马晓宇,黄晓津

(清华大学核能与新能源研究院,北京 100084)

0 引言

核电作为一种稳定的低碳基荷能源,长期在全球电力供应中发挥着重要作用[1-2]。目前,世界核电正从福岛核事故的沉重打击中逐步恢复。截至2020 年初,全球在运核电机组数量与福岛核事故前基本持平,总装机容量超出近4%[3-4]。国际上具备核电出口能力的国家主要有7 个,包括美国、俄罗斯、法国、韩国、日本、加拿大及中国。从近几年的竞争情况来看,俄罗斯较成功,美国、法国竞争力相对下降,韩国后来居上,中国正迎头赶上。影响核电出口的因素很多,保证安全是至关重要的因素。福岛核事故后,各国普遍采取行动,加强核安全建设[5-8]。

我国在建机组全球领先,在运核电机组数量正稳步增长,核电建设水平全球领先。然而,少量关键系统和设备的设计和制造技术仍未全面掌握。核电安全级仪控系统就是其中之一[9-10]。

本文总结、分析、展望了基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)技术的核电仪控系统的发展,并提出了其自主研发的探索,对促进安全级数字化仪控系统(digital control system,DCS)国产化有着实际意义。

1 数字化仪控系统技术分类

大多数早期核电站的控制系统基于传统继电器和模拟电子技术。这些设备正在面临停止供货的问题。核电站运行业主已开始使用更为先进的数字化控制设备替换这些老旧控制设备。核电站DCS 平台主要采用两种实现技术。

①基于微处理器(central processing unit,CPU)技术。20 世纪末,美国等发达国家开发了基于微处理器技术的核电站DCS,在仪控系统中增加了操作系统和相关应用软件。……