核電數字化儀控系統(以下簡稱“核電DCS”)是核電站的神經中樞，控制著核電站上百個系統、上萬臺設備的運行，對于保障核電站安全穩定運行至關重要。由于可控性要求極高、研發難度大，中國長期以來一直依賴進口。

現在中廣核“和睦系統”填補了這一空白，也使中國成為少數幾個掌握這一技術的國家之一。

“中廣核防城港3號機組的‘和睦系統’采用最嚴格的法規標準。” 上海中廣核工程科技有限公司(以下簡稱“上?？萍?rdquo;)黨委副書記、總經理表示，“‘和睦系統’的所有軟件都是由我們自主研發的，并且在應用過程中產生了大量的發明專利。”

老核電人的夙愿

在中廣核防城港核電基地的模擬主控制室中，模擬主控制室的面積達到300平方米左右，凈高6米，實現了安靜低噪大空間的工作環境。

3號機組采用的數字化控制系統，包含4臺圓弧形工作站，操縱員在工作站完成主控制室操作和監控。前面兩個工作站具有操作功能，后面兩個工作站具有監視功能。“4個工作站雖然功能不同，但工作站出現故障的時候，可以重新配置為互相冗余備用。”工作人員向介紹。

前方兩個操作站中間位置有緊急操作盤，在緊急情況下可以快速觸發保護動作，將核電站置于安全可控狀態下。

一直以來，對于核電站操縱人員的培訓，也是非常嚴格的。“新員工進場后，要學習各種專業理論知識，然后經過3年的實際接觸，經過層層考試和選拔，考核通過的，可以進行20周左右的模擬機培訓，并經歷三場考核?？己顺煽儍灝愓?，可以參加國家的大考——國家能源局舉行的民用核設施操縱員考試，一共4場，都通過后，才能獲得執照，來這里工作。”上?？萍嫉墓ぷ魅藛T向介紹道。

核電DCS是核電領域復雜的重大裝備，因為系統規模大、綜合程度高、應用場景復雜，并且各核電基地需求多樣，一直以來是我國核電裝備領域國產化亟待征服的一塊高地。在北京廣利核系統工程有限公司(以下簡稱“廣利核”)誕生的DCS系統平臺，實現了老一代核電人的夙愿——用上中國自己的儀控系統來控制和管理中國的幾十臺核電站，確保核電站安全穩定運行。

成為“隱形冠軍”

為改變長期依賴進口的被動局面，2005年10月，中國廣核集團有限公司(以下簡稱“中廣核”)組建了廣利核公司。這家應核電DCS自主化使命而生的企業雖然體量微小，卻重任在肩。從早期的技術儲備到自主產品的發布，再到規模產業應用，接近兩個十年的堅守鑄就了“和睦系統”的成功。

核級DCS主要完成核電站反應堆安全停堆和事故緩解功能，它的自主研發和應用填補了我國在該技術領域的空白。核級DCS研發之所以難，其中一個重要原因是需要滿足兩個重要指標，一個是反應堆控制保護系統的拒動率，要求做到10的-7次方，也就是1000萬次要求動作的指令，系統不能有一次拒絕執行。還有一個是誤動率，50年內只允許系統向偏安全的方向誤動一次。這兩個指標對于系統的可靠性要求非常高。

從0到1的突破是一條最難的路。

核電自動化領域的出色表現推動了廣利核的快速發展。2021年9月，中廣核以廣利核公司為依托，整合幾家成員企業組建了數字化平臺——上?？萍迹Ρ几靶碌馁惖?。

上?？萍际侵袕V核發展數字經濟的專業化平臺，承擔著中廣核長三角新興產業創新中心的建設任務，以及推動數字經濟和實體經濟深度融合的戰略任務。作為中廣核年輕的板塊成員，在核電儀控領域已是行業翹楚的上海科技，有著數字技術創新實踐的天然優勢。

上?？萍颊狭?家成員公司，通過業務上對縫拼圖、協同作戰，技術上優勢互補、集中攻關，全力打造核電儀控、高端工控和數字化三個板塊，它們被稱為“三駕馬車”。

在構建自主可控產業生態方面，上?？萍加兄饰值耐寥?，中廣核較為完整的清潔能源產業為上?？萍几叨斯た睾蛿底只鍓K的發展創造了條件。在“和睦系統”取得成功之后，依托中廣核長三角新興產業創新中心的數十個實驗室建設，上?？萍加株懤m孵化了核安保產品“和睦天盾”、網絡安全產品“和睦衛士”、智能云平臺“和睦云網”等新產品，并逐步實現產業化應用。

