核電廠數字化儀表與控制系統的應用現狀與發展趨勢

蘇立臣

摘 要：核能發電作為我國當前最為新型的科學技術，為人類的生活提供了便利，基于此，本文對核電廠數字化儀表與控制系統進行分析，同時分析了核電廠數字化儀表與控制系統的應用現狀及其發展趨勢，以此推動核電廠健康穩定發展。

關鍵詞：核電廠;數字化儀表控制系統;應用現狀;發展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.137

0 前言

傳統的核電廠數值化儀表與控制系統為單機測控系統，逐漸發展轉化為集散控制系統，在通信技術不斷發展的背景下，核電廠逐漸應用數字化儀表與控制系統。核電廠數字化儀表與控制系統的應用，為核電廠安全以及有效運行發揮十分重要的作用，真正實現核電廠可持續發展。

1 核電廠數字化儀表與控制系統概述

核電廠數字化儀表與控制系統是指利用數字計算機技術通過完成自動控制、保護信息與信息顯示，以及網絡通信實現對核電廠的監測與控制功能的所有軟件與硬件設備[1]。

核電廠數字化儀表與控制系統的主要功能分為兩部分，包括信息處理與顯示功能以及控制功能。主要特點為可以實現核電廠信息管理、過程控制與復雜控制規律的綜合控制。核電廠數字化儀表與控制系統提供了一個集成的計算機系統，將信息、控制與監測功能覆蓋在核電廠每個過程系統中。核電廠數字化儀表與控制系統類型主要分為兩種。第一，集中性計算機控制系統。這種系統的主要特點是可以實現集中顯示操作，以及利用率高等，但是其網絡控制、分散控制優點不能有效體現，造成其靈活性較差，擴展性不高。第二，集散性計算機控制系統。

2 核電廠數字化儀表與控制系統的應用現狀

2.1 提供更加智能化的人機界面

隨著科學技術不斷發展，我國核電廠建設程度逐漸加深，但在過去幾十年中核電廠運行過程中發生各種事故，其主要原因是由于人為失誤造成的。著名的三哩島事故以及切爾諾貝利事故經調查顯示是由于人為失誤導致事故發生的主要原因。這就意味著，核電廠必須開展人機界面的重要改革。隨著核電廠應用數值化儀表與控制系統，真正提供更加智能化的人機界面，真正改變信號的顯示內容與顯示方式，同時有效避免控制室顯示信號過多，且過于分散以及工作面過大的狀況[2]。通過數字化儀表與控制系統，有效緩解操作員的觀察、分析以及判斷負擔，在事故工況下，減輕操作員正確決策的依賴，為操作員提供有利的決策支持，以及操作引導功能。

2.2 高度自動化

自動化是現代核電廠的發展趨勢，因此，核電廠應事先高度重視自動化運用。通過應用數字化儀表與控制系統，有效進負荷跟蹤發電，以及核電廠綜合協調控制運行，從而確保核電廠始終處于運行的最佳轉態，實現經濟效益最大化。同時，促使核電廠中各種操作盡可能實行自動化執行，各種保護動作全部自動觸發并自主完成，在預計運行事件或基準事故開始后的三十分鐘內，操作員不需進行干預，促使核電廠不直接依賴于操作員的立即響應就可以進行安全運行，使操作員可以擁有較為充裕的時間進行冷靜的思考以及全面分析與判斷，有效減少誤判與盲目處理等事件的發生。

2.3 高度可靠性

傳統核電廠控制系統在信號傳輸過程中往往易受到干擾、控制特性不好、重要設備易發生故障。核電廠應用數字化儀表與控制系統，有效避免信號傳輸過程中受到干擾，使重要設備始終處于安全狀態，從而避免重要設備發生故障，有效保持高度可靠性。

2.4 高度可維護性

核電廠數字化儀表與控制系統本身就是一個十分復雜且龐大的系統，確保其開展長期、連續、可靠的工作狀態，從而確保核電廠的安全、正常運行。核電廠數字化儀表與控制系統是一項工作量巨大，同時技術性很強的工作，對于核電廠的正常營運來說具有一定的負擔，因此，核電廠數字化儀表與控制系統具備高度可維護性，從而為核電廠數字化儀表與控制系統的正常、安全運行打下堅實基礎，真正促進核電廠健康持續發展。

3 核電廠數字化儀表與控制系統的發展趨勢

隨著科學技術不斷發展，我國電子、儀表以及控制設備領域中發生了翻天覆地的變化，數字化技術在各個領域中應用的程度逐漸加深，同時表現出良好的優越性，真正處于主導地位。由此可見，核電廠數字化儀表與控制系統全面實現數字化是技術發展的必然趨勢。世界發達國家近年來發展新一代核電廠過程中全部都是采用全數字化儀表與控制系統。包括已經完成建設同時已經投入使用的法國1450MW N4系列壓水堆核電廠，以及日本1350MW ABWR沸水堆核電廠，并且當前世界中尚處于建設過程中未投入使用的發達國家核電廠無一不是全面應用了數字化儀表與控制系統[3]。我國在建設核電廠過程中積極進行改進，全面應用數字化儀表與控制系統，并且我國許多老一代在役核電廠已經進行全面數字化儀表與控制系統改造，或者正在進行全面數字化儀表與控制系統的改造。由此可見，核電廠數字化儀表與控制系統實現全面數字化是必然發展趨勢，從而真正推動核電廠的可持續發展，真正為人類生產生活提供更為有利的條件。

4 總結

綜上所述，將數字化儀表與控制系統應用在核電廠中具有十分重要的意義，同時也是核電廠發展的必然趨勢，隨著科學技術的不斷發展，數字化儀表與控制系統將會不斷改革創新，真正為核電廠的安全、穩定運行提供堅實保障，從而促進核電廠供電質量的提高。因此，核電廠應重視數字化儀表與控制系統的有效控制，配備專業的操作人員，真正確保核電廠數字化儀表與控制系統建設的完善性。

參考文獻：

[1]商海龍，李海煌.核電廠數字化儀表與控制系統的應用現狀及發展趨勢[J].科技傳播，2017，9（10）：27-28.

[2]劉中明，陸荊，李紅英.核電廠數字化儀表與控制系統的應用現狀與發展趨勢[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2016（03）：244.

[3]楊岐.核電廠數字化儀表與控制系統的應用現狀與發展趨勢[J].核動力工程，1998（02）：29-34.