套核电数字化控制系统平台——NicSys1000。

“目前，中核控制根据核电和核化工行业等需求，细化出不同规模的产品系列，以满足不同用户和系统的定制要求。”唐意介绍。2011年，在NicSys1000平台的基础上，中核控制又将其升级为能满足全厂核电数字化控制系统要求的NicSys2000。

此外，自我国引进三代AP1000核电技术后，国家核电技术有限公司与上海自动化仪表股份有限公司合资组建了国核自仪系统工程有限公司。

作为AP1000数字化仪控系统技术转让指定受让方，国核自仪全面接收了AP1000数字化仪控系统工程设计和设备鉴定领域的技术。

至此，从1997年和利时承担秦山二期仪控系统的开发，到国内三大核电集团先后成立专业公司，国内具有自主产权的非安全产品已经成功运用于核电站的各个系统。其中部分产品，甚至已打破了国外少数企业的技术垄断，实现了核电站局部核电数字化控制系统的国产化。这“三驾马车”，正拉动我国数字仪控系统国产化前进的步伐。

集中力量方能办大事

和曾经20年发展三五个项目相比，如今拥有几十台在建核电机组的规模，使得国内的核电站数字化仪控系统市场容量以倍数增长。

对于中国市场这个大蛋糕，国外顶尖厂家早已虎视眈眈。

据唐意介绍，目前世界上核电大国都在积极研发自主的核电数字化控制系统。除了较强的几个核电大国外，韩国、日本、乌克兰、加拿大等国家也都有自主产品推出。因为福岛核事故的影响，这些国家急切希望将相关产品出口到国外。

与此相比，国内仪控设计、制造厂商的“胃口”却连本国的市场也不足以消化。这更给国外厂家进入国内市场的良机。

“客观地讲，我国近几年在DCS市场有了长足的发展，但与国际先进水平相比还存在差距，这主要表现在可靠性和稳定性上。当然对于核电站DCS系统而言，还有人机界面设计、反应堆安全保护系统设备鉴定等一些特殊法规要求的技术问题解决方案。”国核自仪系统工程有限公司总经理邱韶阳说。

“加快核电数字化控制系统技术的国产化进程，需要多方协作，才能少走弯路。”唐意说。

他表示，数字化控制系统过程化是个系统工程，系统庞大、接口众多、控制种类多样、结构复杂、软硬件结合等特点造成了核电数字化控制系统不能仅靠供应商来解决国产化问题。

邱韶阳也表示，全球范围内很难找到一个纯粹意义上的仪表厂家可以独立完成核电站DCS系统的供货。

两人对此都有着相同的观点，要迅速提高国内核电仪控系统的技术水平，核工程设计院、数字化控制系统制造商、安全监管单位等需要紧密协作，加强产、学、研、用的紧密结合，共同克服技术难关。

数字化仪控系统国产化，需要迈过的门槛不止一个。

唐意还表示，加快国产化步伐，还需要建立国家核电数字化控制系统的标准体系，并在标准的可实施性上多做工作。

据介绍，目前国内还未建立全面的满足核电厂设计安全要求的仪控系统标准，例如核电厂安全重要仪表和控制系统在设计、建造和运行各阶段的标准，专门细化有关安全重要仪控系统的设计等方面的标准，有关设备鉴定、安装和维修规程的标准等等，很难真正做到整个核电仪控产业发展有据可依，快速发展。

“业主的选择和国家核安全管理部门的严格审查也是国产化核电站DCS系统必须要迈过的门槛。前者需要的是高质量和性价比好的产品，而后者不会因为设备实现国产化而降低审查要求。”

即便面临着诸多困难，但国内仪控厂家仍然有着乐观的预计。“国家长期以来一直鼓励核电站设备的国产化，这是一个绝好的发展机遇，一定要为业主提供高可靠性和稳定性的产品，在提升内功的同时，争取更多的市场份额。”唐意说。