一种核电厂远程停堆站系统及方法与流程

本技术发明涉及核电厂运行技术领域，具体涉及一种核电厂远程停堆站系统及方法。

背景技术：

远程停堆站是主控室不可用时的唯一后备监视和控制集中场所，故其在核电厂运行中具有非常重要的作用，对于维护核电厂安全、降低核事故发生的概率起着关键作用。在核电厂主控室不可用时，没有远程停堆站或者在需要其投入运行时不可用则核电厂将处于无人监管的不可控状态，其后果可想而知，将极大危害核安全及公共环境，可能造成不可挽回的社会影响；如果远程停堆站的方案不够充分和可靠，也会使带入和维持核电厂安全状态的手段有限，进而可能影响核电厂安全。远程停堆站在核电厂运行中具有非常重要的作用，因此，需要对远程停堆站的功能目标、安全原则、人因工程原则、运行组织、空间和配置、人机接口、与主控室的切换和隔离、环境条件等各方面进行充分考虑和设计。

在现有技术中，其中一种技术方案是采用常规设备进行监视和控制的远程停堆站方案，受限于硬件盘台的设备规模，远程停堆站是用铁栅栏隔离出来的狭小空间，无从谈起环境的人因舒适性且其提供的监控功能有限，其余所需的功能只能依靠就地操作或者将工艺系统切换为自动逻辑来完成。且在远程停堆站无停堆按钮来提供快速停堆功能，不能完全满足法规标准的要求。无独立封闭的空间，无法创造舒适的人因环境，提升运行人员的人因绩效。

另一种技术方案是：采用dcs技术的远程停堆站，此方案存在的技术缺陷主要包括：只有两个操纵员工作站与运行组织不完全匹配；不具有紧急停堆功能而不能很好地满足法规标准的要求；房间为使用后置墙体分隔出来的空间、后置墙体位于厂房地震伸缩缝上不利于设备平稳放置；不能进行火灾监控；主控室和远程停堆站切换逻辑不能区分主控室和远程停堆站工作站终端，增加了主控室操纵员工作站发出伪命令的风险概率；远程停堆站与主控室电缆路径未完全独立不满足法规标准的要求；房间位于常规巡检便利路径上，且房间可以自由进出，故有无关人员频繁进出该房间，可能影响远程停堆站设备安全。

因此，为了提高核电厂运行的人因绩效和安全性能，急需寻求一种核电厂远程停堆站系统及方法，全面而充分的满足核电厂远程停堆要求。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中所存在的远程停堆站的可靠性和安全性不足，导致核电厂安全运行风险增加等技术问题，提供了一种核电厂远程停堆站系统及方法。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：一种核电厂远程停堆站系统，包括：设置在安全厂房非常规巡检和厂房撤离路径上的远程停堆站、设置于所述远程停堆站内的操纵员工作站模块以及设置在所述远程停堆站内部和外部的切换单元组件；所述操纵员工作站模块，连接核电厂dcs监控网络，用于在主控室不可用时，接收和处理与主控室相同的监控信息；所述切换单元组件，与逻辑控制柜连接，用于根据核电厂不同状态，发出切换指令至逻辑控制柜，所述逻辑控制柜与所述主控室和操纵员工作站模块通讯连接，用于接收切换指令并对切换指令进行逻辑处理后切换至所述主控室或操纵员工作站模块接收和处理核电厂dcs监控网络内的监控信息。

本发明上述的远程停堆站系统中，所述切换单元组件包括第一切换单元、第二切换单元、第三切换单元，所述第一切换单元、第二切换单元、第三切换单元均分别与所述逻辑控制柜连接，所述逻辑控制柜用于在核电厂异常状态下，主控室不可用，且至少有两个切换单元发出切换至操纵员工作站模块指令时，切换至操纵员工作站模块对监控信息进行接收和处理，同时，所述主控室自动闭锁；在核电厂正常状态下，且至少有两个切换单元发出切换至主控室指令时，切换至主控室对监控信息进行接收和处理，同时，所述操纵员工作站模块自动闭锁。

本发明上述的远程停堆站系统中，所述第一切换单元设置在所述远程停堆站内，所述第二切换单元设置在所述远程停堆站外，所述第三切换单元设置在主控室外，用于避免同一区域内发生事故导致三个切换单元同时失效。

