地震、海啸来袭 如何保障核电站安全运行

2017/2/3 11:11:16

历时六年，由中美两国企业联合开发、我国具有完全自主知识产权的核电安全级数字化仪控系统平台——NuPAC平台将正式进入到产品制造和应用阶段。

记者1月5日从国家电投召开的新闻发布会上了解到，NuPAC平台已于2016年12月先后通过中国国家核安全局和美国核管理委员会（NRC）许可，成为全球首个通过中美政府核安全监管机构行政许可的核电站反应堆保护系统平台，具备了直接进入国内和国际市场的资质。

“拿到中美两国的‘许可证’，标志着国家电投下属企业国核自仪具备了在中国境内各类核电机组提供核级数字化仪控系统的能力和资质。”国家电投董事长王炳华表示，“同时，该平台打破了国际行业巨头的长期垄断，实现了自主化和国产化目标，为中国先进核电技术进入世界市场提供了技术准入，具有里程碑意义。”

基于FPGA技术的“安全卫士”

数字化仪控系统犹如核电站的“神经中枢”，对确保核电站的安全、稳定、经济运行起着至关重要的作用，而反应堆保护系统平台作为“神经中枢”中最关键的核心设备，能够在核电站发生诸如地震、海啸等异常事故工况下，保证核电站安全停堆。NuPAC平台扮演的，正是核电站“安全卫士”这一关键角色。

据国家核电总经理王中堂介绍，NuPAC平台最大的特点，是采用了受国际原子能机构（IAEA）推崇、具备高可靠性的最新一代反应堆保护系统优选技术方案——FPGA技术（基于现场可编程门阵列）。

“借助FPGA技术，NuPAC平台实现了独特的分散式物理结构，能获得比传统基于CPU的系统平台更高的可靠性。通过采用纯硬件电路实现方案，有效克服了由软件（尤其是操作系统）引入的不确定性、不可验证性和软件共因失效的概率。FPGA技术可以有效抵御病毒或人为的网络攻击，可为系统提供更好的安全性。”国核自仪总经理邱韶阳介绍，“就像电脑的CPU在运行时，其他软件的安装可能会影响系统安全，但FPGA技术不依赖于软件运行，而是实现了软件硬件化，具有本质安全特性，可以给核电站运行提供最高的安全屏障。”

“FPGA技术已在航空航天等领域广泛地成功应用，国核自仪和美国洛克希德˙马丁公司以此为基础联合研发出NuPAC平台，不仅能用于所有堆型核电机组、各类民用核动力装置，也可用于重型燃机、轨道交通等高安全性、可靠性要求的高端工业控制领域。”王中堂向记者表示。

中方可单独推向市场

作为国核自仪和洛克希德˙马丁公司两家企业联合开发出的产品，NuPAC平台如何归属？有无市场推广模式？

“我们与马丁公司合作研发，共享知识产权。”王中堂解释。

“国核自仪拥有完整的NuPAC平台知识产权，自主开发源代码，并可不受限制地持续改进开发；在满足中美政府间关于和平利用核能的框架协议下，国核自仪可向全球市场提供平台和服务。”邱韶阳说，“而且，为保障合作研发成果在国内真正落地，提升国内生产制造核安全级数字化仪控系统设备的自主化能力，在美国合作研发的同时，同步实现在中国国内设备制造。”

资料显示，核电站数字化反应堆保护系统及其NuPAC平台的研制先后经历了三个阶段，即通用平台原理样机研制、工程样机研制和工程产品验证样机研制。

在第二个阶段，工程样机按照AP1000反应堆保护系统典型B序列功能进行配置，目前已完成初步设计、详细设计、硬件生产和测试、系统装配、集成测试、独立验证与确认、以及设备鉴定等工作；

而在第三个阶段，国核自仪目前已完成CAP1400反应堆保护系统工程平台验证样机的概念设计、基础设计、详细设计和硬件制造，完成工程平台验证样机的集成制造工作，并于2016年12月底完成工程平台验证样机的集成与功能测试。

“工程产品验证样机的研制成果可以直接应用于CAP1400示范工程的机组设备。”邱韶阳透露，“通过CAP1400示范电站工程验证样机的成功研制，国核自仪了实现三代核电数字化仪控系统国产化，具备了工程实施的资质和能力。

在国内市场开拓方面，NuPAC平台将应用于重大专项CAP1400示范电站项目和海阳项目等。在发布会当天，国核自仪分别与国核示范电站有限责任公司、山东核电有限公司、国核广东湛江核电有限公司及中电投广西核电有限公司签署了合作协议。