全数字核电仪控系统及其国产化进展

　　三、我国数字化仪控产品现状及差距
　　1、现状
　　目前,我国中低档仪表仪控产品品种基本齐全,能够批量生产,且质量稳定。在工程应用技术方面,已经能够承担一部分国家重大工程仪器仪表系统成套工作，如核电站常规岛控制系统,开始摆脱了全部被国外公司垄断的局面.但在高技术含量的自动化仪表及系统、科学测试仪器、传感器元器件等产品竞争力不足。我国核电站用的高端核级仪表和控制系统等绝大部分使用进口产品。在即将建设的第三代核电站中，在数字化控制系统方面，法国的EPR使用的是西门子公司的TXP和TXS（安全保护）系统，美国的西屋公司采用的是爱默生公司的OVATION和ABB公司的COMMONQ（AC160），国内尚无厂家和产品能够替代；在仪表方面，也大量采用的国外公司的产品，如ROSEMOUNT1154、3151等变送器、美国MASONELAN调节阀、英国ROTOK1400电动执行机构等，国内厂家只有很少的仪表能够选用，而且大都集中在常规岛和公用系统。
　　2、差距：主要表现在研发投入不足，先进技术跟进不快，产、学、研结合不紧密，科技成果转化率低，技术储备不足，更新周期长，产品可靠性、精度和智能化程度不高，网络化进展迟缓，企业集成能力不足，规模较小，国际竞争力差。因此只有通过引进与自主创新相结合，加强研究开发，增加产、学、研结合度，实现国产化、自主化，才能振兴数控产业，缩短差距，增强产品竞争力。
　　四、AP1000核电机组的引进、吸收、创新和国产化。
　　1、AP1000先进核电机组的引进。
　　当今世界，引领核电技术潮流的公司有美国的西屋公司、通用电气公司（GE），法国的阿海珐，俄罗斯的Rosatom核能公司，日本的三菱，它们都拥有自己的核心技术和各自的技术标准体系。我国在核电关键核心技术上，应向这些国家特别是美国的经验学习。自1979年3月28日三哩岛核电站2号堆发生堆芯熔化事故后，美国30年没有上新的核电项目，但是，他们一直没有停止技术研发。西屋公司把核电设备制造等业务都卖掉了，但惟独保留了核电研发的核心力量，经过20多年的努力，在AP600的基础上研发出了AP1000，把核电技术提升到了第三代；GE研发出先进的沸水堆技术，早就在日本得到了应用。同时，美国对国内的老核电机组大力进行了技术改造，全面提升了核电站的运行和管理水平，使核电机组的负荷因子从上世纪80年代中后期的70%提高到90年代末的90%，电站运行期限由40年延长至60年。美国因此一直保持了全球核电技术的领先地位，成为名副其实的核电强国。我国与发达国家在核电上的最大差距，体现在核电技术的研发能力上，在关键核心技术上。我国核电队伍经过秦山、大亚湾（包括岭澳）和田湾三个基地建设和总包出口核电机组到国外的锻炼，已经有能力自主设计30万千瓦和60万千瓦的核电机组，基本有能力自主设计100万千瓦的核电机组。但是我们的技术水平还属于国际上第二代压水堆的核电技术水平。我国核电发展要尽快实行大型机组的自主化、国产化，执行“采用先进技术，统一技术路线”的方针，在适当继续建造一些第二代改进型机组的同时，与国外厂家合作,建设先进安全的第三代核电机组。在第三代核电机组中，EPR的单机功率虽然已达1600MW，但它的能动安全系统相当复杂，不是发展方向；AP-1000的非能动安全系统是先进的,但它单机容量只能到1200MW，是有发展空间的。我国新一代的核电机型应符合世界核电的发展趋势，要满足国际上的一些用户要求文件，如美国的URD、欧洲的EUR等。当然我国应把国际上的这些用户要求文件与我国实际情况相结合，制定符合我国实际的设计要求文件，新一代的核电机型就应满足我国自己的设计要求文件。要在符合设计要求文件的核安全要求的前提下，争取最好的经济性。我国已选定AP-1000为第三代核电自主化依托项目的机型，同时还应针对其不足之处和发展空间进行改进和创新，开发出具有我国知识产权的中国品牌的更加先进的大型核电机组，形成先进的、标准化的、能批量建造的产业规模，优质高速发展核电。
