“所有现场测试和文件审查均按实施方案执行,结果满足集团集中研发项目任务书、‘华龙一号’DCS技术规格书要求。国产化龙鳍®和龙核®平台达到了科研项目预定目标要求,具备工程应用条件,可作为国产化自主可控应用项目基础平台。”近日,随着中核集团集中研发项目“基于国产器件和软件的核电厂仪控系统研制”暨中国核电集中研发项目“进口DCS设备国产化标准化应用研究”DCS基础平台用户测评总结及报告评审会的宣布,由中核集团核动力院下属中核控制研制的国产化龙鳍®和龙核®平台顺利通过用户测评。
这标志着中核集团在核工业控制系统领域实现了从“核心关键器件依赖进口”到“100%国产化”的重大跨越,进一步增强核工业产业链韧性,对保障国家核工业安全具有里程碑意义。
核电厂数字化仪控系统(DCS),被称为核电厂运行的“神经中枢”,负责控制和监视整个工厂的运行,是保障核电厂安全、稳定、高效运行的核心关键。此前,全厂DCS使用的部分核心关键器件、软件依赖进口,不仅采购和维护成本高昂,更存在供应链断裂和信息安全等诸多风险。
此次研制成功的核电国产化全厂DCS,系统实现了从元器件、软件到硬件设备的100%国产化,“没有一颗进口芯片,没有一行国外代码”,彻底摆脱了对国外设备、核心技术的依赖,为我国核电厂的安全稳定运行构筑了坚实屏障。
中核控制研发中心经理胡义武正屏息凝神,紧紧盯着显示器上两条动态连续三角形波。这是国产化核电厂数字化控制系统(DCS)的用户测评现场,核产业链用户专家正进行“大切”测试,这关乎安全级DCS与非安全级DCS的通信可靠性、冗余能力和抗故障能力,是整个测评过程中的一个“大坎”。随着最后一张板卡被拔起,波形始终平滑、稳定、无任何跳变——一次通过测试!几秒后,掌声如潮涌来。
一周内,这样的画面已出现多次。11月28日,用户测评总结会上,专家组一致认为:所有现场测试和文件审查均按实施方案执行,结果满足集团集中研发项目任务书、“华龙一号”DCS技术规格书要求。国产化龙鳍®和龙核®平台达到了科研项目预定目标要求,具备工程应用条件,可作为国产化自主可控应用项目基础平台。
这代表中国核电厂的“神经中枢”挣脱了十余年的国外桎梏,实现100%国产化;象征核仪控系统产业链的安全自主可控;还标志核工业领域又擦亮了一张“中国智造”新名片。
从无到有,从局部到全面,为了这个100%的国产化胜利,中核控制DCS研发团队攀过了一条长长的荆棘之路。
0.1%都不能放手
核电全厂DCS由安全级DCS和非安全级DCS组成,共同保障核电厂的安全高效运行。早在2010年,中核控制就瞄准了数字化仪控产业,从关键技术预研试点应用开始,逐步推进全厂DCS的研发与规模化应用。
随着国际形势日趋严峻,100%国产化势在必行。中核控制党委书记张帆明确提出:要研制中核集团100%国产化的核电全厂DCS平台,要实现“没有一颗进口芯片,没有一行国外代码”。
核电全厂DCS的国产化,是一项涉及百余个硬件型号、上千个元器件、几百万行软件代码的系统工程。“最初的任务指标是95%国产化,”研发中心产品室室主任王成华回忆,“但我们深刻认识到,95%甚至99.9%都是没有意义的,0.1%被卡住就会满盘皆输。”必须实现100%国产化——这是军令状。
“没有可以搭载软件的国产化设备,什么都是空谈。”研发中心软件室室主任程林道出了最初的困境。团队耗时一年半进行设备选型,奔波于全国十余家厂商之间,对几十种设备进行了海量的关键指标测试,建立了国产化设备的深度验证工作指南。为了防止任何一个零件的供应链依赖,即便会增加设备间的兼容难度,他们也要求所有厂家都提供标准件,拒绝定制款。以无数个日夜为代价,团队硬生生啃下了国产化设备这块“硬骨头”。
征衣未解,团队又投身到系统开发的攻坚战中。如果把DCS比作核电站的“大脑”,那逻辑组态就像思维能力,其研发难度和重要性不言而喻。
