一种核动力船舶主控室专用安全盘的配置系统的制作方法

文档序号:15345046发布日期:2018-09-04 22:39阅读:311来源:国知局

本发明涉及具有发电功能的核动力船舶技术领域,尤其涉及一种核动力船舶主控室专用安全盘的配置系统。



背景技术:

在我国,目前具有发电功能的海洋核动力船舶尚属于空白领域,随着对海洋资源的探索和拓展,未来必将逐步加速填补该领域的空白,海洋核动力船舶的民用化也将逐步随之发展起来。

对于如何维持船舶核动力部分安全稳定的运行则成为了重点,对于船舶而言,主控室为船舶的航行、运转和发电等功能提供保障,所以在核动力船舶主控室的设计和配置上需要进行深入的研究。主控室的设计不仅要考虑核发电技术、核反应堆人—机交互(hmi)技术、核反应堆控制技术;同时也要考虑到海洋条件下(包括倾斜摇摆、振动等)的特殊人因工程设计、船舶空间的紧凑型布置等。

目前陆上的数字化核电厂中的主控室可为我们的设计提供一些参考,以cpr1000机组主控室为例,必须考虑具备以下的功能:

第一,一套能够在正常运行状态维持机组安全有效运行,事故工况下能够维持机组在安全状态所需的监控设备;

第二,当执行上述功能的设备出现故障时,操纵员能够在冗余设备上继续维持机组正常运行一定时间:如果在此期间,设备故障无法排除,则可以将机组维持在安全停堆状态;如果设备故障已排除,可恢复至正常操作;

第三,主控室内第一套数字化监控设备,分四个操纵站布置,每个操纵站配置相同,只是登陆权限不同:正常运行时,四个操纵站根据权限执行各自功能;当某个操纵站故障时,可以在其他操纵站切换权限,执行相应功能。

第四,当第一套数字化监控系统出现故障时,主控室内应具备多样化的控制方式,能够维持机组在安全停堆状态;

第五,主控室内同时具备如火警监测、辐射监测等与运行相关重要信息的监测功能。

而主控室中专用安全盘是必不可少的操作站之一,如何在有限的主控室空间内设计出多功能集成的专用安全盘对于主控室的功能配套至关重要。

因此,陆上核电厂的主控室功能和控制手段较多,占地面积也较大。不适用于海洋核动力船舶内,而且目前尚无对于核动力船舶的主控室设计配置方案,也无核动力船舶主控室的专用安全盘的设计配置方案,针对海洋核动力船舶主控室的设计是一个新的方向。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于,提供一种核动力船舶主控室专用安全盘的配置系统,填补了我国在海洋核动力船舶技术方面的空白。

为了解决上述技术问题,本发明提供一种核动力船舶主控室专用安全盘的配置系统,适用于海洋核动力船舶内,其可包括:

至少一组安全级监控单元,使用安全级显示屏来监控安全级的设备和参数,同时提供安全级的重要事故后参数监测功能;

至少一组非安全级监控单元,由对应的非安全级显示屏和对应的手动硬操作按键构成;

信息记录单元;

紧急停堆及专用安全设施管理按键组。

在可选的实施例中,所述信息记录单元用以显示所述核动力船舶核动力部分的重要模拟量信息及监测带历史趋势跟踪的安全级事故参数信息。

在可选的实施例中,所述信息记录单元使用记录仪来显示所述核动力船舶核动力部分的所述重要模拟量信息及监测带历史趋势跟踪的安全级事故参数信息。

在可选的实施例中,所述紧急停堆及专用安全设施系统按键组用于实现快速停堆并达到可控状态。在可选的实施例中,所述核动力船舶主控室专用安全盘用以在所述主控室的其他工作站出现故障或者发生紧急事故时,对核反应堆进行安全停堆。

在可选的实施例中,所述核动力船舶主控室专用安全盘应具有多样化的停堆手段,使用所述非安全级监控单元进行停堆。

在可选的实施例中,所述核动力船舶主控室专用安全盘应具备发生严重事故时用以缓解事故的功能,通过第一组非安全级监控单元来实现。

在可选的实施例中,所述安全级监控单元,还用于在所述主控室的非安全级监控单元出现故障时,维持安全停堆状态所需的设备操作和监测信息的显示。

在可选的实施例中,所述专用安全盘设第二组非安全级监控单元用于在所述核动力船舶主控室的数字化保护系统出现故障后,进行相关参数的监控和对应设备的操作。

在可选的实施例中,所述专用安全盘设第三组非安全级监控单元用以监控所有事故后的各类参数,所述各类参数包括安全级和非安全级参数、趋势跟踪和非趋势跟踪参数。

在可选的实施例中,所述安全级监控单元,非安全级监控单元,信息记录单元,紧急停堆及专用安全设施管理按键组在所述专用安全盘上的位置根据专用安全盘的设计尺寸大小进行相应的调整。

综上可知,本发明实施例的有益效果在于:

填补了我国在海洋核动力船舶技术方面的空白,为开发和制造海洋核动力船舶提供了可行性的方案;本发明的专用安全盘集成了陆上核电厂内主控制室的多种功能,可安装于各类型的核动力船舶的主控室内,不受限于船舶主控室的大小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种核动力船舶主控室专用安全盘的第一个实施例的配置方案示意图。

图2是本发明一种核动力船舶主控室专用安全盘的第二个实施例的配置方案示意图。

图3是本发明一种核动力船舶主控室专用安全盘的第三个实施例的配置方案示意图。

图4是本发明一种核动力船舶主控室专用安全盘的第四个实施例的配置方案示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图,用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。

