5月26日，第一屆中國(guó)（國(guó)際）核電儀控技術(shù)大會(huì)在北京召開，包括國(guó)家核安全主管部門、電力企業(yè)、科研院所以及核電儀控設(shè)備供應(yīng)商等方面的200余名專家，對(duì)國(guó)內(nèi)外核電儀控技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行交流與研討。

　　全數(shù)字化是發(fā)展趨勢(shì)

　　核電站從工程管理、工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、工程建設(shè)、安全運(yùn)行和退役，無一不體現(xiàn)高端技術(shù)。儀控系統(tǒng)就是其中一項(xiàng)重要的組成部分。

　　中核集團(tuán)科技委副主任、中國(guó)工程院院士葉奇蓁認(rèn)為，雖然國(guó)內(nèi)核電行業(yè)采用數(shù)字化控制系統(tǒng)還處于起步階段，但隨著全球信息化和數(shù)字化技術(shù)的迅猛發(fā)展，核電儀表控制系統(tǒng)的數(shù)字化是當(dāng)前核電技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　日本福島發(fā)生核事故之后，客觀上對(duì)核電安全的要求提高，這也給儀控設(shè)備行業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也對(duì)儀控技術(shù)與裝置的研究、設(shè)計(jì)、制造、選型、應(yīng)用、維護(hù)提出了越來越高的要求。全數(shù)字化儀控系統(tǒng)的應(yīng)用將對(duì)確保核電廠的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，起到至關(guān)重要的作用。

　　作為全數(shù)字化儀控系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用的江蘇田灣核電站，其出色的運(yùn)行業(yè)績(jī)?yōu)楹穗娬緝x控領(lǐng)域的發(fā)展提供了良好實(shí)踐。全數(shù)字化儀控系統(tǒng)降低了人為誤操作引起的非計(jì)劃停堆停機(jī)的概率，并從軟件和硬件上確保了電站安全系統(tǒng)的高可靠性；全數(shù)字化儀控系統(tǒng)自田灣核電站投入臨時(shí)運(yùn)行至今一直穩(wěn)定運(yùn)行，從未發(fā)生由于系統(tǒng)軟件或硬件原因造成的非計(jì)劃停堆；與傳統(tǒng)的模擬儀控系統(tǒng)相比，數(shù)字化儀控系統(tǒng)大大提高了核電廠運(yùn)行的效率、安全性和可靠性。

　　田灣核電站的投運(yùn)，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)核電市場(chǎng)全數(shù)字化儀控時(shí)代已到來，目前在建的核電站均采用了全數(shù)字化的儀控技術(shù)。

　　何為數(shù)字化儀控系統(tǒng)

　　據(jù)北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司總工程師朱毅明介紹， 核電儀控系統(tǒng)是核電站“神經(jīng)中樞”，體現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域的前沿技術(shù)，可分為模擬、模擬加數(shù)字、全數(shù)字三種類型，經(jīng)歷了三代的發(fā)展過程。

　　最早是上世紀(jì)60年代，核電站是完全基于模擬組合儀表和繼電器的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)還是比較可靠的，狀況良好,盡管功能比較簡(jiǎn)單，維修起來比較費(fèi)勁，但運(yùn)行效果還是不錯(cuò)的。

　　目前在國(guó)內(nèi)的核電站基本上都是第二代，控制系統(tǒng)基本沿用了模擬單元組合式儀表，加入了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，包括數(shù)據(jù)的采集、顯示、報(bào)警和日志記錄、趨勢(shì)的記錄等，與國(guó)內(nèi)上世紀(jì)80年代火電廠的技術(shù)水平差不多。

　　全數(shù)字化的核電站儀控系統(tǒng)是第三代產(chǎn)品，它的控制層、監(jiān)控層完全計(jì)算機(jī)化，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)主控室的設(shè)計(jì)，控制回路也根據(jù)計(jì)算機(jī)化的特點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，而不是把原來模擬系統(tǒng)的邏輯圖、原理圖直接拿過來用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是有其特點(diǎn)的，所以必須改進(jìn)之后才能應(yīng)用于DCS（分散式控制系統(tǒng)），田灣核電站是世界第一家使用全數(shù)字化控制系統(tǒng)的新建核電站。

　　在大亞灣和秦山核電站,反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)是組合式模擬儀表加繼電器邏輯；到上世紀(jì)90年代，嶺澳等核電站加入了采集系統(tǒng)，在主控室有幾個(gè)終端來顯示采集的數(shù)據(jù)和報(bào)警，模擬操作盤臺(tái)加上數(shù)字化采集系統(tǒng)，常規(guī)島與一般的火電廠基本相同，采用DCS，核島控制系統(tǒng)比較重要，沿用了組合式儀表。2000年以來，田灣等在建的核電站都用到了全數(shù)字化的控制系統(tǒng), 主控室模擬盤大大縮小，甚至只剩下一個(gè)緊急操作盤，保護(hù)系統(tǒng)也升級(jí)為基于核安全級(jí)的DCS。

