[精品]国内外核电仪控技术的现状和发展趋势分析

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1、5月26日，第一届中国（国际）核电仪控技术大会在北京召开，包括国家核安全主管部门、电力企业、科研院所以及核电仪控设备供应商等方面的200余名专家，对国内外核电仪控技术的现状和发展趋势进行交流与研讨。全数字化是发展趋势核电站从工程管理、工程设计、设备制造、工程建设、安全运行和退役，无一不体现高端技术。仪控系统就是其中一项重要的组成部分。中核集团科技委副主任、中国工程院院士叶奇纂认为，虽然国内核电行业采用数字化控制系统还处于起步阶段，但随着全球信息化和数字化技术的迅猛发展，核电仪表控制系统的数字化是当前核电技术发展的必然趋势。

2、日本福岛发生核事故之后，客观上对核电安全的要求提高，这也给仪控设备行业带来了新的发展机遇，同时也对仪控技术与装置的研究、设计、制造、选型、应用、维护提出了越来越高的要求。全数字化仪控系统的应用将对确保核电厂的安全、可靠、经济运行，起到至关重要的作用。作为全数字化仪控系统在国内首次应用的江苏田湾核电站，其出色的运行业绩为核电站仪控领域的发展提供了良好实践。全数字化仪控系统降低了人为误操作引起的非计划停堆停机的概率，并从软件和硬件上确保了电站安全系统的高可靠性；全数字化仪控系统自田湾核电站投入临时运行至今一直稳定运行，从未发生

3、由于系统软件或硬件原因造成的非计划停堆；与传统的模拟仪控系统相比，数字化仪控系统大大提高了核电厂运行的效率、安全性和可靠性。田湾核电站的投运，标志着国内核电市场全数字化仪控时代已到来，目前在建的核电站均采用了全数字化的仪控技术。何为数字化仪控系统据北京广利核系统工程有限公司总工程师朱毅明介绍，核电仪控系统是核电站“神经中枢”，体现了工业控制领域的前沿技术，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。最早是上世纪60年代，核电站是完全基于模拟组合仪表和继电器的设计，这种设计还是比较可靠的，状况良好,尽管功能

4、比较简单，维修起来比较费劲，但运行效果还是不错的。目前在国内的核电站基本上都是第二代，控制系统基本沿用了模拟单元组合式仪表，加入了计算机数据采集系统（DAS）,包括数据的采集、显示、报警和日志记录、趋势的记录等，与国内上世纪80年代火电厂的技术水平差不多。全数字化的核电站仪控系统是第三代产品，它的控制层、监控层完全计算机化，实现先进主控室的设计，控制回路也根据计算机化的特点进行了改进，而不是把原来模拟系统的逻辑图、原理图直接拿过来用计算机实现。计算机系统是有其特点的，所以必须改进之后才能应用于DCS（分散式控制系统），田湾

5、核电站是世界第一家使用全数字化控制系统的新建核电站。在大亚湾和秦山核电站，反应堆保护系统是组合式模拟仪表加继电器逻辑；到上世纪90年代，岭澳等核电站加入了采集系统，在主控室有几个终端来显示采集的数据和报警，模拟操作盘台加上数字化采集系统，常规岛与一般的火电厂基本相同，采用DCS,核岛控制系统比较重要，沿用了组合式仪表。2000年以来,田湾等在建的核电站都用到了全数字化的控制系统，主控室模拟盘大大缩小，甚至只剩下一个紧急操作盘，保护系统也升级为基于核安全级的DCS。朱毅明把4亥电仪控系统分为三个层次：一是仪表和执行器层次。核

6、电站仪控系统的最基础层次是仪表和执行器层，无论是火电、核电、轻工、化工、石化，与主设备打交道的主要是传统的变送器（如无线压力变送器）、传感器和执行器等。目前在核电站中大部分都是采用模拟技术，数字化技术很少采用，在信号传输方面也没有采用现场总线技术。二是控制层次。控制层基于凌攵据采集单元、DCS控制站和PLC产品，完成现场信号输入输出、自动控制和保护功能。三是监控层次。传统的主控室基于老式的模拟盘，有点、像上世纪70年代火电厂的大型模拟操作盘，上面有一些计算机化的数据采集系统。新型的主控室已经取消了模拟盘，完全采用计算机化的

7、操作界面，每个操作员面前会有5~6台操作终端，但会保留有少量的后备手动操作手段，作为计算机系统的后备。仪控系统安全分级据朱毅明介绍，各国对核电仪控系统设备的安全分级有很多种方式。比如，欧洲和美国的分类方法就不相同。美国只有核安全级（1E）和非安全级（NC）,欧洲的分类方式比较复杂，在欧洲主导的IEC61226标程中，将安全性重要的仪控系统分为A、B、C三个等级。在美国，仪表和执行器层次由安全级和非安全级设备组成，安全级设备中包括一些核专用的核测仪表，如中子通量的测量和与反应堆相关的特殊的变送器、传感器。除此之外，还要用到很

8、多核级的常规仪表。这种核级设备的设计制造，需要取得国家颁发的许可证。在非核级的设备中，除了一些核电站、反应堆专用的仪器仪表，大多是压力、流量、温度传感器和变送器，与普通发电设备应用的没有太大的差异，这部分设备的量也是很大的。在控制层，分为核岛、常规岛、BOP等部分。核岛的运行控制要归到核安全级系统，因为