核电厂地震监测方法、装置及系统与流程

本发明属于核电站技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电厂地震监测方法、装置及系统。

背景技术：

根据gb50267-97《核电厂抗震设计规范》和nb/t20076-2012《核电厂地震仪表准则》的相关要求，核电厂必须设计地震监测装置以评价核电厂运行期间可能发生的地震动，以有效控制地震动对核电厂运行安全的影响。地震监测装置通过在整个核电厂址自由场以及厂房构筑物典型代表地点布置多个地震信号传感器来监测地震动，并经过一系列算法分析后将结果送主控室供操纵员决定是否采取停堆操作，必要时同时发出地震报警信号。

目前，国内很多二代加核电项目采用的地震监测装置主要包含多三轴向加速度传感器、多个峰值加速度计及多个地震开关。其中，三轴向拾震器实时采集监测点三个方向的加速度信号，当任一个信号超过0.01g时控制装置即自动采集和处理地震发生前10s到后30s的地震动数据。该种地震监测装置的地震报警信号由布置在安全壳基础上及制氯站厂房的地震开关检测到其峰值加速度值二水平分量的矢量和或垂直加速度分量大于等于0.1g时经“三取二”逻辑表决后触发，触发的报警信号同时送1&2号机组主控室报警。

同时，目前核电项目采用的地震监测装置将峰值加速度超过设定阈值作为地震发生的判定依据。

但是，这种地震监测方法，存在如下缺陷：

可能引起近震、小震这种非破坏性地震的误报，因为即使地震动峰值加速度比较大，但如果地震动高频成分丰富，地震动的能量反而可能比较低，对核电厂的运行并不会造成破坏影响。因此，目前核电厂地震监测装置采用峰值地面加速度(peakgroundacceleration，pga)作为判别核电厂是否需要停堆的参数并不合理，可能导致运行人员触发停堆保护装置引起核电厂不必要的停堆，造成经济损失。

其次，目前核电项目采用的地震监测装置只在监测到地震发生后向操纵员发出报警，由操纵员察看地震数据后决定是否需要手动停堆。这不仅加重了操纵员的工作负担也存在人因操作失误的风险。

有鉴于此，确有必要提供一种能减少误触发的核电厂地震监测方法、装置及系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种能减少误触发的核电厂地震监测方法、装置及系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电厂地震监测方法，其包括以下步骤：

当监测到地震发生时，获取若干个主监测传感器在所述触发时刻前预设时间段内的自由场地震响应时程数据、核岛基础层地震响应时程数据；

根据所述自由场地震响应时程数据分别计算自由场地震反应谱和自由场标准累计绝对速度，根据所述核岛基础层地震响应时程数据分别计算核岛基础层地震反应谱和核岛基础层标准累计绝对速度；以及

当自由场地震反应谱和自由场标准累计绝对速度均超过预设停堆阈值、或核岛基础层地震反应谱和核岛基础层标准累计绝对速度均超过预设停堆阈值则触发停堆。

作为本发明核电厂地震监测方法的一种改进，主监测传感器包括：对自由场进行监测的自由场加速度传感器、对核岛基础层进行监测的核岛基础层加速度传感器。

作为本发明核电厂地震监测方法的一种改进，所述当监测到地震发生时，包括：

当任一主监测传感器检测到地震超过预检测阈值时，则判断地震发生。

作为本发明核电厂地震监测方法的一种改进，所述方法还包括：

当监测到地震发生时，启动辅助监测传感器。

作为本发明核电厂地震监测方法的一种改进，所述辅助监测传感器包括：对安全壳厂房进行监测的安全壳厂房传感器、对屏蔽厂房进行监测的屏蔽厂房传感器。

作为本发明核电厂地震监测方法的一种改进，所述方法还包括：

当p波监测传感器检测到地震p波超过预设p波阈值时，发出地震预警信息。

作为本发明核电厂地震监测方法的一种改进，所述p波监测传感器包括：围绕核电厂设置的若干个地震检波器。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电厂地震监测装置，其包括：

地震发生响应模块，用于：当监测到地震发生时，获取若干个主监测传感器在所述触发时刻前预设时间段内的核岛基础层地震响应时程数据；

计算模块，用于：根据所述自由场地震响应时程数据分别计算自由场地震反应谱和自由场标准累计绝对速度，根据所述核岛基础层地震响应时程数据分别计算核岛基础层地震反应谱和核岛基础层标准累计绝对速度；以及