一系列關鍵核心技術的突破，使得這家“隱形冠軍”企業榮譽接踵而來。2018年，上?？萍枷聦購V利核公司獲得第五屆中國工業大獎，2020年入選國家首批科改示范企業，2021年獲得北京市科學技術進步獎一等獎，2023年入選創建世界一流“專精特新”示范企業。

2023年，中廣核第一次將擁有自主知識產權的“和睦系統”應用在中國最先進的第三代核電站上。

3月25日，我國西部首臺“華龍一號”機組——中廣核防城港核電站3號機組成功投產，“和睦系統”在我國自主三代核電機組上成功應用，為我國核電建設交出了又一份滿意的答卷。

“和睦系統”系列平臺應用于防城港3號機組，采用最新、最嚴的法規標準，共包括351臺機柜、28組盤臺，涉及板卡近2萬塊，組態頁面超過5萬頁。通過近400公里電纜實現對現場上萬個設備的監視或控制。

應用到“華龍一號”機組，“和睦系統”在技術上進行了五大創新和改進：一是首次研制了一整套滿足“華龍一號”工藝系統復雜控制策略要求的功能算法，通過提高機組自動化水平，減輕了操縱員負擔，提高了機組運行的安全性。二是首次研制了基于數字化技術的輔助控制盤，解決了傳統模擬后備盤硬件規模龐大、監視信息少、維護困難等問題，進一步提高了核電站的智能化水平。三是控制平臺的功能、性能，以及系統容量都得到全面提升和驗證，滿足“華龍一號”機組高安全性和先進性的要求。四是系統抗震等級進一步提高，滿足“華龍一號”機組地面水平加速度0.3g的要求，安全性能大幅提升。五是成功研發了滿足最先進人因工程要求的主控制室，全面提升了主控制室的人因可靠性。

“和睦系統”在“華龍一號”西部首堆上的成功應用，為我國三代核電示范工程強化了自主基因。它不僅極大提升了我國自主核電儀控裝備行業整體技術水平，而且有力保證了核電項目建設的工期和質量，為后續“華龍一號”機組的批量化建設奠定了基礎。

“大腦”實現技術突破

核級操作系統是“和睦系統”的大腦所在，是核心技術的重中之重。廣利核研發團隊依據核級軟件設計標準，創新提出了時間、行為和內存空間確定的操作系統軟件設計技術，定義了核安全級編程語言，成功研制出我國首個核級操作系統。它與國外同類產品相比，任務調度性能提升60%，整體響應時間縮短了15%。

核級操作系統的軟件需要把核電站的各種控制保護邏輯變成計算機可讀的代碼，為了解決軟件代碼轉換過程的正確性、可信度問題，廣利核研發團隊經過大量研究，采用基于形式化方法的核級軟件代碼生成技術，解決了傳統編譯技術難以避免的“誤編譯”世界級難題。廣利核使用這一編譯器已生成4000萬行代碼，從未產生“誤編譯”錯誤。

要實現完整的核級DCS功能，“和睦系統”近百種不同類型的板卡也都得靠自主研發。其中，主控板卡的設計，光是對電路設計的要求就非常高，需要以最快的速度處理從核電站上萬個設備收集來的各種數據，并監視整個系統狀態，涉及非常復雜的算法。僅攻克主控板卡設計這一項難題，廣利核研發團隊就進行了十幾輪設計迭代、上千次試錯和上萬次消缺。

關鍵核心技術的突破，使“和睦系統”平臺的整體技術達到國際先進水平，系統安全性和可靠性設計等技術達到國際領先水平。2016年，“和睦系統”通過國際原子能機構(IAEA)獨立工程審評，拿到進入國際市場的“入場券”。

目前，“和睦系統”已在廣東陽江5&6號機組、遼寧紅沿河5&6號機組、江蘇田灣5&6號機組、“華龍一號”示范工程——廣西防城港3&4號機組、江蘇田灣7&8號機組等21臺新建核電機組上得到應用。

“我們現在還在進行智能系統的科技攻關與應用產品設計，以保障平臺的先進性。”孫永濱說。

科技強企，身邊的“隱形冠軍”上?？萍家呀涀咴谛碌馁惖郎?，用他們的生動實踐譜寫制造強國、科技強國和數字中國建設的新篇章。