本发明涉及火灾预警技术领域，具体涉及一种核电站安全壳试验火灾预警系统。
背景技术
核电站安全壳是核安全最后一道屏障，设计的功能是在任何情况下，要防止放射性物质逸出安全壳，以保护环境与公众。为保证安全壳正确的功能特性，当机组停运后，核电站通过计划性的周期试验来确认设计功能。安全壳的周期性试验被称为安全壳打压试验，而火灾风险是安全壳打压试验的主要风险。随着核电技术的发展和工作要求的提高，需要对安全壳打压试验的试验时间进行优化，而试验时间的优化会使安全壳打压试验中火灾风险偏离原始状态，易发生火灾，此外，瑞典已发生过安全壳打压试验期间发生火灾的情况。
而现有的火灾监控主要有以下两种方式：（1）红外监控只能反映局部温度的变化，只能在安全壳内温度缓慢上升时起到预警作用，若有危险气体被点燃等快速升温情况，红外监控只能起到报警的作用，而此时安全壳内已经发生火灾，因此红外监控的方法只能对部分原因引起的火灾进行预警；（2）使用气敏电阻、烟雾传感器等装置进行监控，这些装置只能在安全壳内发已经生火灾时起到监控作用，没有对火灾进行预警的功能。
综上所述，若要对试验时间进行优化，则对安全壳打压试验时火灾风险监控的升级也是必不可少的。
技术实现要素：
本发明针对安全壳打压试验时间优化导致安全壳打压试验火灾监控系统急需升级的技术问题，提出一种核电站安全壳试验火灾预警系统，在安全壳打压试验期间对安全壳内的温度情况以及安全壳内危险气体的含量进行实时监控，全方位多角度地反应安全壳内部环境，避免安全壳打压试验的时间优化带来的火灾风险引起巨大的损失。
为了实现本发明目的，本发明实施例提供一种核电站安全壳试验火灾预警系统，所述系统包括依次通信地连接的数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块；
所述数据采集模块用于采集安全壳内的温度图像和气体数据；
所述数据传输模块用于将所述温度图像和气体数据传输至所述数据处理模块；
所述数据处理模块用于接收并根据所述温度图像和气体数据进行火灾预警。
在一个实施例中，所述数据采集模块包括用于采集安全壳内温度图像的若干个红外监控模块和用于采集安全壳内气体的若干个气体监控模块。
在一个实施例中，所述若干个红外监控模块组网后通过交换机与所述数据传输模块通讯连接，所述若干个气体监控模块组网后通过交换机与所述数据传输模块通讯连接。
在一个实施例中，所述红外监控模块为红外成像仪，其用于检测安全壳内设备发出的热辐射，生成温度图像。
在一个实施例中，气体监控模块为气体浓度传感器，其用于检测待测易燃易爆气体的浓度，生成易燃易爆气体浓度数据。
在一个实施例中，所述数据传输模块包括安全壳内载波器和安全壳外载波器，所述数据采集模块、安全壳内载波器、安全壳外载波器和所述数据处理模块依次通信地连接。
在一个实施例中，所述数据采集模块和安全壳内载波器设置于安全壳内，所述安全壳外载波器和数据处理模块设置于监控室内。
在一个实施例中，所述安全壳内载波器用于将所述温度图像和气体数据调制成载波信号并传输至安全壳外载波器；所述安全壳外载波器接收该载波信号并将其转换为温度图像和气体数据，传输至所述数据处理模块。
在一个实施例中，所述数据处理模块包括主机、应用服务器和数据存储单元，所述主机、应用服务器和数据存储单元组网后与所述安全壳外载波器连接；所述应用服务器用于接收所述温度图像和气体数据；所述至少一个主机用于处理分析所述温度图像和气体数据，并根据分析结果控制预警单元进行预警；所述数据存储单元用于存储所述温度图像和气体数据。
在一个实施例中，所述根据分析结果控制预警单元进行预警包括响应于温度图像的温度大于或等于预设温度阈值或易燃易爆气体浓度大于或等于相应气体浓度阈值，控制预警单元进行预警。
与现有技术相比，实施本发明实施例的核电站安全壳试验火灾预警系统具有如下有益效果：
（1）本发明实施例使用红外监控与危险气体监控结合的方式对安全壳内环境进行全方位多角度的实时监控，既能对缓慢升温引起的火灾进行预警，又能对局部危险气体超标引起的爆炸进行预警，使安全壳打压试验期间火灾风险降至最低。
（2）本发明实施例所述将安全壳和监控室通过以太网进行连接，达到信号传输的目的。以太网的传输可以仅仅通过两根信号线完成。这样既使得视频信号和气体监控数据能够正常传输，又尽可能少的使用已经布置好的接头，不增加额外的火灾风险。
