“和睦系統(tǒng)”：中國核電數(shù)字化儀控新名片
——專訪北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司總經(jīng)理江國進(jìn)

FirmSys：A New Business Card of Chinas Digital I＆C System for Nuclear Power Plant——Special Interview with JIANG Guojin，Director，China Techenergy Co．，Ltd．

漫漫修行路

《中國核電》：到今天，我國核電數(shù)字化儀控系統(tǒng) （簡稱 “核電DCS”）已經(jīng)走過了近二十個春秋，請您系統(tǒng)地講一下我國核級DCS的成長過程以及廣利核公司在這個過程中扮演的角色及做出的貢獻(xiàn)。

江國進(jìn)：我國核電廠首次引進(jìn)國外的全數(shù)字化儀控系統(tǒng)，是在1999年田灣核電站1號機(jī)組開工建設(shè)的時候。進(jìn)入2000年后，隨著多個新核電項目的開工建設(shè)，核電DCS有了更大的應(yīng)用空間，但當(dāng)時使用的都是進(jìn)口品牌。直到成熟的HOLLiAS儀控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)出適用于核電廠的HOLLiAS－N平臺，并應(yīng)用到紅沿河、寧德、陽江、防城港核電站的14臺CPR1000機(jī)組中，國內(nèi)才實(shí)現(xiàn)了核電廠非核級DCS的自主化和國產(chǎn)化。

而核級DCS由于技術(shù)本身的復(fù)雜程度和對于可靠性的嚴(yán)苛要求，長期以來，世界上只有少數(shù)幾個發(fā)達(dá)國家掌握其核心技術(shù)。2010年，“和睦系統(tǒng)”誕生，我國終于在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，有了自主知識產(chǎn)權(quán)的核級DCS平臺，從根本上改變了長期以來依賴進(jìn)口的局面。目前，該系統(tǒng)已應(yīng)用到國內(nèi)多個新核電項目的建設(shè)和在役核電項目改造中，無論從技術(shù)水平還是平臺的成熟度來講，都已經(jīng)具備了與國外產(chǎn)品同臺競爭的實(shí)力。

一路走來，系統(tǒng)的研發(fā)遇到的困難不計其數(shù)。

在硬件方面，核級DCS應(yīng)用到工程項目前非常關(guān)鍵的一步是設(shè)備鑒定。為確保平臺的功能完整和性能可靠，多年來深入研究了國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通過原理樣機(jī)、堆型樣機(jī)和工程樣機(jī)的搭建，選擇最嚴(yán)苛的條件和要求，經(jīng)過多個輪次的實(shí)驗(yàn)，完成了對 “和睦系統(tǒng)”的設(shè)備鑒定。其中，僅依托陽江5號機(jī)組工程項目搭建的1∶1工程樣機(jī)就開展了7項環(huán)境試驗(yàn)、13項電磁兼容試驗(yàn)，覆蓋了該項目的全部工程應(yīng)用。地震實(shí)驗(yàn)達(dá)到0．3g地面水平加速度，完全滿足當(dāng)前國內(nèi)要求最高標(biāo)準(zhǔn)的華龍一號機(jī)組的應(yīng)用要求。結(jié)合 “和睦系統(tǒng)”設(shè)備鑒定的經(jīng)驗(yàn)，我們主持編寫了國家能源行業(yè)核級儀控設(shè)備鑒定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

在軟件方面，研發(fā)時攻克了業(yè)界公認(rèn)的世界性難題——核級操作系統(tǒng)研發(fā)及其軟件代碼生成技術(shù)。在實(shí)際工程應(yīng)用中，工程設(shè)計人員需要用圖形化的方法去描述其控制策略，再通過DCS平臺轉(zhuǎn)換成計算機(jī)可以執(zhí)行的二進(jìn)制代碼，這是所有DCS都具備的通用功能。但是這一功能在高可靠要求的應(yīng)用領(lǐng)域往往受到極大限制，主要問題在于轉(zhuǎn)換過程的置信度，在極限條件下轉(zhuǎn)換過程可能發(fā)生錯誤，而這樣的錯誤概率在核電這樣的高可靠要求領(lǐng)域是不被允許的。就好比家里的電腦死機(jī)一兩次問題不大，但核電站、高速列車、飛機(jī)的控制系統(tǒng)絕對不允許這樣的情況發(fā)生。我們經(jīng)過大量研究，與清華大學(xué)等機(jī)構(gòu)進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的科研合作，在自主操作系統(tǒng)上采用基于形式化方法的核級軟件代碼生成技術(shù)，從根本上解決了轉(zhuǎn)換過程正確性、可信度的問題。

