打造國際知名的數(shù)字化核儀控一體化解決方案
——訪中核控制系統(tǒng)工程有限公司總經(jīng)理唐意

□本刊記者 王舒穎

打造國際知名的數(shù)字化核儀控一體化解決方案
——訪中核控制系統(tǒng)工程有限公司總經(jīng)理唐意

□本刊記者 王舒穎

核儀控系統(tǒng)被稱為核電站“神經(jīng)中樞”，是核電站四大關(guān)鍵設(shè)備之一，對于確保核電廠的安全、可靠運(yùn)行起著非常關(guān)鍵的作用

隨著“一帶一路”等戰(zhàn)略的推出和國家將核電作為開拓國際市場的重要支撐，過去一年多，中國核電產(chǎn)業(yè)“走出去”實(shí)現(xiàn)了比之前十年更大的進(jìn)展。核電站從設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)到安全運(yùn)行和退役，各個(gè)環(huán)節(jié)都貫穿著高端技術(shù)，核電“走出去”，意味著國際市場對我國核電整體能力的認(rèn)可。這其中，就包括核電站四大關(guān)鍵設(shè)備之一的核儀控系統(tǒng)。

核儀控系統(tǒng)被稱為核電站“神經(jīng)中樞”，對于確保核電廠的安全、可靠運(yùn)行的重要性起著非常關(guān)鍵的作用。鑒于其特殊的用途，目前，國內(nèi)核儀控系統(tǒng)的生產(chǎn)由“國家隊(duì)”負(fù)責(zé)，而中核控制系統(tǒng)工程有限公司更是以其完備的供貨服務(wù)能力、完整的產(chǎn)品譜系、完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)成為個(gè)中的佼佼者。

本期雜志采訪了中核控制系統(tǒng)工程有限公司總經(jīng)理唐意，聽他介紹了中核控制的發(fā)展歷程、未來藍(lán)圖以及核儀控系統(tǒng)在核產(chǎn)業(yè)鏈中扮演的角色和實(shí)現(xiàn)自主可控的現(xiàn)實(shí)意義。

核儀控系統(tǒng)自主化是核設(shè)施安全可控的重要保障

記：在中國的核工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中，中核控制承擔(dān)著什么角色？

唐：中核控制對自己的定位是，提供核儀控產(chǎn)品及服務(wù)整體解決方案的專業(yè)供應(yīng)商。借助中核集團(tuán)的規(guī)模優(yōu)勢和雄厚的核電技術(shù)基礎(chǔ)，依托50多年積累的核儀控生產(chǎn)制造技術(shù)，中核控制形成了覆蓋核工程關(guān)鍵儀控系統(tǒng)完整產(chǎn)業(yè)鏈的供貨服務(wù)能力。目前中核控制生產(chǎn)的產(chǎn)品主要有四大類，分別是核數(shù)字化控制系統(tǒng)產(chǎn)品、核探測器、核能專用儀控系統(tǒng)、核儀器儀表四大產(chǎn)品體系。其中，核電站全數(shù)字化儀控系統(tǒng)，也就是我們常說的DCS系統(tǒng)，被稱為核電站的“神經(jīng)中樞”，是核電站重大關(guān)鍵性成套設(shè)備之一。

目前我們已經(jīng)承接了福清核電站、浙江方家山核電站、秦山核電站、海南昌江核電站、廣核陽江核電站、巴基斯坦核電站、核化工項(xiàng)目等DCS項(xiàng)目工程；為國內(nèi)外三十多座反應(yīng)堆和核電站提供了專用儀控系統(tǒng)，比如棒控與棒位系統(tǒng)、保護(hù)專設(shè)系統(tǒng)等，以及輻射監(jiān)測儀表，是國內(nèi)唯一有應(yīng)用業(yè)績的生產(chǎn)商。此外，為神舟系列飛船、空間衛(wèi)星、衛(wèi)生防疫部門、環(huán)境監(jiān)測部門、高等院校、科研院所提供多項(xiàng)專用設(shè)備，為我國兩彈一艇等國防工業(yè)建設(shè)作出重要貢獻(xiàn)。

