核电厂外供工业蒸汽监控系统及其方法与流程

1.本公开涉及核电厂安全监控技术领域，尤其涉及一种核电厂外供工业蒸汽监控系统及其方法。


背景技术：

2.工业蒸汽通常是通过煤、电、油等加热产生的具有较高热能的蒸汽。核电厂利用汽轮机抽汽管道提供外部用户工业蒸汽属于核能综合利用全新领域，该应用在提高整个核电机组热效率的同时为工业蒸汽用户提供了稳定、清洁的蒸汽汽源，核能工业蒸汽将逐渐成为核能的另一种应用模式。
3.因此，核电厂安全成为了核电厂的一个重要方面，主要目标是保护站区工作人员和周围居民在所有运行时和事故时受到的放射性辐照剂量达到合理可行的尽可能低水平，以及对环境的影响不超过规定的水平。因此，对核电厂的运行监控极为重要。


技术实现要素：

4.本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本公开的一个目的在于提出一种核电厂外供工业蒸汽监控系统。
6.本公开的第二个目的在于提出一种核电厂外供工业蒸汽监控方法。
7.为达上述目的，本公开第一方面实施方式提出了一种核电厂外供工业蒸汽监控系统，包括：至少一个子系统，子系统分别对应核电厂一个工作机组，核电厂包括至少一个工作机组；子系统包括：第一监测模块、第二监测模块和控制模块，第一监测模块和第二监测模块分别与控制模块连接；第一监测模块，用于采集对应工作机组的作业数据，并将作业数据上传至控制模块；第二监测模块，用于采集厂区边界的仪表数据，并将仪表数据上传至控制模块；控制模块，用于对作业数据和仪表数据进行处理，以确定是否出现异常；控制模块分别与设置在工作机组的第一阀门和设置在厂区边界的第二阀门连接，响应于作业数据异常，控制模块向第一阀门发送关闭信号，响应于仪表数据异常，控制模块向设置在厂区边界的所有第二阀门发送关闭信号。
8.根据本公开的一个实施方式，所述控制模块，包括：第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元与所述第二控制单元连接，所述第一控制单元与所述第一监测模块连接，所述第二控制单元与所述第二监测模块连接；所述第一监控单元，用于汇总所述第一监测模块上传的作业数据，并发送给所述第二监控单元；所述第二监控单元，用于基于所述作业数据和所述仪表数据生成控制信号，并发送给所述第一控制单元；所述第一控制单元，还用于基于所述控制信号，控制所述第一阀门和所述第二阀门的工作状态。
9.根据本公开的一个实施方式，所述第一控制单元和所述第二控制单元之间连接设有第一传输单元。
10.根据本公开的一个实施方式，所述第一控制单元和所述第二监测模块之间连接设有第二传输单元。
11.根据本公开的一个实施方式，所述第一监测模块，包括：辐射监测采集单元、机组信号采集单元、热交换器监测单元和工业蒸汽管道监测单元；所述辐射监测采集单元，用于采集所述核电机组的二回路管道辐射剂量，以得到辐射监测数据；所述机组信号采集单元，用于采集所述核电机组的信号数据；所述热交换器监测单元，用于采集工业蒸汽抽汽疏水箱、汽水分离加热器管侧疏水箱的液位数据；所述工业蒸汽管道监测单元，用于采集外供工业蒸汽的蒸汽数据。
12.根据本公开的一个实施方式，所述第二监测模块，包括：仪器数据采集单元，用于采集主厂房内及厂区边界的仪表、阀门、辐射监测仪的仪器数据。
13.根据本公开的一个实施方式，第一传输单元和第二传输单元为远程i/o设备。
14.根据本公开的一个实施方式，所述系统，还包括：将所述作业数据与正常作业数据范围进行比较；
15.根据本公开的一个实施方式，响应于所述作业数据超出所述正常作业范围，确定所述作业数据异常。
16.根据本公开的一个实施方式，所述系统，还包括：将所述仪表数据与正常仪表数据范围进行比较；响应于所述仪表数据超出所述正常作业范围，确定所述作业数据异常。
17.为达上述目的，本公开第二方面实施例提出了一种核电厂外供工业蒸汽监控方法，包括：采集核电厂工作机组的作业数据和厂区边界的仪表数据；确定所述作业数据和所述仪表数据是否出现异常；响应于所述作业数据异常，向所述工作机组对应的第一阀门发送关闭信号，以及响应于所述仪表数据异常，向所述厂区边界所有的第二阀门发送关闭信号。
18.通过监控工作机组的作业数据和厂区边界的仪表数据，可以实现对核电厂的快速反应，以及针对不同的情况，进行不同的反应，可以保障核电厂的生产安全，提升核电厂事故发生时的反应速度。
附图说明
19.图1是本公开一个实施方式的一种核电厂外供工业蒸汽监控系统的结构示意图；
