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核电仪控系统智能化校验诊断装置研发及应用

成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-08-28 15:44:46

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 平瑞雪 | 2023-08-28 15:44:46

仪控系统是连接核电站控制保护系统数据传输的纽带,执行反应堆控制和保护等重要功能,需要满足高可用性、高可靠性和高安全性等要求,其故障将引发反应堆保护系统失效,严重时可能诱发核安全事故。核电仪控系统智能化校验诊断装置的研发及体系创建,是提升仪控系统高可靠性、维系核电机组高端稳定运行的关键。依托国家重点研发计划,对仪控系统智能化校验诊断装置和体系进行专项研发,并在多项技术上实现突破和创新。

提出了高性能硬件与软件调理协同的高精度信号处理技术,实现信号测量/给定的精准性和稳定性。通过高稳定性电路设计+信号软件调理协同技术,实现信号的高精度给定和测量,精度可达≤0.01%。通过光电隔离芯片控制信号通信技术,实现计算机到信号模块传输时间的低延时,每帧传输时间≤2.5ms,克服信号间串扰难题。开发了多形式信号程控技术,实现多形式信号程控输出,完整覆盖多型号传感器/板卡以及多场景工程需求。创建了基于开关阵列软硬件协同的画面智能连接技术,实现信号连接的可靠性和准确性。通过开关阵列与信号点分布技术,构建画面智能连接,以最小节点数实现指数量级信号针脚间的连接和断开。采用低热电势、低导通阻抗的无触点光电继电器技术,提高信号连接可靠性,降低功耗和节省空间。设置安全性验证技术及抵抗高压误入技术,避免因信号引脚错误相连将高电压串电至低电压引脚导致的设备损坏,保证校验诊断全过程的安全性和可靠性。

实现运维方式的智能化转型:形成自主知识产权仪控系统智能化校验装置(主要成果形式:仪控板卡智能化校验装置、温度传感器智能化测量装置、主泵传感器智能化测量装置等),颠覆传统仪控传感器/板卡连接方式,实现生产方式的智能化,大幅提高传感器/板卡校验效率,工作效率提高90%以上,每年节约工时投入≥3760工日。装置的现场应用缩短换料周期大修主线试验时间,每年节约换料大修主线计划>50h,等效提升核电机组发电量0.50亿度电。

提升国产化设备高可靠性:摆脱国外技术封锁和禁止出售限制,从电路图的设计绘制,元器件的老化筛选,板卡的生产组装,功能的调试鉴定,烤机测试试用全部自主完成。核级板卡智能化校验装置在产品成型关键阶段实现对板卡准确校验和完整功能鉴定,设备可用率≥99.99%,装置核心校验精度≤0.01%。根据故障概率分析,规避了核级板卡异常导致触发反应堆停堆风险,每年带来的间接经济效益:840万元*25机组*1.04%*7天=1528.8万元/年。

通过项目实施,打造了一支创新型技术团队,先后培养了正高级工程师1人,高级工程师4人,1人被推荐攻读在职博士研究生;同时培育中国科协青年托举工程入选者1人,广东省技术能手2人,深圳市高层次专业人才2人,深圳市鹏城工匠1人,深圳市技能菁英2人,中国电力青年科技人才1人,中国自动化杰出工程师1人。

本项目成果已成功应用于中国广核集团、中核集团、浙江石油化工有限公司、国核工程有限公司等多个工程项目,近三年累计新增销售收入5.9276亿元,利润总额12745.46万元,净利润10833.63万元,累计上缴税额:5474.43万元。

横向角度:国内50余台核电机组、法国EDF 50余台核电机组采用的核级传感器/板卡与现有装置匹配传感器/板卡型号完全一致(累计传感器、板卡数量远大于30万项),装置具有良好的通用性,目前现有核电仪控系统智能化校验装置正向国内同类型核电机组以及法国EDF进行产品推广推荐,可直接为应用厂家创造显著的经济价值。