記：核儀控系統(tǒng)被稱為核電站的“神經(jīng)中樞”，它的重要性體現(xiàn)在哪里？

唐：核儀控系統(tǒng)是控制著核電站近300多個(gè)系統(tǒng)、近萬套設(shè)備，這意味著儀控系統(tǒng)控制著整個(gè)反應(yīng)堆運(yùn)行狀態(tài)和電能生產(chǎn)的過程，保證核電站在正常工況下運(yùn)行，一旦遇到緊急情況，它又可以啟動(dòng)保護(hù)措施，維護(hù)核電廠的安全。此外，儀控系統(tǒng)可以提供精確的信息，供操作員進(jìn)行判斷，因此也常被比喻為核電站操作員的“眼睛”和“耳朵”。

核儀控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主化是保證核設(shè)施安全可控的重要保障。2010年伊朗發(fā)生“震網(wǎng)”事件，“震網(wǎng)”蠕蟲病毒侵入了西門子公司為伊朗核電站設(shè)計(jì)的工業(yè)控制軟件，導(dǎo)致1/5的離心機(jī)報(bào)廢。這件事給全世界控制系統(tǒng)敲了警鐘，再次證明核設(shè)施的安全運(yùn)行離不開控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化。

記：目前我們的主要產(chǎn)品是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自主化？

唐：中核控制生產(chǎn)的四種類型產(chǎn)品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)都在我們手上，如果我們想修改系統(tǒng)軟件的源代碼也可以馬上實(shí)現(xiàn)。

就像剛才說的，核儀控系統(tǒng)自主可控是確保核設(shè)施安全的重要條件。2007年，國家發(fā)改委提出了核電國產(chǎn)化的32項(xiàng)攻關(guān)項(xiàng)目，其中就有DCS。當(dāng)時(shí)發(fā)改委要求中核、國核及中廣核三大集團(tuán)分別成立專門隊(duì)伍進(jìn)行項(xiàng)目攻關(guān)。2008年，中核集團(tuán)成立了中核東方控制系統(tǒng)工程有限公司，開創(chuàng)符合核工程要求的數(shù)字化軟硬件平臺(tái)的自主品牌成為公司的首要目標(biāo)。我們集聚了中國核電工程有限公司、中核（北京）核儀器廠和上海中核浦原總公司三家單位的優(yōu)勢，僅僅用了兩年時(shí)間，就推出了首套核電數(shù)字化控制系統(tǒng)平臺(tái)——NicSys1000。我們還根據(jù)核電和核化工行業(yè)等需求，細(xì)化出不同規(guī)模的產(chǎn)品系列滿足不同用戶和系統(tǒng)的定制要求。2011年，我們將NicSys1000平臺(tái)升級(jí)為能滿足全廠核電數(shù)字化控制系統(tǒng)要求的NicSys2000?，F(xiàn)在，自主研發(fā)的基于FPGA技術(shù)的安全級(jí)數(shù)字化控制系統(tǒng)平臺(tái)NicSys8000N是中核控制的重大科研項(xiàng)目，目前已經(jīng)完成原理樣機(jī)，未來會(huì)應(yīng)用于國內(nèi)外核電市場、各類實(shí)驗(yàn)堆和其他核設(shè)施等。

核儀控系統(tǒng)有兩條線確保核設(shè)施安全可靠

記：前幾天日本了發(fā)布重啟核電站建設(shè)的消息，引起國內(nèi)一片質(zhì)疑，質(zhì)疑的核心還是安全問題。我們的產(chǎn)品是如何確保安全可靠的？

唐：日本福島事故讓民眾對核電站的安全性非常關(guān)注。目前國內(nèi)新建核電站普遍采用第三代核電技術(shù)，第三代核電技術(shù)與第二代技術(shù)的根本差別，就是把預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故作為設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足的要求。在整個(gè)核電站中，“用于事故后的設(shè)備”所用的經(jīng)費(fèi)占整個(gè)核電站設(shè)備的1/3。具體到核儀控系統(tǒng)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中有兩條線來確保安全可靠。

第一條線是嚴(yán)格的核質(zhì)保體系。很多人認(rèn)為核質(zhì)保體系是虛的，其實(shí)剛好相反，這套體系有非常細(xì)致嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)、導(dǎo)則，就像一個(gè)緊箍咒，把我們管得死死的，一舉一動(dòng)必須按照規(guī)則執(zhí)行。產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制作全程都處于嚴(yán)格監(jiān)管下，同時(shí)所有操作行為都可追溯。