在工程應(yīng)用方面，我們從2009年開始做紅沿河、寧德、陽江、防城港4個核電站14臺機(jī)組的非核級DCS設(shè)備，這些設(shè)備不僅都按時交付，保證了項目建設(shè)工期，而且在運(yùn)行過程中從未出現(xiàn)過因設(shè)備質(zhì)量導(dǎo)致核電站系統(tǒng)故障的問題。而核級DCS部分，目前石島灣高溫氣冷堆示范工程、陽江5、6號機(jī)組的相關(guān)設(shè)備已經(jīng)出廠，其中陽江5號機(jī)組已經(jīng)開始熱試，預(yù)計明年投入商業(yè)運(yùn)行，這個階段非常關(guān)鍵。接下來，我們的設(shè)備還需要經(jīng)受機(jī)組商運(yùn)后至少兩三年時間的考驗(yàn)，這是一個長期的過程。

用戶記心中

《中國核電》：我們都知道，無論哪家企業(yè)，核心都是要為用戶創(chuàng)造價值，才能實(shí)現(xiàn)企業(yè)的長足發(fā)展。那么，廣利核在這方面是如何做的？

江國進(jìn)：在為用戶服務(wù)這方面，我有兩點(diǎn)想法：一是為用戶創(chuàng)造更多價值，我們已經(jīng)在上海建一個遠(yuǎn)程智能運(yùn)維中心，用來解決用戶的運(yùn)維問題；二是為用戶創(chuàng)造新價值，我們計劃通過智能化控制系統(tǒng)，增強(qiáng)操縱員決策的科學(xué)度，并降低其工作強(qiáng)度?？偠灾磺械募夹g(shù)創(chuàng)新都是圍繞著用戶，特別是運(yùn)行和維修人員，為用戶著想，為用戶創(chuàng)造價值。

舉個例子，以前核電廠往往要花上億的成本去購買備件，并且DCS涉及到的上百種的板卡都不得不考慮儲備，因?yàn)闊o法預(yù)知什么時候、哪塊板卡會出現(xiàn)問題。運(yùn)氣不好的話，廠家可能通知你某個型號將不再生產(chǎn)，而新型號跟舊型號可能不兼容，所以導(dǎo)致一次性得購買10年、20年的備件。

鑒于此，我們提出了DCS運(yùn)維新的商業(yè)模式——集約化總承包機(jī)制，即用戶無需購買備件，備件儲備和運(yùn)維服務(wù)委托給我們來處理。原本用戶平均每年可能需要投入幾千萬用于購買備件及日常運(yùn)維，現(xiàn)在只需要每年花費(fèi)幾百萬甚至更少。用戶把儀控運(yùn)維業(yè)務(wù)承包給我們后，我們通過遠(yuǎn)程智能運(yùn)維中心，隨時跟進(jìn)各個用戶DCS設(shè)備的情況，比如發(fā)生了什么故障、什么地方出現(xiàn)了問題、影響多大等。一旦出現(xiàn)故障，運(yùn)維中心會馬上就故障對機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生的影響作出判斷，并在第一時間進(jìn)行響應(yīng)。這樣我們就能從實(shí)際情況出發(fā)，為用戶量身定制最優(yōu)的運(yùn)維方案，實(shí)實(shí)在在為用戶解決問題，并且節(jié)約成本。新模式的提出，改變了過去各個核電用戶自行維護(hù)、各自為戰(zhàn)的局面，不僅助用戶節(jié)省了備件成本、人工成本、水電等基礎(chǔ)設(shè)施成本，還實(shí)現(xiàn)了資源和經(jīng)驗(yàn)共享，提升了故障解決的效率和速度。

我們還會不斷通過技術(shù)創(chuàng)新來為客戶創(chuàng)造價值。過去，不少主控室里都有一個規(guī)模很大的模擬后備盤，而在 “華龍一號”示范工程——防城港3、4號機(jī)組里，我們用新的、數(shù)字化的后備盤代替了原有的模擬后備盤，這是一個創(chuàng)新。數(shù)字化的后備盤與專家決策系統(tǒng)相結(jié)合，對核電站狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測性的智能判斷，并將可行的建議措施傳遞給操縱員，使操縱員得到最大化的信息支持，能夠進(jìn)一步助其降低人因失誤的概率，保障核電站的運(yùn)行安全。