在研发周期紧、技术难度高的双重压力下,团队连续数月高强度坚守工作岗位。最终,他们开发的国产化软件,不仅达成了原有的功能要求,还在界面功能的完整性、稳定性与易操作性方面实现了显著提升,同时具备灵活的定制化能力。
专注研发的同时,团队也探索出一条务实高效的成果转化路径。团队每研制出一个成熟的子产品,就积极地推广应用。“我们推行沿途下蛋的模式。”集团公司科学技术委员会委员,中核控制党委委员、总经理助理王冬补充道:“海南昌江核电3、4号机组正在使用的数据库就是我们国产化的成果之一,已经实现了100%国产化。”
在团队看来,这些“蛋”不是副业,而是每一次“小胜”的价值显化。而这每一次的“小胜”,又能推波助澜地带动整个产业链的国产化进程。
不是替代,是超越
中核控制研发中心副经理、龙核®平台的负责人刘志凯回忆,当时只是在心里种下了国产化的概念,但真正体会到国产化势在必行、迫在眉睫的是一次刻骨铭心的“卡脖子”之痛。
2021年,龙核®平台研发正处于关键期,一枚急需的进口芯片却成了“拦路虎”。境外供应商先是告知需要九个月供货期,但当团队等到第八个月时,对方却扔来一句“还需要六个月”的冰冷回复。团队心急如焚,但无奈四处也找不到符合标准的替代芯片。命运不由自己掌握的无力感像一根刺,扎进了每个团队成员心中。刘志凯加重语气:“当时我们就下决心,一定要实现核心技术的国产化,再不受制于人。”
开始决定采用国产化芯片研发产品时,刘志凯团队接到的硬性要求是实现100%国产化芯片应用。“但我们想做的,不仅是替代,更是超越。”他们给自己定了更高的目标——让基于国产化芯片的系统容量提升一倍、速度加快一倍。
为此,团队成员开展了大量研究论证,一天几十次讨论更是家常便饭。他们总共设计了上千条测试用例,对上百个需要验证的小模块一条条地测试、调整。正是在这千锤百炼中,在国产化芯片上最终实现了性能全面超越国外水平的新一代龙核®平台,从构想走进了现实,为后续核电全厂DCS的100%国产化奠定了基础。
“100%国产化,是避免‘卡脖子’,是防止留后门,更是探出新路子的必经之路。”刘志凯如是说。
没有终点线的胜利,该如何抵达
用户测评总结会现场,掌声渐渐退去。谈及心情,团队大部分人比想象中要冷静内敛。王成华笑笑说:“这事干完了,抬抬头,该干下一个事了。”
“我们就是解决一个又一个问题,即便产品投入使用了,还有待优化的地方。”程林说。团队研发经历就像一场漫长的长跑,如果没有代表“胜利”的终点线,又该如何抵达?他们用行动给出了最生动的答案。
2024年8月,胡义武刚到上海,手机上就弹出高温红色预警信号。搭载他的出租车司机和他搭话:“车轮胎都要热得鼓包了,你这时候来干吗?”他要去上海电科院的试验厂房开展国产化非安全级DCS龙鳍®产品的抗高温鉴定试验。这是系列鉴定试验的第一步,如果所有试验都顺利通过,就证明基于100%国产元器件的DCS产品从硬件上满足了应用需求。
厂房里没有空调,成员们走到哪里,汗水就滴到哪里。“外面温度本来就高,厂房内还有个火炉,简直和蒸桑拿一样”,胡义武调侃道。除了高温的“烤”验,还有台风的突袭。狂风暴雨把一棵大树连根拔起,推倒在厂房顶上。为了抢时间节点,大家从树干下钻入厂房,白天试验,晚上调试转场,一刻不停地把台风耽误的进度抢了回来。
这,只是整个团队攻坚路上一个侧影。他们的身影中,有为了节省运送时间,亲自把七十斤的设备跨城背到现场的他;有凌晨三点甘愿赶回办公室解决软件问题的她;有为了赶进度住在办公室,用两张椅子拼成床睡觉的他;还有因为解决了一个软件漏洞而高兴得从椅子上跳起来欢呼的她……
“我们的团队很像一辆飞驰的高铁。”刘志凯比喻,不可偏离的既定轨道是他们遵守的安全铁律,高铁速度是他们追求的“快人一步”,而高铁分散动力系统则是他们每个人相互协同、自发不竭的能量。
在这场没有终点线的跋涉里,凭借100%的初心、无畏、坚韧和热爱,团队一步一步前进,每一小步,都是胜利的界碑。







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