第二條線是冗余的設(shè)計(jì)。打個(gè)比方，這類似表決邏輯，比如一件事有4個(gè)人參與表決，如果意見為1：3，1被排除，如果意見為2：2，就立刻執(zhí)行安全流程。核儀控系統(tǒng)中，有很多安全功能由多套設(shè)備監(jiān)測，多種手段實(shí)施。以測量核設(shè)施運(yùn)行功率為例，僅反應(yīng)堆外就有元量程、工藝量程、中間量程等六個(gè)探測器，在不同測點(diǎn)進(jìn)行檢測，并通過不同通道測量和傳輸數(shù)據(jù)，以保證測量準(zhǔn)確。一旦遇到惡劣的工況，會(huì)有多種處理方式讓它回到安全狀態(tài)。處理時(shí)也借助六套系統(tǒng)，比如要執(zhí)行停堆指令時(shí)，可以通過停堆斷路器，燃料棒下插、注入含彭水等不同手段實(shí)現(xiàn)。

目前世界范圍內(nèi)發(fā)生過的幾次核事故，都與工作人員未能及時(shí)、準(zhǔn)確進(jìn)行操作有關(guān)。因此三代核電的理念之一就是盡量把人的因素去掉，實(shí)現(xiàn)非能動(dòng)，很多安全措施的執(zhí)行不需要通過工作人員做判斷，甚至系統(tǒng)作出核電站停運(yùn)的決定也只需零點(diǎn)零幾毫秒。

記：福島事故以后，安全標(biāo)準(zhǔn)是不是比以前更嚴(yán)格？

唐：是的，有的標(biāo)準(zhǔn)甚至到了嚴(yán)苛的程度。舉例來說，我們的產(chǎn)品出廠前要進(jìn)行一系列模擬試驗(yàn)，像輻照試驗(yàn)、高低溫試驗(yàn)和地震測試。在地震測試中，我們把產(chǎn)品放在地震臺(tái)架，同時(shí)施加水平和垂直兩個(gè)維度的震動(dòng)，并用加速度的方式提高速度。福島事故以后，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)裂度由原來的0.2提高到現(xiàn)在的0.3。這是什么概念呢？意味著產(chǎn)品在8-10級(jí)以上的地震中，仍能正常發(fā)出指令，也就是產(chǎn)品對自然界中可能發(fā)生的地震基本“免疫”了。當(dāng)然，地震測試只是眾多測試中的一項(xiàng)。

記：安全標(biāo)準(zhǔn)的提高，是不是對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)也提出了不小的考驗(yàn)？

唐：事實(shí)上，很多產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都是推倒重來的。比如產(chǎn)品的機(jī)架，當(dāng)時(shí)已經(jīng)通過國家核安全局的認(rèn)證，但是為了達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求，從取證、設(shè)計(jì)到產(chǎn)品知識(shí)產(chǎn)權(quán)的申請，全部歸零重新開始。這個(gè)對廠家來說是蠻大的投入。

記：目前裝備制造都強(qiáng)調(diào)集成化，為什么核電站除了DCS，還有專用儀控系統(tǒng)？

唐：這是目前國際通用的方法。其實(shí)這兩種控制系統(tǒng)技術(shù)上沒有太多區(qū)別，分開也是出于安全考慮。專用控制系統(tǒng)主要包括堆內(nèi)核測、堆外核測、硼濃度控制、硝清系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等10套左右，這些系統(tǒng)功能并不龐大，但是很關(guān)鍵，如果將它們納入DCS，一旦大系統(tǒng)有問題它們也會(huì)出現(xiàn)問題。核控制系統(tǒng)和專用控制系統(tǒng)分開，成本更高，制造更復(fù)雜，但安全性會(huì)更高。當(dāng)然，隨著大型集成電路的發(fā)展，和智能制造的不斷推進(jìn)，我認(rèn)為未來可以慢慢合并。

立足國內(nèi)市場，開拓國際市場

記：目前核電重啟引發(fā)了核電新一輪提速，我們的產(chǎn)品市場是否也擴(kuò)大了？

唐：總體來說，國內(nèi)市場的整個(gè)蛋糕更大了?，F(xiàn)在在建核電站就20幾臺(tái)，將來還會(huì)增加幾十臺(tái)，市場容量擴(kuò)大了。受益于整個(gè)市場的擴(kuò)大，目前公司利潤年增長率超過18%，營收超過15%。當(dāng)然，我們面臨的競爭也更激烈了，可以切實(shí)感受到市場的壓力。