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为本发明实施例所述核电站安全壳试验火灾预警系统功能模块示意图；
图2为本发明实施例所述核电站安全壳试验火灾预警系统结构示意图。
图中，数据采集模块1，数据传输模块2，数据处理模块3，红外监控模块4，气体监控模块5，安全壳内载波器6，安全壳外载波器7，应用服务器8，数据存储单元9，第一主机11，第二主机12。
具体实施例
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
安全壳打压试验有两个目的：一是验证大破口极端事故环境下（压力峰值4.2bar.g、温度峰值145℃、汽气混合物），安全壳整体结构的密封性；二是验证安全壳的机械性能与结构强度，包括局部应力、预应力钢缆张力、安全壳直径、地基沉降、安全壳外观损伤等等，安全壳试验时人员不得进入安全壳内部，且安全壳内大部分设备停止使用。本发明为了适应安全壳打压试验的试验时间优化和基于现有火灾预警设备情况，提出了一种核电站安全壳试验火灾预警系统,其可以应用于核电站安全壳的火灾预警。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例结合附图来进行说明。
如图1所示为本发明一实施例提供的一种核电站安全壳试验火灾预警系统，所述系统主要由三部分组成，具体为依次通信地连接的数据采集模块1、数据传输模块2和数据处理模块3；
所述数据采集模块1用于采集安全壳内的温度图像和易燃易爆气体数据；
所述数据传输模块2用于将所述温度图像和易燃易爆气体数据传输至所述数据处理模块3；
所述数据处理模块3用于接收并根据所述温度图像和易燃易爆气体数据进行火灾预警。
本发明实施例通过采集安全壳内的温度图像和易燃易爆气体数据，在安全壳打压试验期间对安全壳内的温度、环境图像以及相关易燃易爆气体的实时数据进行监控，全方位多角度地获取和分析安全壳内部环境，在监测到安全壳内温度达到一定温度或相关易燃易爆气体含量达到一定程度时，控制预警装置进行预警，提醒试验人员及时停止安全壳打压试验，避免安全壳打压试验的时间优化带来的火灾风险引起巨大的损失。
在另一个具体实施例中，如图2所示，所述数据采集模块1包括用于采集安全壳内温度图像的若干个红外监控模块4和用于采集安全壳内气体的若干个气体监控模块5；其中若干个红外监控模块4和若干个气体监控模块5分别布置在安全壳内的不同区域，以便于全方位地监测到安全壳内的相关温度及易燃易爆气体数据。
在一较佳实施例中，为了便于数据的传输和红外监控模块4及气体监控模块5的更换检修，本实施例中将分布在安全壳内的所述若干个红外监控模块4组网后通过交换机与所述数据传输模块2通讯连接，还将分布在安全壳内的所述若干个气体监控模块5组网后通过交换机与所述数据传输模块2通讯连接。本实施例中，在不影响安全壳试验的前提下，通过网线将各红外监控模块4和气体监控模块5进行网络连接，设计局域网网段，修改设备ip，并备好需要的组网设备和网络收发终端。
需要说明的是，为了便于设备管理和维护，本实施例中安全壳内的红外监控模块4和气体监控模块5分别独立组网，最后通过以太网进行连接，彼此之间相互独立。在新增相关的监控模块时，只需要将监控模块连接到壳内的对应的组网设备上，数据处理模块3就可以接收到该新增监控模块的相关数据，即红外监控图像或者气体监控数据。
根据另一个实施例，所述红外监控模块4优选但不限于为红外成像仪，其用于检测安全壳内设备发出的热辐射，生成温度图像，也就是热图像，热成像过程会得到受测目标区域或物体的温度分布图，并以不同的颜色标注出来，构成了一幅温度梯度图像。通过颜色和温度的对应表，可以看出目标物体的温度分布，通常也可以看出目标的轮廓。
在一个本实施例中，所述气体监控模块5优选但不限于为气体浓度传感器，其用于检测待测易燃易爆气体的浓度，生成易燃易爆气体浓度数据；本实施例中所述易燃易爆气体指的是例如乙醇、甲醇、甲苯、二甲苯等气体，这些气体的含量如果太高则容易导致安全壳内发生火灾，因此需要对安全壳内的这些气体的浓度进行实时监测，以便及时预防火灾发生。