停堆模块，用于：当自由场地震反应谱和自由场标准累计绝对速度均超过预设停堆阈值、或核岛基础层地震反应谱和核岛基础层标准累计绝对速度均超过预设停堆阈值，则触发停堆。

作为本发明核电厂地震监测装置的一种改进，主监测传感器包括：对自由场进行监测的自由场加速度传感器、对核岛基础层进行监测的核岛基础层加速度传感器。

作为本发明核电厂地震监测装置的一种改进，所述当监测到地震发生时，包括：

当任一主监测传感器检测到地震超过预检测阈值时，则判断地震发生。

作为本发明核电厂地震监测装置的一种改进，所述装置还包括：

辅助检查模块，用于：当监测到地震发生时，启动辅助监测传感器。

作为本发明核电厂地震监测装置的一种改进，所述辅助监测传感器包括：对安全壳厂房进行监测的安全壳厂房传感器、对屏蔽厂房进行监测的屏蔽厂房传感器。

作为本发明核电厂地震监测装置的一种改进，所述装置还包括：

p波监测模块，用于：当p波监测传感器检测到地震p波超过预设p波阈值时，发出地震预警信息。

作为本发明核电厂地震监测装置的一种改进，所述p波监测传感器包括：围绕核电厂设置的若干个地震检波器。

为了实现上述发明目的，本发明进一步提供了一种核电厂地震监测系统，其包括前述核电厂地震监测装置、主监测传感器、辅助监测传感器、p波监测传感器，核电厂地震监测装置分别与主监测传感器、辅助监测传感器、p波监测传感器通信连接。

与现有技术相比，本发明的核电厂地震监测方法、装置，具有以下效果：

采取了地震反应谱和标准累计绝对速度作为地震影响评价的参数，能较为稳定和准确地评价地震动的影响和烈度，避免误触发。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电厂地震监测方法、装置及其有益效果进行详细说明。

图1为本发明一种核电厂地震监测方法的工作流程图。

图2为本发明一种核电厂地震监测装置的装置模块图。

图3为核电厂地震监测系统的系统模块图。

图4为本发明最佳实施例的工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图1，本发明一种核电厂地震监测方法的工作流程图，包括：步骤s101，当监测到地震发生时，获取若干个主监测传感器在所述触发时刻前预设时间段内的自由场地震响应时程数据、核岛基础层地震响应时程数据；

步骤s102，根据所述自由场地震响应时程数据分别计算自由场地震反应谱和自由场标准累计绝对速度，根据所述核岛基础层地震响应时程数据分别计算核岛基础层地震反应谱和核岛基础层标准累计绝对速度；

步骤s103，当自由场地震反应谱和自由场标准累计绝对速度均超过预设停堆阈值、或核岛基础层地震反应谱和核岛基础层标准累计绝对速度均超过预设停堆阈值则触发停堆。

具体来说，当监测到地震发生时，触发步骤s101，获取核岛基础层地震响应时程数据，然后在步骤s102中，根据自由场地震响应时程数据或核岛基础层地震响应时程数据分别计算出两点的地震反应谱和标准累计绝对速度(cavstd)，并在步骤s103中，以地震反应谱和标准累计绝对速度为判断参数，判断是否触发停堆。具体可以通过触发停堆控制器进行停堆，且在停堆时触发报警。

由于采取了地震反应谱和标准累计绝对速度作为地震影响评价的参数，因此可剔除影响较小的非破坏性的小震、近震,能较为稳定和准确地评价地震动的影响和烈度，避免误触发。

在本发明核电厂地震监测方法的一个实施例中，主监测传感器包括：对自由场进行监测的自由场加速度传感器、对核岛基础层进行监测的核岛基础层加速度传感器。

在本发明核电厂地震监测方法的一个实施例中，所述当监测到地震发生时，包括：

当任一主监测传感器检测到地震超过预检测阈值时，则判断地震发生。

当主监测传感器包括自由场加速度传感器、核岛基础层加速度传感器时，当自由场加速度传感器检测到地震超过预检测阈值、或核岛基础层加速度传感器检测到地震超过预检测阈值，则判断地震发生。

在本发明核电厂地震监测方法的一个实施例中，所述方法还包括：

当监测到地震发生时，启动辅助监测传感器。

本实施例增加辅助监测传感器，以增加对地震数据的收集，便于后期对地震情况进行分析。

在本发明核电厂地震监测方法的一个实施例中，所述辅助监测传感器包括：对安全壳厂房进行监测的安全壳厂房传感器、对屏蔽厂房进行监测的屏蔽厂房传感器。

在本发明核电厂地震监测方法的一个实施例中，所述方法还包括：

当p波监测传感器检测到地震p波超过预设p波阈值时，发出地震预警信息。

本实施例采取了地震p波预警策略，由于地震p波速度快于破坏较大的s波，因此在具有在破坏性地震波(s波)到达前进行预警，与现有技术采用的震后报警相比能增加操纵员的反应时间。