　　朱毅明把核電儀控系統(tǒng)分為三個(gè)層次：

　　一是儀表和執(zhí)行器層次。核電站儀控系統(tǒng)的最基礎(chǔ)層次是儀表和執(zhí)行器層,無論是火電、核電、輕工、化工、石化，與主設(shè)備打交道的主要是傳統(tǒng)的變送器、傳感器和執(zhí)行器等。目前在核電站中大部分都是采用模擬技術(shù)，數(shù)字化技術(shù)很少采用，在信號(hào)傳輸方面也沒有采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。

　　二是控制層次?？刂茖踊跀?shù)據(jù)采集單元、DCS控制站和PLC產(chǎn)品，完成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入輸出、自動(dòng)控制和保護(hù)功能。

　　三是監(jiān)控層次。傳統(tǒng)的主控室基于老式的模擬盤，有點(diǎn)像上世紀(jì)70年代火電廠的大型模擬操作盤，上面有一些計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。新型的主控室已經(jīng)取消了模擬盤，完全采用計(jì)算機(jī)化的操作界面，每個(gè)操作員面前會(huì)有5~6臺(tái)操作終端，但會(huì)保留有少量的后備手動(dòng)操作手段，作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的后備。

　　儀控系統(tǒng)安全分級(jí)

　　據(jù)朱毅明介紹，各國(guó)對(duì)核電儀控系統(tǒng)設(shè)備的安全分級(jí)有很多種方式。比如，歐洲和美國(guó)的分類方法就不相同。美國(guó)只有核安全級(jí)(lE)和非安全級(jí)(NC)，歐洲的分類方式比較復(fù)雜，在歐洲主導(dǎo)的IEC 61226 標(biāo)程中，將安全性重要的儀控系統(tǒng)分為A 、B 、C 三個(gè)等級(jí)。

　　在美國(guó)，儀表和執(zhí)行器層次由安全級(jí)和非安全級(jí)設(shè)備組成，安全級(jí)設(shè)備中包括一些核專用的核測(cè)儀表，如中子通量的測(cè)量和與反應(yīng)堆相關(guān)的特殊的變送器、傳感器。除此之外，還要用到很多核級(jí)的常規(guī)儀表。這種核級(jí)設(shè)備的設(shè)計(jì)制造，需要取得國(guó)家頒發(fā)的許可證。在非核級(jí)的設(shè)備中，除了一些核電站、反應(yīng)堆專用的儀器儀表，大多是壓力、流量、溫度傳感器和變送器，與普通發(fā)電設(shè)備應(yīng)用的沒有太大的差異，這部分設(shè)備的量也是很大的。

　　在控制層，分為核島、常規(guī)島、BOP等部分。核島的運(yùn)行控制要?dú)w到核安全級(jí)系統(tǒng)，因?yàn)槠浔ＷC電廠處于正常穩(wěn)定的運(yùn)行工況。核安全級(jí)系統(tǒng)包括反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)、專設(shè)安全設(shè)施控制(安注、安噴、輔助給水、安全殼隔離等)，還有一些相關(guān)的測(cè)量系統(tǒng)。如棒控棒位系統(tǒng)、堆芯測(cè)量系統(tǒng)。常規(guī)島部分基本全是非安全級(jí)的；BOP 部分也基本上是非安全設(shè)備,如放射性廢物處理、壓縮空氣、除鹽水、制氫、輻射監(jiān)測(cè)、安防系統(tǒng)等。在監(jiān)控層，除了主控室外，還有遠(yuǎn)程停堆操作站，當(dāng)主控室不可用時(shí)，操作人員可以在遠(yuǎn)程停堆操作站停止反應(yīng)堆反應(yīng)。

　　數(shù)字化儀控系統(tǒng)安全分級(jí)

　　據(jù)朱毅明介紹，核電數(shù)字化儀控系統(tǒng)也分為非安全級(jí)(NC)、安全級(jí)（1E) 二類。非安全級(jí)主要完成機(jī)組在運(yùn)行狀態(tài)下的自動(dòng)控制和監(jiān)控操作，也叫做運(yùn)行儀控系統(tǒng)；安全級(jí)主要完成在事故工況下的保護(hù)和事故緩解功能，主要包括反應(yīng)堆跳堆、專設(shè)安全設(shè)施控制、事故后監(jiān)視等功能。