地震、海嘯來襲 如何保障核電站安全運行

2017/2/3 11:11:38

歷時六年，由中美兩國企業聯合開發、我國具有完全自主知識產權的核電安全級數字化儀控系統平臺——NuPAC平臺將正式進入到產品制造和應用階段。

記者1月5日從國家電投召開的新聞發布會上了解到，NuPAC平臺已于2016年12月先后通過中國國家核安全局和美國核管理委員會（NRC）許可，成為全球首個通過中美政府核安全監管機構行政許可的核電站反應堆保護系統平臺，具備了直接進入國內和國際市場的資質。

“拿到中美兩國的‘許可證’，標志著國家電投下屬企業國核自儀具備了在中國境內各類核電機組提供核級數字化儀控系統的能力和資質。”國家電投董事長王炳華表示，“同時，該平臺打破了國際行業巨頭的長期壟斷，實現了自主化和國產化目標，為中國先進核電技術進入世界市場提供了技術準入，具有里程碑意義。”

基于FPGA技術的“安全衛士”

數字化儀控系統猶如核電站的“神經中樞”，對確保核電站的安全、穩定、經濟運行起著至關重要的作用，而反應堆保護系統平臺作為“神經中樞”中最關鍵的核心設備，能夠在核電站發生諸如地震、海嘯等異常事故工況下，保證核電站安全停堆。NuPAC平臺扮演的，正是核電站“安全衛士”這一關鍵角色。

據國家核電總經理王中堂介紹，NuPAC平臺最大的特點，是采用了受國際原子能機構（IAEA）推崇、具備高可靠性的最新一代反應堆保護系統優選技術方案——FPGA技術（基于現場可編程門陣列）。

“借助FPGA技術，NuPAC平臺實現了獨特的分散式物理結構，能獲得比傳統基于CPU的系統平臺更高的可靠性。通過采用純硬件電路實現方案，有效克服了由軟件（尤其是操作系統）引入的不確定性、不可驗證性和軟件共因失效的概率。FPGA技術可以有效抵御病毒或人為的網絡攻擊，可為系統提供更好的安全性。”國核自儀總經理邱韶陽介紹，“就像電腦的CPU在運行時，其他軟件的安裝可能會影響系統安全，但FPGA技術不依賴于軟件運行，而是實現了軟件硬件化，具有本質安全特性，可以給核電站運行提供最高的安全屏障。”

“FPGA技術已在航空航天等領域廣泛地成功應用，國核自儀和美國洛克希德˙馬丁公司以此為基礎聯合研發出NuPAC平臺，不僅能用于所有堆型核電機組、各類民用核動力裝置，也可用于重型燃機、軌道交通等高安全性、可靠性要求的高端工業控制領域。”王中堂向記者表示。

中方可單獨推向市場

作為國核自儀和洛克希德˙馬丁公司兩家企業聯合開發出的產品，NuPAC平臺如何歸屬？有無市場推廣模式？

“我們與馬丁公司合作研發，共享知識產權。”王中堂解釋。

“國核自儀擁有完整的NuPAC平臺知識產權，自主開發源代碼，并可不受限制地持續改進開發；在滿足中美政府間關于和平利用核能的框架協議下，國核自儀可向全球市場提供平臺和服務。”邱韶陽說，“而且，為保障合作研發成果在國內真正落地，提升國內生產制造核安全級數字化儀控系統設備的自主化能力，在美國合作研發的同時，同步實現在中國國內設備制造。”

資料顯示，核電站數字化反應堆保護系統及其NuPAC平臺的研制先后經歷了三個階段，即通用平臺原理樣機研制、工程樣機研制和工程產品驗證樣機研制。

在第二個階段，工程樣機按照AP1000反應堆保護系統典型B序列功能進行配置，目前已完成初步設計、詳細設計、硬件生產和測試、系統裝配、集成測試、獨立驗證與確認、以及設備鑒定等工作；

而在第三個階段，國核自儀目前已完成CAP1400反應堆保護系統工程平臺驗證樣機的概念設計、基礎設計、詳細設計和硬件制造，完成工程平臺驗證樣機的集成制造工作，并于2016年12月底完成工程平臺驗證樣機的集成與功能測試。

“工程產品驗證樣機的研制成果可以直接應用于CAP1400示范工程的機組設備。”邱韶陽透露，“通過CAP1400示范電站工程驗證樣機的成功研制，國核自儀了實現三代核電數字化儀控系統國產化，具備了工程實施的資質和能力。

在國內市場開拓方面，NuPAC平臺將應用于重大專項CAP1400示范電站項目和海陽項目等。在發布會當天，國核自儀分別與國核示范電站有限責任公司、山東核電有限公司、國核廣東湛江核電有限公司及中電投廣西核電有限公司簽署了合作協議。