本发明上述的远程停堆站系统中，所述操纵员工作站模块包括第一操纵员工作站、第二操纵员工作站和机组长工作站，所述机组长工作站用于接收与主控室操纵员工作站相同的监控信息，并对监控信息进行监视；所述机组长工作站还可用于对所述第一操纵员工作站和第二操纵员工作站授权；所述第一操纵员工作站和第二操纵员工作站用于接收与主控室操纵员工作站相同的监控信息，并对部分监控信息进行处理，并在所述机组长工作站授权后对所有所述监控信息进行处理。

本发明上述的远程停堆站系统中，所述第一操纵员工作站、第二操纵员工作站和机组长工作站分别包括4个宽屏显示器以及4个安全级操作终端，所述4个宽屏显示器用于接收并显示所述监控信息，并将监控信息中的安全级监控信息传输至所述4个安全级操作终端，所述4个安全级操作终端用于接受和处理所述安全级监控信息，且所述4个宽屏显示器和4个安全级操作终端与主控室操纵员工作站的人机界面相同。

本发明上述的远程停堆站系统中，所述远程停堆站系统还包括设置在远程停堆站内的火灾自动报警系统图文工作站模块，火灾自动报警系统图文工作站模块包括火灾报警控制单元和图文工作站单元，所述火灾自动报警控制单元输入端与设置在核电厂各个位置的火灾探测器连接，用于接收所述火灾探测器监测到的火灾信息，所述火灾自动报警控制单元输出端分别与所述图文工作站单元以及核电厂各处设置的就地模拟盘连接，用于将火灾信息传输至图文工作站单元以图文形式显示，供操作人员了解火情；并同步将火灾信息传输至就地模拟盘，供就地模拟盘发出声光报警信息，提示操作人员注意。

本发明上述的远程停堆站系统中，所述远程停堆站还包括一号门和二号门，用于使授权操作人员进入远程停堆站，所述一号门设置在靠近所述火灾自动报警图文工作站模块一侧，所述二号门设置在靠近操纵员工作站模块一侧，用于提高所述远程停堆站系统的安全性。

本发明上述的远程停堆站系统中，所述远程停堆站系统还包括设置在所述远程停堆站内的第一通信设备、第二通信设备、第三通信设备和第四通信设备，所述第一通信设备和第三通信设备分别设置在所述第一操纵员工作站和机组长工作站的左侧，所述第二通信设备设置在所述第二操纵员工作站的右侧，所述第四通信设备设置在所述第一操纵员工作站核第二操纵员工作站之间，供操纵员与外界通信。

本发明上述的远程停堆站系统中，所述远程停堆站系统还包括设置在所述远程停堆站内的打印机模块，连接所述操纵员工作站模块，用于将所述操纵员工作站模块中的监控信息进行打印。

本发明上述的远程停堆站系统中，所述远程停堆站系统还包括设置在所述远程停堆站内的停堆模块，连接停堆断路器，用于紧急停堆。

本发明上述的远程停堆站系统中，所述远程停堆站系统的电缆路径与主控室的电缆路径相互独立。

本发明上述的远程停堆站系统中，所述远程停堆站系统的噪声不超过65db，所述远程停堆站系统在正常照明条件下，平均照度不低于300lux；在单列正常照明故障条件下，核心操作区照度不低于200lux。

本发明上述的远程停堆站系统中，所述远程停堆站系统内设备的电缆进线方式为下进线，用于提高远程停堆站系统的美观性和舒适性。

另外，本发明还提供了一种核电厂远程停堆站方法，包括：在安全厂房非常规巡检和厂房撤离路径上设置远程停堆站；在远程停堆站内建立操纵员工作模块，使其接收和处理与主控室操纵员工作站相同的监控信息；根据切换指令切换至操纵员工作站模块或主控室对监控信息进行处理。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明针对现有技术中所存在的远程停堆站的可靠性和安全性不足，导致核电厂安全运行风险增加等技术问题，提供了一种核电厂远程停堆站系统及方法，采用数字化控制系统技术和设备，在远程停堆站系统接收和处理与主控室操纵员工作站相同的监控信息，增强了远程停堆站的监控功能和监控范围，减少了对就地操作的依赖，解决了由于监控手段有限导致部分工艺系统逻辑在切到远程停堆站必须强制自动等问题；增加了机组长工作站，更好地满足运行组织和运维方式的要求；且机组长工作站位于操纵员工作站的后方，有利于机组长掌控电厂监控情况；在远程停堆站系统中设计了硬件停堆模块，可以执行快速停堆功能；且将三个切换单元放置在不同的区域，有效降低了切换开关共因故障概率；在远程停堆站系统中设计了门禁，有效避免非授权人员进入远程停堆站，影响远程停堆站和电厂安全；且门禁采用失电情况下门禁无效的设计方案，从而避免因失电导致无法进入远程停堆站的情况；本发明设计了通信单元，提供与外界通信手段和功能；本发明还设置了火灾自动报警图文工作站，满足了火灾监控需求；本发明还设计了执行切换命令时，主控室自动闭锁，有效降低主控室在不可用期间发出伪命令的概率进而影响电厂安全；且远程停堆站系统内的设备电缆采用下进线方式，有效提升了房间的美观性和舒适性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种核电厂远程停堆站系统结构示意简图；