　　国家已启动实施了大型先进压水堆及高温气冷堆核电站重大科技专项，近年来逐步加大对核电研发的投入力度，核能企业和相关高等院校、科研院所的研发步伐明显加快。国家核电技术公司在引进AP1000第三代核电机组建设自主化依托项目的过程中加大了消化、吸收、再创新的力度，中国核工业集团公司和中国广东核电集团公司等也都纷纷集中人力、物力和财力加强核电技术研发。三年前，国家核电技术公司与美国西屋公司开始合作，在浙江三门建设世界上第一座第三代AP1000核电站。2008年12月，国家核电已经完成了AP1000内陆核电站的总体设计、关键系统设计、关键设备的总体设计。目前，工程进展顺利，将在2013年并网发电。在未来合同执行中，中国政府将派1000人到美国西屋公司，与美国西屋公司共同参与研发和设计；到目前为止中国有近80名工程技术人员正在西屋公司从事相关领域的工程设计；已与美国西屋公司签署了LPP——进一步发展核能的框架合作协议。
　　2、数字仪控系统创新及国产化最新进展
　　（1）核电仪控系统国产化率突破80%
　　核电仪控系统，堪称核电站的“神经中枢”、主控室的“心脏”，其核心技术一直都被国外少数厂商所垄断，该系统和核电站泵阀并称为核电重大装备国产化的两大瓶颈。2005年由中广核集团和北京和利时系统工程有限公司共同组建了北京广利核公司，目前承担着国家863计划“核电行业重大工程自动化成套控制系统”中的几个重要子课题，负责研制具有自主知识产权和核心技术的百万千瓦级核电站一体化成套控制系统产品及核安全级控制系统样机。广利核公司从参与岭澳核电站二期数字化仪控系统设计、成套等工作起步，成立了专题科研小组，加大了百万千瓦核电机组数字化仪控系统的攻关力度，依托辽宁红沿河、福建宁德、广东阳江核电站等项目，将系统的国产化率不断提高。2008年，其研制的实验堆快堆数字化安全监测装置样机通过了中国原子能研究院组织的专家鉴定，填补了我国在核安全级数字化安全监测装置领域的空白。2009年，广利核完成了国内最大规模的百万千瓦核电机组KIT/KPS系统改造项目，通过了由国家能源局组织的鉴定，系统具有完全自主知识产权，主要性能指标达到国外同类产品先进水平。日前，宁德核电一期3、4号机组的数字化仪控系统（DCS）在大亚湾核电基地正式签订了供应合同，北京广利核系统工程有限公司将独立负责两台机组非安全级DCS的供货、服务及技术支持，并承担安全级DCS的取证支持、详细设计、系统成套、现场服务和部分设备的供货任务。该合同的签订，实现了国内核电站数字化仪控系统国产化率80%的突破，宣告我国核电站百万千瓦级数字化仪控系统的工程实施能力迈上了一个新台阶。在阳江５、６号百万千瓦核电机组中将率先使用完全自主品牌的核电数字化仪控系统。阳江核电站采用中国自主知识产权改进型压水堆核电技术—CPR1000，总投资近700亿元人民币，首台机组计划2013年建成投产。CPR1000是中广核集团在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，结合20多年来的渐进式改进和自主创新形成的“二代加”百万千瓦级压水堆核电技术。广利核还获得山东荣成石岛湾核电站的高温气冷堆核电站反应堆保护系统合同，将为石岛湾核电站提供保护逻辑装置、事故后监测装置及安全控制装置。山东荣成石岛湾核电站将首次采用中国第三代核电自主知识产权技术CAP1400。CAP1400是我国在消化、吸收、全面掌握从美国引进的AP1000技术基础上，开发的具有我国自主知识产权、功率更大的核电技术，Ｃ即代表CHINA中国，发电功率将由AP1000的125万千瓦提升至140万千瓦。2010年1月12日，国家核电技术公司组织召开了大型先进压水堆核电站重大科技专项CAP1700核电技术预研工作进展情况报告会。专家委专家肯定了上海院和国核研发中心在短期内取得的预研工作进展。

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