“模塊化控制技術”創國際領先 助核電發展
發布日期：2013-08-27 瀏覽次數：2491
“模塊化控制技術”創國際領先
2006至2010年，廣東院依托深圳嶺澳核電站二期工程, 開展“100萬千瓦級大型商用核電站常規島自主設計關鍵技術研究”工作，在我國首次對100萬千瓦級大型商用核電站常規島進行了自主設計和大量分析研究，研發出包括電氣和儀表控制的十多項專利專有技術，創先在百萬千瓦級核電采用“模塊化控制技術”,其中，“核電工程變壓器DCS控制模塊”榮獲國際發明專利授權，“核電機組驅動級專用邏輯控制裝置”和“一種網絡狀層級消防控制系統”榮獲國家發明專利授權。
核電廠中，6千伏變壓器開關控制的可靠性關系到核島的安全運行。核電原有的引進技術中，實現開關的控制、聯鎖、測量和監視報警的方式具有接線復雜、可靠性能差、維護困難等缺陷。為了克服這些缺陷，廣東院科研項目組在2005年開始對深圳嶺澳核電站二期3、4號機組工程進行施工圖設計時，按照“引進加改進”的指導思想，在“電氣監控由DCS實現、取消中轉繼電器架及其相應的直流48伏電源系統、繼電器和6千伏綜合保護器均安裝于6千伏開關柜”的改進原則下，完成了“核電工程變壓器DCS控制模塊”以及多個“6千伏開關控制模塊”技術成果。該項技術成功的實現了我國核電工程高自動化水平的電氣全LED監控，使我國核電工程的電氣控制水平達到國際領先。
“采用繼電器的搭接方式還是采用分散控制系統(DCS)軟件標準模塊做法”成了項目組在深圳嶺澳核電站二期整個機組監控設計過程中考慮的問題核心。為此，項目組對部分核電站、火電廠的控制方式及其邏輯設計做了詳細的調查研究，發現DCS完成邏輯控制并且對驅動級設備進行標準化是行之有效的，可以提高控制水平和工作效率，減少維護工作量和差錯率，方便DCS組態，形成標準化。于是在嶺澳二期核電站邏輯圖設計過程中，項目組發明了“核電機組驅動級專用邏輯控制裝置”以及多個閥門、泵、風機的“專用邏輯控制模塊”，摒棄了繼電器控制模式，采用驅動級標準邏輯模塊，實現了控制標準化，簡化了控制邏輯工作、節省了40%工作量、機組運行安全和可靠性提高了40%、減少了30%差錯率和50%維護量，且控制邏輯易于修改和擴展。
為了克服核電廠消防系統中存在的結構復雜、構建成本高、維護困難的等缺點，項目組發明了“一種網絡狀層級消防控制系統”。這種系統有很強的普適性、升級能力和兼容空間。該系統由火警探測器、中央信號處理單元、控制模塊、中間繼電器和消防設備構成，可使控制模塊的數量大大減少。此外，采用信號總線方式及節點層級擴展技術，可簡化現場布線，降低運行和維護成本。
“雙效益” 推技術普及
模塊化控制技術使得機組更高效、經濟運行，創造了良好的經濟和社會效益。目前，百萬千瓦級核電模塊化控制技術已應用于嶺澳核電廠二期、紅沿河核電廠一期、寧德核電廠一期、陽江核電廠一期、防城港核電廠一期和臺山核電廠一期等6個工程12臺機組中。其中嶺澳二期工程已經投入商業運行4年多，大連紅沿河核電廠一期1號機組已投入商業運行1年，寧德核電廠一期1號機組已投入商業運行1年，運行情況皆穩定可靠。
上述核電工程在應用模塊化控制技術后，產生的經濟效益尤為明顯。在減少故障停機率所節約的費用之外，共節省費用近2.5億元。其中，先進的控制技術使得運行人員減少30%，12臺機組每年可節約超千萬元;采用驅動級標準模塊，12臺機組共節省近億元;采用變壓器DCS控制模塊技術，12臺機組共節省超億元;采用先進消防控制系統，6個工程共節省超千萬元。
百萬千瓦級核電模塊化控制技術實現了我國核電高自動化控制水平和電氣與機組整體監控，達到了減員增效目的。此外，邏輯控制模塊具有規范性和標準性的發明，提高了運行維護管理水平;新型消防控制系統技術發明可有效控制核電廠火災，避免其引發核安全事故，產生了良好的社會效益。
廣應用 助核電發展
“該項成果整體技術具有很強的創新性和很高的推廣應用價值。” 廣東省科技廳組織的“100萬千瓦級大型商用核電站常規島自主設計關鍵技術研究”項目鑒定委員會專家評價說。
百萬千瓦級核電模塊化控制技術在核電領域的廣泛應用，有效提高了我國核電運行的安全性、可靠性和自動化控制水平，為我國核電站控制技術達到國際先進水平奠定了良好的基礎。
根據《核電中長期發展規劃(2011-2020年)》，到2020年我國核電裝機將達到在運5800萬千瓦，在建3000萬千瓦。此外，環境保護部2012年發布的《關于全國民用核設施綜合安全檢查情況的報告》顯示，我國目前已有15臺在運核電機組，總裝機容量約為1250萬千瓦;在建核電機組26臺，裝機容量約2760萬千瓦。隨著我國核電市場的不斷發展，百萬千瓦級核電模塊化控制技術的發展空間可想而知。