图2是本发明实施例一提供的一种核电厂远程停堆站系统细节结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种核电厂远程停堆站系统操纵员工作站模块示意图；

图4是本发明实施例一提供的一种核电厂远程停堆站系统火灾自动报警系统图文工作站模块及其系统示意图；

图5是本发明实施例一提供的一种核电厂远程停堆站系统电缆路径示意图；

图6是本发明实施例二提供一种核电厂远程停堆站方法流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中所存在的远程停堆站的可靠性和安全性不足，导致核电厂安全运行风险增加等技术问题，本发明旨在提供一种核电厂远程停堆站系统，其核心思想是：采用数字化控制系统技术和设备，在远程停堆站系统接收和处理与主控室操纵员工作站相同的监控信息，增强远程停堆站的监控功能和监控范围，减少对就地操作的依赖，增加机组长工作站，更好地满足运行组织和运维方式的要求；且机组长工作站位于操纵员工作站的后方，有利于机组长掌控电厂监控情况；在远程停堆站系统中设计硬件停堆模块，可以执行快速停堆功能；且将三个切换单元放置在不同的区域，有效降低了切换开关共因故障概率；本发明还设置了火灾自动报警图文工作站，满足了火灾监控需求；本发明还设计了执行切换命令时，主控室自动闭锁，有效降低主控室在不可用期间发出伪命令的概率进而影响电厂安全。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明提供了一种核电厂远程停堆站系统，如图1所示：包括远程停堆站10、设置于远程停堆站10内的操纵员工作站模块100，以及设置于远程停堆站10内部和外部的切换单元组件200；本申请将远程停堆站10设置在安全厂房非常规巡检和厂房撤离路径上，用于避免无关人员进出远程停堆站10，进一步保证了核电厂远程停堆站系统的安全运行；操纵员工作站模块100，连接核电厂dcs监控网络，用于在主控室不可用时，接收和处理与主控室相同的监控信息；增强了核电厂远程停堆站系统的监控功能和监控范围，减少了对就地操作的依赖，解决了由于监控手段有限导致部分工艺系统逻辑在切到远程停堆站必须强制自动等问题；切换单元组件200，与逻辑控制柜连接，用于根据不同核电厂状态，发出切换指令至逻辑控制柜，逻辑控制柜分别与主控室和操纵员工作站模块100通讯连接，用于根据切换指令切换至主控室或操纵员工作站模块100接收和处理核电厂dcs监控网络内的监控信息。

进一步地，由图1可以看出：切换单元组件200包括第一切换单元210、第二切换单元220和第三切换单元230，第一切换单元210、第二切换单元220、第三切换单元230均与逻辑控制柜连接，用于根据核电厂状态发出切换指令至逻辑控制柜中，逻辑控制柜分别与操纵员工作站模块100和主控室通讯连接，用于在核电厂异常状态下，主控室不可用，且至少有两个切换单元发出切换至操纵员工作站模块100指令时，切换至操纵员工作站模块100对监控信息进行接收和处理；同时，主控室自动闭锁；在核电厂正常状态下，且至少有两个切换单元发出切换至主控室指令时，切换至主控室对监控信息进行接收和处理，同时，操纵员工作站模块100自动闭锁。需要说明的是，当切换至操纵员工作站模块100时，主控室闭锁，无法对监控信息进行处理，主控室处于浏览模式，不能强制使用操作权限登录然后执行控制功能，有效降低主控室在不可用期间发出伪命令的概率进而影响电厂安全。但需要说明的是：主控室自动闭锁时，主控室内的停堆停机按钮可正常工作，用于紧急情况下停堆和停机，保证了主控室紧急情况下仍可第一时间进行停堆和停机，进一步保证了核电厂运行的安全性。

进一步地，结合图2可以看出：第一切换单元210设置在远程停堆站10内，靠近操纵员工作站模块100，便于操纵员进行切换；第二切换单元200设置在所述远程停堆站10外的外墙壁上，第三切换单元230设置在主控室外，用于避免同一区域内发生事故导致三个切换单元同时失效，有效降低了切换开关共因故障概率。