齊心謀發(fā)展

《中國核電》：“和睦系統(tǒng)”已應(yīng)用到我國二代到四代堆型的核電機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了我國核電廠DCS的全面國產(chǎn)化和自主化，有力地支持了我國核電建設(shè)的順利進(jìn)行。請您談?wù)劰疚磥淼陌l(fā)展，以及您對我國核電的發(fā)展持什么樣的態(tài)度？

江國進(jìn)：對廣利核來說，我們的重心首先是將現(xiàn)有的項目做好，并不斷對 “和睦系統(tǒng)”產(chǎn)品進(jìn)行完善和優(yōu)化。

就國內(nèi)整個行業(yè)的發(fā)展而言，我個人認(rèn)為鑒于核電在清潔能源中的重要性和我們國家不斷增長的能源需求，核電在 “十三五”“十四五”這十年仍將繼續(xù)保持穩(wěn)定發(fā)展，并且除了大型商用堆，小型堆的發(fā)展前景也被看好。相信我們自主研發(fā)的核電數(shù)字化儀控系統(tǒng)未來的市場前景是非常樂觀的。未來，我們將積極響應(yīng)中國智能制造2025的發(fā)展規(guī)劃，在 “智慧核電”的大趨勢下，開展新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用等方向的研究，努力提升自身的綜合實(shí)力。

而放眼整個國際市場，目前全球有上百個在役核電機(jī)組面臨升級改造，只要我們能夠?yàn)橛脩魟?chuàng)造價值，找到一種互利共贏的模式，就能實(shí)現(xiàn)海外市場破冰。我國的自主三代核電技術(shù) “華龍一號”已經(jīng)邁開 “走出去”的步伐，這為我們自主核電裝備揚(yáng)帆海外帶來了新的契機(jī)，我們將圍繞華龍一號技術(shù)目標(biāo)出口國和 “一帶一路”沿線國家，加強(qiáng)國際合作和交流，重點(diǎn)進(jìn)行市場拓展，爭取實(shí)現(xiàn)我國核電自主技術(shù)和裝備共同 “走出去”的目標(biāo)。

（本刊記者 王丹 白佳）

“和睦系統(tǒng)”——中國自主核級數(shù)字化儀控平臺

“和睦系統(tǒng)”是我國歷時數(shù)年自主研發(fā)的核安全級數(shù)字化控制系統(tǒng)平臺，它擁有技術(shù)先進(jìn)、平臺通用、系統(tǒng)安全可靠等特點(diǎn)。目前，“和睦系統(tǒng)”已在陽江5＆6號機(jī)組、紅沿河5＆6機(jī)組、華龍一號示范工程——防城港3＆4號機(jī)組、田灣5＆6號擴(kuò)建工程、石島灣核電站高溫氣冷堆示范工程，以及大亞灣、秦山RIC系統(tǒng)改造等項目中得到應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了我國核電站DCS的全面國產(chǎn)化和自主化。其系統(tǒng)示意圖如下所示。

編者按：2017年5月25－26日，第四屆中國 （國際）核電儀控技術(shù)大會在京開幕，北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司向與會代表詳細(xì)介紹了和睦系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)和工程應(yīng)用情況，受到了行業(yè)的廣泛關(guān)注。這是我國裝備制造業(yè)領(lǐng)域的重大里程碑事件，對于我國核電裝備制造業(yè)提升全球影響力、推動 “走出去”意義重大。鑒于此，本刊采訪了 “和睦系統(tǒng)”的研發(fā)公司的總經(jīng)理江國進(jìn)，就讀者關(guān)心的問題進(jìn)行了解讀。

江國進(jìn) 江國進(jìn)北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司總經(jīng)理，研究員級高級工程師。參與并主持重大工程及科研項目11項，獲國家級、地方級科技進(jìn)步獎和專利獎8項。主持研發(fā)的我國首個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的核級數(shù)字化儀控平臺——和睦系統(tǒng)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，已在陽江5＆6、紅沿河5＆6、防城港3＆4、田灣5＆6號核電機(jī)組和石島灣高溫氣冷堆示范工程多個項目中得到應(yīng)用。