20.图2是本公开一个实施方式的一种核电厂外供工业蒸汽监控系统的第一监测模块结构示意图；
21.图3是本公开一个实施方式的一种核电厂外供工业蒸汽监控系统的控制模块结构示意图；
22.图4是本公开一个实施方式的一种核电厂外供工业蒸汽监控系统的传输模块的结构示意图；
23.图5是本公开一个实施方式的一种核电厂外供工业蒸汽监控方法的流程示意图；
24.图6是本公开一个实施方式的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
25.下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。
26.图1为本公开提出的一种核电厂外供工业蒸汽监控系统的结构示意图，如图1所示，该核电厂外供工业蒸汽监控系统包括至少一个子系统，子系统分别对应核电厂一个工作机组，核电厂包括至少一个工作机组；
27.该子系统包括：第一监测模块110、第二监测模块120和控制模块130，第一监测模块110和第二监测模块120分别与控制模块130连接。
28.其中，第一监测模块110，用于采集对应工作机组的作业数据，并将作业数据上传至控制模块130。
29.第二监测模块120，用于采集厂区边界的仪表数据，并将仪表数据上传至控制模块130。
30.控制模块130，用于对作业数据和仪表数据进行处理，以确定是否出现异常。
31.控制模块130分别与设置在工作机组的第一阀门140和设置在厂区边界的第二阀门150连接，响应于作业数据异常，控制模块130向第一阀门140发送关闭信号，响应于仪表数据异常，控制模块130向设置在厂区边界的所有第二阀门150发送关闭信号。
32.在本公开实施例中，第一监测模块110可设有传感器，用以采集工作机组内的各项数据，该传感器可为多种，此处不作任何限定，举例来说，该传感器可为温度传感器、声音传感器、压力传感器等。
33.通过监控工作机组的作业数据和厂区边界的仪表数据，可以实现对核电厂的快速反应，以及针对不同的情况，进行不同的反应，可以保障核电厂的生产安全，提升事故发生时的反应速度。
34.在本公开实施例中，第一监测模块110可与厂区边界的设备连接，用以获取设备数据，还可设有传感器，用以采集厂区边界的数据。
35.在本公开的一种实时方式中，如图2所示，第一监测模块110，包括：辐射监测采集单元210、机组信号采集单元220、热交换器监测单元230和工业蒸汽管道监测单元240。
36.其中，辐射监测采集单元210，用于采集核电机组的二回路管道辐射剂量，以得到辐射监测数据。通过设置可靠的、冗余、快速响应的辐射监测措施，及时发现放射性并隔断供汽，使得蒸汽中可能含有的放射性核素不会出厂、也不会进入用户侧。
37.机组信号采集单元220，用于采集核电机组的信号数据。举例来说，信号数据可包括汽轮机跳闸信号、汽轮机甩负荷信号、汽轮机超速保护信号、高排压力信号。
38.热交换器监测单元230，用于采集工业蒸汽抽汽疏水箱、汽水分离加热器管侧疏水箱的液位数据。
39.工业蒸汽管道监测单元240，用于采集外供工业蒸汽的蒸汽数据。
40.在本公开的一个实施例中，如图3所示，控制模块130，还包括：第一控制单元310和第二控制单元320，第一控制单元310与第二控制单元320连接，第一控制单元310与第一监测模块110连接，第二控制单元320与第二监测模块120连接；
41.其中，第一监控单元，用于汇总第一监测模块110上传的作业数据，并发送给第二监控单元；
42.第二监控单元，用于基于作业数据和仪表数据生成控制信号，并发送给第一控制单元310；
43.第一控制单元310，还用于基于控制信号，控制第一阀门140和第二阀门150的工作
状态。
44.在本公开实施例中，第一控制单元310和第二控制单元320可为多种控制器，此处不作任何限定，举例来说，可为可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)、分散式控制系统(distributed control system，dcs)等。
45.需要说明的是，第一控制单元310和第二控制单元320可为相同的控制器，也可为不同的控制器，此处不作任何限定，具体需要根据实际的核电厂设计需要和运行需要而定，不同的控制器之间的连接方式和接线方式可为不同。