进一步地，由图2中可以看出：操纵员工作站模块100包括第一操纵员工作站110、第二操纵员工作站120和机组长工作站130，机组长工作站130用于接收与主控室操纵员工作站相同的监控信息，并对监控信息进行监视；其中，机组长工作站130还可用于对第一操纵员工作站110和第二操纵员工作站120授权；第一操纵员工作站110和第二操纵员工作站120用于接收与主控室操纵员工作站相同的监控信息并对部分所述监控信息进行处理，并在机组长工作站130授权后对所有所述监控信息进行处理。具体地：第一操纵员工作站110和第二操纵员工作站120位于前排并处于控制模式，用于对现场设备下发操作指令；机组长工作站130位于后排并处于监视模式，有利于监视整个电厂状态，更好地满足运行组织和运维方式的要求。

进一步地，远程停堆站系统还包括设置在远程停堆站10内的火灾自动报警系统图文工作站模块400，用于满足火灾监控需求，并将火灾信息以图文的形式呈现，供操作人员直观的判断。

进一步地，由图2中可以看出，核电厂远程停堆站系统还包括设置于远程停堆站10内的紧急停堆模块300，紧急停堆模块300连接核电厂现场停堆断路器，用于在紧急情况下进行紧急停堆，有利于提高核电厂运行的安全性，其中，紧急停堆模块300可为按键，当按下按键时，停堆断路器断开，实现紧急停堆。

进一步地，远程停堆站系统还包括一号门510和二号门520，用于使授权操作人员进入远程停堆站10，一号门510设置在靠近火灾自动报警系统图文工作站模块400一侧，二号门520设置在靠近操纵员工作站模块100一侧，一号门510和二号门520相对布置，一方面满足撤离需求，另一方面有效避免房间只设置一个门且恰巧因故障无法打开门时影响撤离和进入远程停堆站的问题，尤其满足了在主控室不可用的情况下紧急撤离远程停堆站的需求；通过设置两个门提高了远程停堆站系统的安全性。具体地，一号门510和二号门520上分别设置有第一门禁单元610和第二门禁单元620，用于避免非授权人员进入远程停堆站10，且当第一门禁单元610和第二门禁单元620失电时，第一门禁单元610和第二门禁单元620失效，操作人员可不经授权直接进入远程停堆站10，避免因失电导致无法进入远程停堆站10的情况，进一步提高了远程停堆站系统的安全性。

进一步地，远程停堆站系统还包括设置在远程停堆站10内的第一通信设备710、第二通信设备720、第三通信设备730和第四通信设备740，第一通信设备710和第三通信设备730分别设置在第一操纵员工作站110和机组长工作站130的左侧，第二通信设备720设置在第二操纵员工作站120的右侧，第四通信设备740设置在第一操纵员工作站110和第二操纵员工作站120之间，供操纵员与外界通信。其中，第一通信设备710、第二通信设备720、第三通信设备730和第四通信设备740可为电话、有线广播控制台、调度台等设备。

进一步地，远程停堆站系统还包括设置在远程停堆站10内的打印机模块800，连接操纵员工作站模块110，用于将操纵员工作站模块110中的监控信息进行打印，对监控信息进行保存供后续分析。

需要说明的是：本发明实施例中对远程停堆系统的环境满足：背景噪声不超过65db；在正常照明条件下，平均照度不低于300lux；在单列正常照明故障条件下，核心操作区照度不低于200lux；且所有远程停堆站内设备的电缆进线方式均为下进线方式，有效提升了房间的美观性和舒适性。上述远程停堆系统的环境满足了人因指标要求，为操纵员提供良好的运维环境，实现有效降低人因失效概率的技术效果。

进一步地，结合附图3，以第一操纵员工作站110为例，第一操纵员工作站110包括4个宽屏显示器141以及4个安全级操作终端142，4个宽屏显示器141用于接收并显示监控信息，并将监控信息中的安全级监控信息传输至4个安全级操作终端142，4个安全级操作终端142用于接收和处理安全级监控信息，且4个宽屏显示器141以及4个安全级操作终端142与主控室操纵员工作站的人机界面相同，提升了人机接口的适应性及人因绩效，降低了人因失效概率。需要说明的是：4个安全级操作终端142水平倾斜放置在每个工作站的水平桌面上，倾斜角度满足人因工程学要求，其中，4个宽屏显示器141为功能3级物项(f-sc3)，4个安全级操作终端142为功能1级物项(f-sc1)。应当理解的是，第二操纵员工作站和机组长工作站同样也具有上述结构。