本发明的实施例提供一种核动力船舶主控室专用安全盘的配置系统,适用于海洋核动力船舶内,其基本的配置必须包括:。

安全级监控单元、非安全级监控单元、信息记录单元以及紧急停堆及专用安全设施管理按键组。

如图1所示,该专用安全盘1的安全级监控单元包括两个安全级显示屏(s-vdu11和s-vdu12),两者基于冗余性和安全性而设置。其功能在于,除了用来监控安全级的设备和参数,并提供安全级的重要事故后参数监测功能;还可以用于当主控室内的非安全级监控单元出现故障时,用来维持安全停堆状态所需的设备操作和监测信息的显示。s-vdu11和s-vdu12两者相对独立运作,但是功能上又互为冗余备份。在实施例一中,s-vdu11和s-vdu12设置于专用安全盘1最左侧的区域内。

进一步,信息记录单元主要用于显示核动力船舶核动力部分的重要模拟量信息及监测带历史趋势跟踪的安全级事故参数信息。在实施例一中,该信息记录单元使用多个记录仪21来实现信息监测和显示功能,设置于该专用安全盘1从左至右的第二个区域的上半部分。可以理解的是,其中记录仪21所监测的信息都是安全级的,其他非安全级设备也可以监测这些信息,但是不能替代记录仪21。

进一步,在该专用安全盘1还应设紧急停堆及专用安全设施管理按键组22,其中紧急停堆键主要用以在紧急工况下启动核动力部分紧急停堆;而专用安全设施管理按键则用于对核反应相对应的各安全设施进行操控,包含日常管控和异常应对,通过紧急停堆键和专用安全设施管理按键的结合,可以使机组达到可控状态。在实施例一中,该紧急停堆及专用安全设施管理按键组22设置于该专用安全盘1从左至右的第二个区域的下半部分。

进一步,该专用安全盘1需设置多组非安全级监控单元,而每组非安全级监控单元均可由非安全级显示屏(nc-vdu)和对应的手动硬操作按键构成。每组非安全级监控单元具有不同的功能,其中第一组非安全级监控单元可以在船舶发生严重事故时用以实现缓解事故的设备级操作;其中第二组非安全级监控单元主要用于在核动力船舶主控室的数字化保护系统出现故障后,进行相关参数的监控和对应设备的操作;其中第三组非安全级监控单元主要用以监控所有事故后的各类参数(包括安全级和非安全级参数、趋势跟踪和非趋势跟踪参数)。在实施例一中,第一组非安全级监控单元设置于该专用安全盘1的最右侧区域内,由非安全级显示屏51(即sap)和手动硬操作按键52构成;第二组非安全级监控单元也设置于该专用安全盘1从左往右的第二个区域内,由非安全级显示屏41(即dhp)和手动硬操作按键42构成;第三组由于该非安全级监控单元只需要显示数据信息,故只使用非安全级显示屏31(即p-gu)来实现其功能即可。

通过以上的功能单元构成的该专用安全盘1可以实现多种功能,包括:

1)在核动力船舶主控室的其他工作站出现故障或者发生紧急事故时,对核反应堆进行安全停堆;

2)多样化的停堆手段,包括使用安全级监控单元进行安全停堆,使用非安全级监控单元进行停堆以及使用紧急停堆按键进行安全停堆;

3)在发生严重事故时具有缓解事故的监控手段;

4)具有事故后的参数监测功能。

在实施例一中,这些功能单元的位置设置如图1所示,当然在其他的实施例中,这些功能单元的位置可根据专用安全盘的设计尺寸大小进行相应的调整,只须保证其功能正常实现即可。

实施例二:

在本实施例二中,由于考虑到主控室的设计空间有限,故将专用安全盘的部分功能合并,可将专用安全盘设计为如图2所示的专用安全盘2的配置,相较于实施例一做了如下的简化:

将紧急停堆及专用安全设施管理按键组22的位置挪到了专用安全盘2的最左侧区域下半部分。

通过研发新型设备,将第三组nc-vdu提升为安全级,同时取代记录仪的功能。

实施例三:

如果针对一些小型的船舶,主控室的空间狭小,可采用本实施例三的设计方案,将专用安全盘设计为如图3所示的专用安全盘3的配置,相较于实施例二做了如下的简化:

由于该专用安全盘3已设置了紧急停堆及专用安全设施管理按键组22,而根据nuregbtp7-19中的规定,如果该按键组22部分功能的实现能够避开数字化保护系统,通过安全相关的平台(不会受到保护系统公因故障的影响,比如采用继电器模拟电路搭建)实现,则可使用该按键组22来替代实施例二中的第二组非安全级监控单元(如图2中的非安全级显示屏41和手动硬操作按键42)。进而取消设置第三组非安全级监控单元以进一步减小专用安全盘的设计尺寸。其他的配置与实施例二相同。

实施例四:

如果针对一些小型的船舶,主控室的空间狭小,也可采用本实施例四的设计方案,相较于实施例二做了如下的简化:

将用于数字化保护系统故障而设计的多样化保护功能和缓解严重事故的功能合并到一个的非安全级监控单元内,如图4所示的非安全级监控单元(包括最右侧区域内的非安全级显示器61(nc-vdu61)和手动硬操作按键62),进而进一步缩小专用安全盘的尺寸,减小主控室的面积。

该方案同样满足nureg/cr6303对于纵深防御体系的要求,至少有2套不同平台的监控设备,能够在第一套监控设备发生故障时不影响第二套监控设备执行相关功能(第一组、第二组nc-vdu相同平台,且与s-vdu11、s-vdu12不同平台)。

通过上述说明可知,本发明的有益效果在于:填补了我国在海洋核动力船舶技术方面的空白,为开发和制造海洋核动力船舶提供了可行性的方案;本发明的专用安全盘集成了陆上核电厂内主控制室的多种功能,可安装于各类型的核动力船舶的主控室内,不受限于船舶主控室的大小。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

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