46.举例来说，以两工作机组的核电厂为例，其中1号工作机组常规岛厂房内的仪表、阀门等通过硬接线接入plc控制系统，plc系统通过modbus通讯方式与西屋pls系统进行双向信息传递，位于厂区边界的工业蒸汽快关阀室内的信号通过原供热的plc控制系统至常规岛内的plc远程i/o柜，通过硬接线的形式将信号送至plc控制系统。2号工作机组常规岛厂房内的仪表、阀门等通过硬接线接入西屋pls控制系统，位于厂区边界的工业蒸汽快关阀室内的信号通过光缆经联合泵站国产dcs系统至常规岛内的联合泵站国产dcs远程i/o柜，通过硬接线的形式将信号送至西屋pls控制系统。本实例中使用到了西屋pls系统、国产dcs系统、plc控制系统这三种控制系统组成了电厂的工业蒸汽系统完整的控制系统，不同控制系统间通过合理的采用通讯或硬接线的连接方式，既能保证系统的快速响应，又能有效的解决多系统控制的网络安全问题。
47.为了保证核电厂安全运行、防止泄露，本公开实施例中的第一阀门140和第二阀门150为快速关断阀。
48.第一控制单元310将上述作业数据进行质量判断并优选后将信号进行运算处理，生成工业蒸汽控制系统中各阀门的动作指令，驱动厂区边界第二阀门150关闭，防止放射性外泄，同时还可控制工作机组内的第一阀门140关闭，避免发生事故或者降低事故发生后的损失。
49.需要说明的是，由于核电厂是高危高机密的单位，因此，对数据传输的速度和数据安全的保障具有极高的要求，因此，在本公开实施例中，如图4所示，第一控制单元310和第二控制单元320之间连接设有第一传输单元410，第一控制单元310和第二监测模块120之间连接设有第二传输单元420。
50.该第一传输单元410和第二传输单元420为保障数据传输和数据安全的传输单元，具备快速转发的功能，用以实现核电厂信息的快速反应。
51.在本公开的一种实现方式中，第一传输单元410和第二传输单元420可为远程i/o设备。
52.在本公开实施例中，为了准确的判断作业数据和仪表数据是否出现异常，因此在获取到作业数据和仪表数据后，可通过将作业数据与正常作业数据范围进行比较，以及将仪表数据与正常仪表数据范围进行比较，响应于作业数据超出正常作业范围，确定作业数据异常，响应于仪表数据超出正常作业范围，确定作业数据异常。需要说明的是，该正常作业数据范围和正常仪表数据范围为提前设定好的，并可根据实际的设计需要进行变更，此处不作任何限定。
53.需要说的是，多个子系统之间还可设有通信连接，用以进行通信传输，并进行数据的交互，以实现联合控制。
54.图5为本公开提出的一种核电厂外供工业蒸汽监控方法的流程示意图，如图5所示，该方法包括：
55.s501，采集核电厂工作机组的作业数据和厂区边界的仪表数据。
56.具体步骤可参见上述实施例中的内容，此处不再赘述。
57.s502，确定作业数据和仪表数据是否出现异常。
58.具体步骤可参见上述实施例中的内容，此处不再赘述。
59.s503，响应于作业数据异常，向工作机组对应的第一阀门发送关闭信号，以及响应于仪表数据异常，向厂区边界所有的第二阀门发送关闭信号。
60.在本公开实施例中，首先采集核电厂工作机组的作业数据和厂区边界的仪表数据，然后确定作业数据和仪表数据是否出现异常，响应于作业数据异常，向工作机组对应的第一阀门发送关闭信号，以及响应于仪表数据异常，向厂区边界所有的第二阀门发送关闭信号。以此，通过监控工作机组的作业数据和厂区边界的仪表数据，可以实现对核电厂的快速反应，以及针对不同的情况，进行不同的反应，可以保障核电厂的生产安全，提升核电厂事故发生时的反应速度。
61.为了实现上述实施例，本公开实施例还提出一种电子设备600，如图6所示，该电子设备600包括：处理器601和处理器通信连接的存储器602，存储器602存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器601执行，以实现如本公开第一方面实施例的核电厂外供工业蒸汽监控方法。
62.为了实现上述实施例，本公开实施例还提出一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机指令用于使计算机实现如本公开第一方面实施例的核电厂外供工业蒸汽监控方法。
63.为了实现上述实施例，本公开实施例还提出一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现如本公开第一方面实施例的核电厂外供工业蒸汽监控方法。
64.在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
65.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