在本发明核电厂地震监测方法的一个实施例中，所述p波监测传感器包括：围绕核电厂设置的若干个地震检波器。

请参阅图2，本发明一种核电厂地震监测装置的装置模块图，包括：

地震发生响应模块201，用于：当监测到地震发生时，获取若干个主监测传感器在所述触发时刻前预设时间段内的核岛基础层地震响应时程数据；

计算模块202，用于：根据所述自由场地震响应时程数据分别计算自由场地震反应谱和自由场标准累计绝对速度，根据所述核岛基础层地震响应时程数据分别计算核岛基础层地震反应谱和核岛基础层标准累计绝对速度；

停堆模块203，用于：当自由场地震反应谱和自由场标准累计绝对速度均超过预设停堆阈值、或核岛基础层地震反应谱和核岛基础层标准累计绝对速度均超过预设停堆阈值，则触发停堆。

作为本发明核电厂地震监测装置的一种改进，主监测传感器包括：对自由场进行监测的自由场加速度传感器、对核岛基础层进行监测的核岛基础层加速度传感器。

作为本发明核电厂地震监测装置的一种改进，所述当监测到地震发生时，包括：

当任一主监测传感器检测到地震超过预检测阈值时，则判断地震发生。

作为本发明核电厂地震监测装置的一种改进，所述装置还包括：

辅助检查模块，用于：当监测到地震发生时，启动辅助监测传感器。

作为本发明核电厂地震监测装置的一种改进，所述辅助监测传感器包括：对安全壳厂房进行监测的安全壳厂房传感器、对屏蔽厂房进行监测的屏蔽厂房传感器。

作为本发明核电厂地震监测装置的一种改进，所述装置还包括：

p波监测模块，用于：当p波监测传感器检测到地震p波超过预设p波阈值时，发出地震预警信息。

作为本发明核电厂地震监测装置的一种改进，所述p波监测传感器包括：围绕核电厂设置的若干个地震检波器。

请参阅图3，一种核电厂地震监测系统的系统模块图，包括如前所述的核电厂地震监测装置31、主监测传感器32、辅助监测传感器33、p波监测传感器34，核电厂地震监测装置31分别与主监测传感器32、辅助监测传感器33、p波监测传感器34通信连接。

其中，核电厂地震监测装置31包括数据采集模块311，供电模块312，中央处理器模块313，外设及通信接口模块314。主监测传感器32包括核电厂自由场传感器、核岛基础层传感器。辅助检查传感器33包括两个安全壳厂房传感器、屏蔽厂房传感器。p波监测传感器34包括在核电厂址附近设置多个地震检波器。核电厂地震监测装置31还可以通过特定接口获得地震局监测台网35的监测数据，地震监测台网的数据可作为核电厂运行参考。核电厂地震监测装置31还与主控室36、停堆控制器37通信连接，以向主控室36及通过停堆控制器37进行停堆。

请参阅图4，为本发明最佳实施例的工作流程图，包括：

步骤s401，在分布于厂址周围的地震检波器组检测到p波时向主控室发出地震预警信息；

步骤s402，在自由场加速度传感器或核岛基础层加速度传感器检测到地震超过设定阈值时启动所有加速度传感器进行数据采集，并向主控室发出地震触发报警；

步骤s403，自动分析地震触发前30s后的自由场和核岛基础层地震响应时程数据，分别计算地震反应谱和标准累计绝对速度。

相对于现有技术，本发明具体如下优点：

1、采取了地震p波预警策略，具有在破坏性地震波(s波)到达前预警的功能，与目前采用的震后报警相比能增加操纵员的反应时间。

2、采取了地震反应谱和标准累计绝对速度作为地震影响评价的参数，能较为稳定和准确地评价地震动的影响和烈度。

3、采取了新的地震停堆报警逻辑，当自由场地震响应谱和cavstd均超过设计值或核岛基础层地震响应谱和cavstd均超过设计值的时发出报警并触发停堆操作，可剔除影响较小的非破坏性的小震、近震。

4、采用了自动停堆策略，当地震监测数据经运算后满足停堆判断逻辑时，系统自动送出停堆信号，触发一系列反应堆停堆操作。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。