記：市場壓力體現(xiàn)在哪些方面？

唐：目前我們核儀器和核專用控制系統(tǒng)的市場都在萎縮，尤其是核儀器以前的國內(nèi)市場份額曾經(jīng)達(dá)到70-80%，到現(xiàn)在，我都不去統(tǒng)計(jì)具體數(shù)字了。探測器部分相對而言經(jīng)歷市場競爭少，但是國內(nèi)用戶需求量特別少。目前公司生產(chǎn)的DCS占國內(nèi)市場份額的1/3-1/2。

其實(shí)我們并不是沒有市場意識(shí)，而是不想丟掉核心技術(shù)，所以把主要精力和資金都放在研發(fā)自主可控的數(shù)字儀控系統(tǒng)。

記：國內(nèi)競爭日趨激烈，是不是會(huì)調(diào)整市場戰(zhàn)略，更多地參與國際合作？

唐：目前核電“走出去”已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略，有核電“走出去”的地方，就有中核控制的產(chǎn)品。比如華龍一號(hào)海外項(xiàng)目、巴基斯坦K2K3項(xiàng)目，與埃及合作的項(xiàng)目也在談判。

我們很清楚地知道，在整個(gè)核電項(xiàng)目中，主體是設(shè)計(jì)和建造單位，我們只是重要設(shè)備的供應(yīng)商，負(fù)責(zé)總集成，包括控制系統(tǒng)、反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)和其他一些專業(yè)系統(tǒng)。因此，以前我們主要通過“搭車”的方式出口產(chǎn)品。

當(dāng)然，我們也不斷拓展其他合作模式。今年1月，中核控制與法國阿?，m公司合資組建了核電安全級(jí)DCS公司中核阿?，m安全儀控工程有限公司，負(fù)責(zé)商業(yè)核電站安全級(jí)數(shù)字化控制系統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、系統(tǒng)集成、銷售和維護(hù)等，還有與上述業(yè)務(wù)相關(guān)的咨詢、培訓(xùn)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓，以及應(yīng)用于商業(yè)核電站的TXS安全級(jí)平臺(tái)和合資公司新開發(fā)的安全級(jí)平臺(tái)的產(chǎn)品和技術(shù)進(jìn)出口。這標(biāo)志這中核控制實(shí)現(xiàn)了安全級(jí)DCS的本地化生產(chǎn)和供貨。

我們也通過各種機(jī)會(huì)增加與國際同行之間的溝通。比如，中核控制是IAEA的儀控委員會(huì)支持單位，也參與國際核電標(biāo)準(zhǔn)IEEE1012編寫工作。

記：以后會(huì)更多嘗試產(chǎn)品單獨(dú)出口嗎？

唐：隨著中國核電逐漸走向國際舞臺(tái)中央，中核控制也更加認(rèn)識(shí)到讓市場認(rèn)識(shí)自己的重要性。同樣是今年1月，我們正式有了自己“走出去”的規(guī)劃。第一步要做的就是讓我們的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是特殊產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)盡快與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。目前我們正在與美國進(jìn)行系統(tǒng)改造工程的談判，美國的核電站很多都已經(jīng)運(yùn)行30年以上，需要進(jìn)行改造。美方已經(jīng)來考察過我們公司，也表示愿意采用我們的產(chǎn)品，目前正在進(jìn)行國際標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。

記：未來與國外的合作會(huì)拓展到非核電的產(chǎn)品嗎？

唐：走出去的關(guān)鍵是要先“出去”，剛開始還是要做相對熟悉的產(chǎn)品。當(dāng)然，我們的考慮也是以核電站相關(guān)為突破口，以后時(shí)機(jī)成熟，會(huì)考慮在國外設(shè)立辦事處，甚至進(jìn)行跨國并購整合。向全球核技術(shù)應(yīng)用用戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品及服務(wù)，成為國際知名的數(shù)字化核儀控一體化解決方案，是我們期望實(shí)現(xiàn)的藍(lán)圖?！?/p>