核电站模拟机建造与升级的主导模式分析.pdf

144 集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月Applications创新应用管理费用。尤其是国外仪控仿真系统的采购价格往往在千万欧元左右，业主需要额外支付的管理费用动辄数百万欧元。国内核电建设将保持积极安全有序发展，仅2021年一年就有近10台核电机组开工建设。核电站模拟机的建造也将保持在年平均10台套左右的水平。以每台1.2亿元人民币的模拟机建造价格估算，模拟机年度采购价格约12亿元人民币，基于模拟机集成商总包模式、业主花费的管理费用占了相当的份额。2 核电站全范围模拟机的主导模式业主需求和良好实践的有效落实、以提升项目工作质量。在业主主导模式下，基于业主运行和维护经验对模拟机提出的改进要求能够得到有效实现，保证模拟机贴合机组需求、适应科技发展潮流。某机组模拟机仿真平台升级时，业主基于虚拟集成技术的使用经验、对于服务器的配置及系统虚拟实现方式提出技术要求，在减少了硬件数量提、升系统运行稳定性的同时，保证了模拟机系统所使用技术的先进性，同时促使模拟机开发商将相关技术广泛应用于后续建造的模拟机。业主对于项目技术方案及经济性的有效掌控。模拟机集成商出于技术实现方案、知识产权、经济性等因素考虑，会对各模拟机仿真系统釆用不同的仿真实现方式。例如汽机仪控、堆芯仪控、安全仪控等，不采用逼真度高的Stimulation方式，0 引言核电站全范围模拟机是依据核安全相关法规要求必备的核电站机组操纵人员培训设备，主要用于机组操纵人员培训授权、技能保持及提升，并可用于实施机组功能验证、核电站应急演习支持、科普展示及参观等。通过核电站业主主导实施模拟机建造与升级工作，可以充分体现业主对于模拟机的功能及性能需求，提升项目实施的经济性和效率，保持模拟机功能及性能提升的良性循环。1 研究背景模拟机建造、升级实施方式。模拟机项目的实施通常由业主与模拟机集成商签订采购合同，集成商再与模拟机各仿真系统开发商签订采购合同。模拟机工艺仿真系统开发商往往作为模拟机集成商主导模拟机的项目实施，项目设计、采购、集成、测试、施工由集成商负总责。项目实施过程中，业主需求的贯彻落实往往受限于模拟机集成商自身的技术实现能力和市场发展方向。基于利益、产权等因素，模拟机集成商与模拟机各仿真系统开发商之间始终保持相互防范的状态，在模拟机集成测试过程中，模拟机集成商的工作往往需要通过业主的强力支持才能有效实施，业主在此过程中花费的人力以人年计算。模拟机仪控仿真系统等专用仿真系统的合同价格往往高于模拟机工艺仿真系统合同价格，由模拟机集成商负责和上述系统开发商签订合同会产生高作者简介：王飞，江苏核电有限公司，高级工程师；研究方向：核电站模拟机建造与升级维护、模拟机培训。收稿日期：2023-02-16；修回日期：2023-05-26。摘要：阐述核电站全范围模拟机的建造、升级实施方式，模拟机仪控仿真系统的特点，探讨模拟机的主导模式，包括核安全、电站工艺、仪器控制系统、计算机的软硬件系统。关键词：核电站，全范围模拟机，仿真系统，主导模式。中图分类号：TM623 文章编号：1674-2583(2023)06-0144-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.06.061文献引用格式：王飞.核电站模拟机建造与升级的主导模式分析J.集成电路应用,2023,40(06):144-145.核电站模拟机建造与升级的主导模式分析王飞（江苏核电有限公司，江苏 222042）Abstract This paper describes the construction and upgrade implementation mode of the full scope simulator of nuclear power plant,the characteristics of the simulator I&C simulation system,and discusses the dominant mode of the simulator,including nuclear safety,power plant technology,instrument control system,and computer software and hardware systems.Index Terms nuclear power plant,full range simulator,simulation system,dominant mode.Analysis of the Dominant Mode for the Construction and Upgrade of Nuclear Power Plant SimulatorsWANG Fei(Jiangsu Nuclear Power Co.,Ltd.,Jiangsu 222042,China.)Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月 145而是采用模拟机集成商自主开发的Simulation方式替代，保证了模拟机集成商的经济利益、损失了核电站业主对于模拟机仿真逼真度的高预期。上述系统与机组的启停、运行、安全保护息息相关，系统的仿真逼真度直接影响机组操纵人员操作技能的有效培养，从而影响机组安全。在业主主导模式下，对汽机仪控、堆芯仪控、安全仪控的仿真提出基于高逼真度的技术需求并实施，保证模拟机整体逼真度，提升模拟机培训有效性。在业主主导模式下，由业主在采购机组主仪控时一并采购仪控仿真系统以节约费用。同时两个项目由同一个项目组实施，促使机组仪控对模拟机仪控提供有力支持。某电站两套不同机组的相同模拟机仪控仿真系统采购分别采用上述两种模式，业主主导模式下的模拟机仪控仿真系统采购费用节省近2 000万元人民币；同时，通过一个项目组实施机组仪控系统和模拟机仪控仿真系统项目，模拟机对于仪控数据包的需求得到项目组的大力支持，并借此优化了机组仪控设计、制造流程，为机组项目建设提供有力支持。业主在项目实施过程中相关技能的有效提升。业主主导模式下，促使业主模拟机工程师主动优化、不断提升自身技术能力和工作水平，以适应对于项目技术设计、实施、采购及安装等全过程的有效管控。以提升模拟机与机组一致性保持的及时性、模拟机偏差修改的快捷性提出越来越高的要求，以保证模拟机培训的有效性、提升机组技改验证的有效性以及实施的安全性。3 核电站全范围模拟机主导模式的实施风险业主对于模拟机整体技术方案的设计能力。业主主导模式下，业主需要对模拟机各仿真系统的功能及其仿真实现方式具有完整深入的了解，这包括核安全法规、电站工艺、仪控、计算机软硬件以及机械、电气等多方面的知识。此模式下的模拟机建造与升级工作通常通过多个合同并行实施，业主在准备各合同项目技术方案时，需要保证模拟机系统的整体可用性，包括功能、性能、仿真度等，还要保证各合同项目技术方案的独立可执行性，这关系到项目能否成功实施并达到预期效果。业主的经验欠缺或者技术疏漏，将导致合同变更的增加以及开发进度的延长。业主对模拟机开发工作的有效组织与实施。业主主导模式下，模拟机集成商通常仍负责组织模拟机的整体集成测试，但测试过程中对于非集成商合同范围内的修改、修正以及技术方案确认，需要业主承担相关责任。以主仪控数据为例，由于模拟机的制造进度早于机组对应设计进度，模拟机所使用的主仪控数据通常是机组设计冻结数据甚至更早的版本，数据的完整性和质量欠缺。由此导致的模拟机偏差，由谁来确定如何修改以及由谁来修改、修改后由谁来验证、版本由谁来更新，由于技术实现方式的多样性，上述职责往往很难界定，会出现谁都可以实施但谁都不想实施、合同约束有限的尴尬局面，需要业主根据实际情况组织实施，以保证项目实施进度和质量。业主计划管理能力。业主主导模式下，由于合同的并行签署，对于各合同项目的实施计划不一定能实现统筹规划，多个合同项目实施的计划匹配风险升高。以某电站模拟机后备盘建造为例，盘台制造、盘装设备采购与安装、接口系统设计与采购、接口系统安装、后备盘系统测试等工作由多个开发商负责实施，工序交叉、提资与反提资接口频繁出现。通过一体化计划管理、将各合同项目计划合并成一个计划，回归模拟机项目开发的原始面貌，是管控多合同有效开展工作的良好实践。4 结语要积极安全有序发展核电，核电站建造、运行的安全性始终是社会关注焦点，核电站业主通过科技创新、管理优化等举措不断提升核电站建造、运行的安全水平。模拟机是核电站操纵人员培训及机组功能验证的必要工具，通过业主主导模式实施模拟机建造与升级以提升模拟机功能及性能的优势、进而促进核电站建造、运行的安全性提升，将随着模拟机建造与升级项目的陆续实施而日益明显。相关实施重点和风险需要引起核电站业主的重视。参考文献1 徐大望,杨振,葛剑,应正波,蔡杭棋,罗幸明.核电站全范围仿真模拟机系统设计与实现J.中国仪器仪表,2021(03):54-59.2 许文朝,姜夏岚,秦治国.全范围模拟机对核电站控制优化前的验证与预演J.系统仿真技术,2020,16(02):118-122.3 章旋,茆荣,曹建亭.核电站全范围模拟机关键技术探讨J.热力发电,2011,40(01):16-18.4 章旋,张光昱,张俊军,魏会明.核电站模拟机操纵员站人机界面组态软件开发J.计算机应用与软件,2013,30(12):272-275.5 胡俊,傅春霞.核电站全范围模拟机中DCS模拟机的软件要求分析J.自动化博览,2017(10):74-78.6 马洁光,李春.福建福清核电站DCS系统全范围模拟机设计J.仪器仪表用户,2016,23(06):71-74.7 魏来,胡松,曲伟.新建核电站模拟机建造风险分析及对策J.仪器仪表用户,2015,22(06):5-7+14.8 赵越.用于核电站故障诊断和规程改进的DUCG理论及应用研究D.北京：清华大学,2017.