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核电站数字化仪控系统软件验证和确认实用手册

杨永祥博士、丁军教授著

2010年5月,由AREVA美国公司杨永祥博士和我院丁军博士合作编著的《核电站数字化仪控系统软件验证和确认实用手册》由厦大出版社正式出版。杨永祥博士是Areva美国公司核电站仪控验证和确认部经理,有着20多年数字化仪控的工作经验。他组建了Areva V&V团队,并帮助Areva在美国Oconee电站实现了近年来第一座被NRC认证通过的的核安全级数字化仪控保护系统和安全专设系统,他还是 IEEE1012 标准的起草者之一。丁军博士原为上海核工程研究设计院仪控室的工程师,去美国后一直从事核电站智能监测和数字化仪控系统的研究,现为我院客座教授。

该手册详细介绍核电站数字化仪控系统的验证和确认(V&V)监管导则和IEEE标准要标,V&V组织机构要求,V&V生存周期过程,并给出一个具体的V&V实例演练过程,最后介绍了V&V计划纲要和报告要求。

国家核电上海核工程研究设计院院长郑明光博士为本手册写序。他指出:核电站数字化仪控系统是第一层次中的关键技术,核电站数字化仪控系统软件验证和确认又是实现核电站数字化仪控系统的关键;这本《核电站数字化仪控系统软件验证和确认实用手册》的出版,为推进我国的核电数字化仪控技术的进步和人才培养做出了有益的尝试,是该领域一本不可多得的参考手册。

请需要购买该手册的工程技术人员及科研工作者与缪惠芳老师联系。

联系电话:0592-5952733

Email:hfmiao@xmu.edu.cn【来电、来邮请注明来自核能信息实时网】

核电站数字化仪控系统软件验证和确认实用手册

序 言

1985年3月,由上海核工程研究设计院设计的秦山一期核电站开工建设。1991年12月首次并网发电,1994年4月正式投入商业运行,中国核电实现了 “零”的突破。截至2009年,我国已建成浙江秦山、广东大亚湾、江苏田湾三大核电基地,共有11台机组在运行,总装机容量为910万千瓦,核发电量所占份额约为2.2%,在有核电能力国家中仅高于印度和巴基斯坦。

核电对发展清洁能源、低碳经济以及应对全球气候变化的重大意义已经被世界各国所公认,中国政府也越来越重视核电的发展,2007年11月,国务院批准了《核电中长期发展规划(2005-2020年)》,提出到2020年核电装机容量占全部的4%,达到4000万千瓦,但是根据中国目前的核电发展状况,这一目标可能会得到大幅提高。

要实现核电的快速发展,中国面临严重挑战:人才、技术贮备不足,教育、培训、能力建设任务重。核电产业是一个综合行业,为满足核电体系的运转需要大量的有用人才,包括采矿、化工、冶炼、研发、设计、审评、制造、施工、调试、运行、维护、退役、综合管理与各级监管。人才是核电产业的第一资源,但人才培养有过程,需要前瞻,同时我们必须有序推进产业发展,掌控核电发展风险,避免产业动荡,大起大落,对核电人才负责。

核电需要核安全文化、责任感,到目前为止,大的核电事故都是人因引起的。在1973年第一次石油危机后,油价爆长,极大地推动了世界核电事业的发展,核电的快速发展使当时核电技术储备不足和核安全文化薄弱的问题暴露无遗,各地核电厂事故频发,甚至发生了1979年的三哩岛事故和1986年的切尔诺贝利事故。为了保障核电的安全,各核电国家开始纷纷建立核安全与管理监督机构,加强核安全文化建设,并逐渐完善纵深防御的设计理念。

为防止核电站事故,核电采用的纵深防御措施的设计理念包括五个层次:

防止偏离正常运行及防止系统失效。(控制系统)

检测和纠正偏离正常运行状态,以防止预计运行事件升级为事故工况。(保护系统)

防止某些尽管极少可能的预计运行或假设始发事件升级(仍有可能未被前一层次防御所制止)而发展成一种较严重的事件。(防御DBA的专设安全设施)

针对可能已超过设计基准的严重事故,并保证放射性释放保持在尽实际可能的低。(严重事故预防与缓解措施)

最后层次防御的目的是减轻可能由事故工况引起潜在的放射性物质释放造成的放射性后果。(厂内外应急)

核电站数字化仪控系统是第一层次中的关键技术,核电站数字化仪控系统软件验证和确认又是实现核电站数字化仪控系统的关键。这本《核电站数字化仪控系统软件验证和确认实用手册》的出版,为推进我国的核电数字化仪控技术的进步和人才培养做出了有益的尝试。

数字化仪控系统是核电站的中枢神经系统,相对于模拟仪控系统,它需要额外的设计和验证,两者之间主要的差别在于软件。为了达到对软件质量的高可信度,必须采用严格的技术规范和设计开发手段以保证一个高质量的软件工程开发进程,作为软件质量保证的一部分,严格的软件验证和确认(V&V)手段应贯穿软件生存周期的全过程。V&V方法包括设计审查,检查,演练,可追踪性分析,软件危害性分析,安全评估,软件确认测试和系统测试,开发活动生存周期中每一阶段的V&V进程,活动及任务,决定了V&V工程师的工作流程。为了确保对开发小组结果检查的客观性,V&V必须从技术上,财务上和管理上与开发小组保持独立。为了提高效率,V&V活动必须和开发活动同步进行。

该手册提供了一个实用的V&V方法,指导V&V活动的参与者如何计划安排V&V,实施V&V和最终递交V&V报告以实现核电站数字化仪控系统软件的高可信度。这个方法在Areva公司的应用实践下被证明是卓有成效的。

作者杨永祥博士是Areva美国公司核电站仪控验证和确认部经理,有着20年的数字化仪控的经验。他组建了Areva V&V团队,并帮助Areva在美国Oconee电站实现了近年来第一座被NRC认证通过的的核安全级数字化仪控保护系统和安全专设系统,他还是 IEEE1012 标准的起草者之一。丁军博士原为上海核工程研究设计院仪控室的工程师,他去美国后一直从事核电站智能监测和数字化仪控系统的研究。这两位作者合作的这本实用手册思路清楚,可操作性强,是该领域一本不可多得的参考手册,我也期待着他们能够继续提供更详尽的培训教材。让我们一起努力为中国核电事业贡献力量。

国家核电上海核工程研究设计院院长 郑明光 博士

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