进一步地，结合附图4，火灾自动报警系统图文工作站模块400,包括火灾自动报警控制单元410和图文工作站单元420，火灾自动报警控制单元410输入端与设置在核电厂各个位置的火灾探测器910连接，用于接收火灾探测器910监测到的火灾信息，火灾信息包括火情发生的房间信息以及火势信息等；火灾自动报警控制单元410输出端分别与图文工作站单元420以及核电厂各处设置的就地模拟盘920连接，用于将火灾信息传输至图文工作站单元420以图文形式显示，供操作人员了解火情；并同步将火灾信息传输至就地模拟盘920，供就地模拟盘920发出声光报警信息，指示并保持火灾发生的房间信息，提示操作人员注意，以便及时了解火情、监视火灾的发展。通过火灾自动报警图文工作站模400对由于地震原因引起主控室不可用而撤离到远程停堆系统情况下电厂发生火灾的有效监控具有重大意义。

进一步地，结合附图5，远程停堆站系统的电缆路径与主控室的电缆路径相互独立，由图中可以看出：在其中一个网络中，包括3个网络柜交换机，2个远程停堆站交换机，2个主控室交换机，一个技术支持中心交换机以及一个计算机室交换机，2个远程停堆站交换机与1个网络柜交换机成环，2个主控室交换机与2个网络柜交换机成环，且其中一个主控室交换机通过技术支持中心交换机与计算机室交换机连接，由图中可以看出：远程停堆站交换机和主控室交换机不直接相连，确保了远程停堆站系统的电缆路径与主控室的电缆路径相互独立，满足法规标准要求，进一步提高了核电厂运行的安全性。

实施例二

本发明还提供了一种核电厂远程停堆站方法，结合附图6，包括：

步骤s1、在安全厂房非常规巡检和厂房撤离路径上设置远程停堆站10；进一步保证了核电厂远程停堆站系统的安全运行；

步骤s2、在远程停堆站10内建立操纵员工作模块100，使其接收和处理与主控室相同的监控信息；增强了核电厂远程停堆站系统的监控功能和监控范围，减少了对就地操作的依赖，解决了由于监控手段有限导致部分工艺系统逻辑在切到远程停堆站必须强制自动等问题；

步骤s3、根据切换指令切换至操纵员工作模块100或主控室对监控信息进行处理。切换指令由三个切换单元和逻辑控制柜控制，当至少有两个切换单元发出切换至操纵员工作模块100指令时，切换至操纵员工作模块100对监控信息进行接收和处理；以及用于当至少有两个切换单元发出切换至主控室指令时，切换至主控室人机接口对监控信息进行接收和处理。需要说明的是：当至少有两个切换单元发出切换至主控室指令时，切换至主控室监控信息进行接收和处理。且当至少有两个切换单元发出切换至操纵员工作模块100指令后，主控室控制命令自动闭锁，无法对监控信息进行处理，主控室操纵员工作站自动处于浏览模式，不能强制使用操作权限登录然后执行控制功能，有效降低主控室在不可用期间发出伪命令的概率进而影响电厂安全。但需要说明的是：主控室控制命令自动闭锁时，主控室内的除停堆停机按钮可正常工作，用于紧急情况下停堆和停机，保证了主控室紧急情况下仍可第一时间进行停堆和停机，进一步保证了核电厂运行的安全性。

综上所述，本发明提出了一种核电厂远程停堆站系统及方法，采用数字化控制系统技术和设备，在远程停堆站系统接收和处理与主控室操纵员工作站相同的监控信息，增强了远程停堆站的监控功能和监控范围，减少了对就地操作的依赖，解决了由于监控手段有限导致部分工艺系统逻辑在切到远程停堆站必须强制自动等问题；增加了机组长工作站，更好地满足运行组织和运维方式的要求；且机组长工作站位于操纵员工作站的后方，有利于机组长掌控电厂监控情况；在远程停堆站系统中设计了硬件停堆模块，可以执行快速停堆功能；且将三个切换单元放置在不同的区域，有效降低了切换开关共因故障概率；在远程停堆站系统中设计了门禁，有效避免非授权人员进入远程停堆站，影响远程停堆站和电厂安全；且门禁采用失电情况下门禁无效的设计方案，从而避免因失电导致无法进入远程停堆站的情况；本发明还设置了火灾自动报警系统图文工作站，满足了火灾监控需求；本发明还设计了执行切换至远程停堆站命令时，主控室自动闭锁，有效降低主控室在不可用期间发出伪命令的概率进而影响电厂安全；且远程停堆站系统内的设备电缆采用下进线方式，有效提升了房间的美观性和舒适性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。