作为一个示例，如图2所示，本实施例中所述数据传输模块2包括安全壳内载波器6和安全壳外载波器7，所述数据采集模块1、安全壳内载波器6、安全壳外载波器7和所述数据处理模块3依次通信地连接，其中，载波（carrierwave,carriersignal或carrier）是由振荡器产生并在通讯信道上传输的电波，被调制后用来传送语音或其它信息。载波频率通常比输入信号的频率高，输入信号调制到一个高频载波上，就好像搭乘了一列高铁或一架飞机一样，然后再被发射和接收，因此本实施例通过载波传输可以大大提高数据传输的效率和稳定性。
根据另一实施例，如图2所示，为了便于数据采集模块1与数据传输模块2之间的数据通信，本实施例将所述数据采集模块1和安全壳内载波器6设置于安全壳内，以缩短数据采集模块1和安全壳内载波器6两者的传输距离，提高数据传输的稳定性；而为了便于数据处理模块3与数据传输模块2之间的数据通信，本实施例将所述安全壳外载波器7和数据处理模块3一同布置在监控室内，以缩短安全壳外载波器7和数据处理模块3两者的传输距离，提高数据传输的稳定性。
根据另一实施例，具体而言，本实施例中所述安全壳内载波器6用于接收数据采集模块1传输过来的温度图像和易燃易爆气体数据，将接收得到的所述温度图像和易燃易爆气体数据调制成载波信号并传输至所述安全壳外载波器7；此时，所述安全壳外载波器7在接收所述载波信号后，将所述载波信号转换为温度图像和易燃易爆气体数据，然后将该温度图像和易燃易爆气体数据传输至所述数据处理模块3，通过载波传输可以大大提高数据传输的效率和稳定性。
根据另一实施例，如图2所示，所述系统包括有安全壳和监控室两部分，具体而言，本实施例中所述数据处理模块3包括至少一个主机、应用服务器8和数据存储单元9，为了便于数据通讯传输的稳定性和可靠性，所述至少一个主机、应用服务器8和数据存储单元9组网后与所述安全壳外载波器7连接；所述应用服务器8用于接收所述温度图像和易燃易爆气体数据，并存储于所述数据存储单元9内；所述主机用于处理分析所述温度图像和易燃易爆气体数据，并根据分析结果控制预警单元（图中未示出）进行预警。需要说明的是，如图2所示，图中示出了第一主机10和第二主机11两台主机，而实际工作过程中，是可以设置更多的主机的，以使得监控人员可以在不同的监控室内方便地监控到安全壳内的温度图像及相关危险气体浓度数据。
根据另一实施例，本实施例中所述根据分析结果控制预警单元进行预警包括响应于温度图像的温度大于或等于预设温度阈值或相应的易燃易爆气体浓度大于或等于相应气体浓度阈值，控制预警单元进行预警。需要说明的是，由于危险气体具有很多种，例如乙醇、甲醇、甲苯、二甲苯等气体，则不同的气体则对应不同的阈值，因此可以理解的是本实施例中所述相应气体浓度阈值应当是包括了不同易燃易爆气体浓度的预警阈值的。例如，假设预设温度阈值为50℃，某一危险气体的警报值为含量（浓度）2%，另一危险气体的相应气体浓度阈值为含量（浓度）1.5%，那么当红外成像仪显示局部温度大于或等于50℃，或者危险气体监测装置检测到某一危险气体含量达到2%时，或者另一危险气体的含量（浓度）达到1.5%，任意一条件符合，即可判断有可能发生火灾，此时则控制预警装置进行预警动作，提醒试验人员，从而提前结束安全壳试验，避免出现事故。其中，预警装置可以优选是语音报警装置，所述预警装置可以是试验人员随身携带的便携式设备，其可以与监控室的主机进行通讯，及时接收监控室主机的控制信号，进行预警，提示试验人员停止试验。
通过以上描述可知，实施本发明实施例所述核电站安全壳试验火灾预警系统具有如下有益效果：
（1）本发明实施例使用红外监控与危险气体监控结合的方式对安全壳内环境进行全方位多角度的实时监控，既能对缓慢升温引起的火灾进行预警，又能对局部危险气体超标引起的爆炸进行预警，使安全壳打压试验期间火灾风险降至最低。
（2）本发明实施例所述将安全壳和监控室通过以太网进行连接，达到信号传输的目的。以太网的传输可以仅仅通过两根信号线完成，这样既使得视频信号和气体监控数据能够正常传输，又尽可能少的使用已经布置好的接头，不增加额外的火灾风险。
本发明实施例系统中未展开的部分，可参考以上实施例系统的对应部分，在此不再详细展开。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。