大有可为！我国核设施专用仪控系统再获突破

发电、环保……这是否就是你对核电的初步印象？

作为现代发电技术的重要组成部分，核电站比传统的燃煤发电有着更高的技术要求，核能发展对保障安全，实现“碳达峰、碳中和”目标具有重大意义。而核设施专用仪控系统（简称3R系统）就是为核电站提供重要科技支撑的系统之一，其性能将直接影响核电站的安全稳定运行。

3R系统有何妙用？

支持核电站安全稳定运行的3R系统可以用来做什么？在核电站的应用情况和应用场景又是什么？

3R系统是核电站专用的十分重要且复杂的系统，涉及软件、硬件、机械、电气、仪控等多种专业。3R系统包括核反应堆最重要的三个仪控系统，分别是棒控棒位系统(RGL)、堆芯测量系统(RIC)和堆外核仪表系统(RPN)，主要用于反应堆启动、运行及停堆期间的功率测量和控制，其对反应堆的作用好比人的手、眼睛和耳朵。

RGL系统设备

棒控棒位系统就是“手”的部分，它是执行机构，其利用电磁技术提升和下插反应堆内的控制棒，达到控制反应堆反应性的目的；堆芯测量系统就是“眼睛”部分，时刻监测这反应堆内的中子通量水平、液位、温度等信息并反馈给操纵人员；堆外核仪表系统就是“耳朵”部分，它通过安装于压力容器外侧的探测器得到反应堆功率及其变化率，实现反应堆全周期的功率调节及停堆保护。

2022年，党的二十大报告指出“要积极有序安全发展核电”，核电作为安全、经济、绿色无碳能源，发展核电是改善能源结构的必然选择，也是实现“双碳”目标的有效手段。3R系统设计研发团队成员介绍道，“十四五”期间预计每年将会有6-8台新建机组开工建设，对于设备的需求将持续增长，随着我国在运核电项目的设备改造升级，核电厂对设备替代的需求会逐渐释放，该设备仍存在着巨大的市场。

RIC系统研发场景

自主化的设备为何能使得竞争优势更为明显？研发团队成员谈及其中原因表示，一是采用了全数字化、网络化、模块化、智能化的设计理念，具有高度的集成性、灵活性、可扩展性和可维护性。与国外同类产品相比，有较大后发优势，在用户体验、设计规范、安全认证方面具备先进性。二是深入推进“产-学-研-用”科技创新模式，健全了相关专业学科，形成了完整的核设施仪控系统设备国产化体系，已经具备了自主开发和生产该类系统等设备的能力，并且在不断提高其技术水平和质量水准。

十年磨一剑，3R系统研发实现新突破。

回溯过去，3R系统的发展可谓道阻且长。我国核电站使用的该类设备长期以来一直被国外公司垄断，工程进度、技术服务、备件供应也依赖国外公司，严重制约国家核电事业的发展。

除此之外，在研发团队成员看来，系统在研发领域也面临着“两大难题”，一是恶劣环境下设备可靠性的保证；二是反应堆复杂环境条件下微弱信号的有效甄别提取。

RPN系统研发场景

尽管如此，研发团队成员仍然秉承着坐得了冷板凳的信念和“第一个吃螃蟹”的精神，从产品开始研发到工程应用的10年时间内，经历原理设计、部件试制、样机研制、工程验证、设备鉴定、资质申请等环节。另外，由于产品都直接涉及反应堆的安全运行，导致其可靠性难以得到用户的认可，中国广核集团出台了“先行先试”的创新支持政策，鼓励进行自主产品首台套应用的公司免责追责，科研成果才能在多个核电基地的开花结果。他们花费了大量的时间和精力，攻克技术难关，终于突破了技术瓶颈，取得了重大的进展。

中广核研究院有限公司（以下简称研究院）自2009年启动核设施专用仪控系统设备的国产化研发工作，在国产化研发设备领域已经深耕十余载。历时10余年，逐渐突破了棒控棒位系统、堆芯测量系统和堆外核仪表系统在设计、研发、制造方面一系列关键技术，并成功实现了工程应用，打破了国外供应商对该系统设备长期垄断的局面。

3R系统研发实验室

创新发展不止于此。研究院已经具备核设施专用仪控系统的全面自主供货能力，相关的产品已经在我国自主建设的ACPR1000、华龙一号、高温气冷堆等核电项目实现应用，同时，系列产品也在我国的先进实验堆上实现了应用，累计实现销售产值超过15亿元。2019年，为我国某先进实验堆提供了全套专用仪控系统解决方案并实现应用；2020年，自主研发的棒控棒位系统在大亚湾核电站实现了国内首台数字化改造；2023年自主研发的堆芯测量系统在防城港二期华龙一号示范工程实现了应用。

3R系统的突破，将有望推动核能发展，为我国积极有序发展核电提供科技支持，能够为全球提供高质量和高性能的设备，助力核能发展。

【记者】 徐勉

【作者】 徐勉

【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端