66.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该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公开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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
67.尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种核电厂外供工业蒸汽监控系统，其特征在于，包括：至少一个子系统，所述子系统分别对应核电厂一个工作机组，所述核电厂包括至少一个工作机组；所述子系统包括：第一监测模块、第二监测模块和控制模块，所述第一监测模块和所述第二监测模块分别与所述控制模块连接；所述第一监测模块，用于采集对应所述工作机组的作业数据，并将所述作业数据上传至所述控制模块；所述第二监测模块，用于采集厂区边界的仪表数据，并将所述仪表数据上传至所述控制模块；所述控制模块，用于对所述作业数据和所述仪表数据进行处理，以确定是否出现异常；所述控制模块分别与设置在所述工作机组的第一阀门和设置在所述厂区边界的第二阀门连接，响应于所述作业数据异常，所述控制模块向所述第一阀门发送关闭信号，响应于所述仪表数据异常，所述控制模块向设置在所述厂区边界的所有第二阀门发送关闭信号。2.根据权利要求1所述的核电厂外供工业蒸汽监控系统，其特征在于，所述控制模块，包括：第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元与所述第二控制单元连接，所述第一控制单元与所述第一监测模块连接，所述第二控制单元与所述第二监测模块连接；所述第一监控单元，用于汇总所述第一监测模块上传的作业数据，并发送给所述第二监控单元；所述第二监控单元，用于基于所述作业数据和所述仪表数据生成控制信号，并发送给所述第一控制单元；所述第一控制单元，还用于基于所述控制信号，控制所述第一阀门和所述第二阀门的工作状态。3.根据权利要求2所述的核电厂外供工业蒸汽监控系统，其特征在于，所述第一控制单元和所述第二控制单元之间连接设有第一传输单元。4.根据权利要求1所述的核电厂外供工业蒸汽监控系统，其特征在于，所述第一控制单元和所述第二监测模块之间连接设有第二传输单元。5.根据权利要求1所述的核电厂外供工业蒸汽监控系统，其特征在于，所述第一监测模块，包括：辐射监测采集单元、机组信号采集单元、热交换器监测单元和工业蒸汽管道监测单元；所述辐射监测采集单元，用于采集所述核电机组的二回路管道辐射剂量，以得到辐射监测数据；所述机组信号采集单元，用于采集所述核电机组的信号数据；所述热交换器监测单元，用于采集工业蒸汽抽汽疏水箱、汽水分离加热器管侧疏水箱的液位数据；所述工业蒸汽管道监测单元，用于采集外供工业蒸汽的蒸汽数据。6.根据权利要求1所述的核电厂外供工业蒸汽监控系统，其特征在于，所述第二监测模块，包括：仪器数据采集单元，用于采集主厂房内及厂区边界的仪表、阀门、辐射监测仪的仪器数据。7.根据权利要求3或4所述的核电厂外供工业蒸汽监控系统，其特征在于，第一传输单
元和第二传输单元为远程i/o设备。8.根据权利要求1所述的核电厂外供工业蒸汽监控系统，其特征在于，所述系统，还包括：将所述作业数据与正常作业数据范围进行比较；响应于所述作业数据超出所述正常作业范围，确定所述作业数据异常。9.根据权利要求1所述的核电厂外供工业蒸汽监控系统，其特征在于，所述系统，还包括：将所述仪表数据与正常仪表数据范围进行比较；响应于所述仪表数据超出所述正常作业范围，确定所述作业数据异常。10.一种核电厂外供工业蒸汽监控方法，其特征在于，包括：采集核电厂工作机组的作业数据和厂区边界的仪表数据；确定所述作业数据和所述仪表数据是否出现异常；响应于所述作业数据异常，向所述工作机组对应的第一阀门发送关闭信号，以及响应于所述仪表数据异常，向所述厂区边界所有的第二阀门发送关闭信号。

技术总结
本公开提出了一种核电厂外供工业蒸汽监控系统及其方法，涉及核电厂安全监控技术领域，该系统包括：至少一个子系统；子系统包括：第一监测模块、第二监测模块和控制模块；第一监测模块，用于采集工作机组的作业数据；第二监测模块，用于采集厂区边界的仪表数据；控制模块，用于对作业数据和仪表数据进行处理，以确定是否出现异常；响应于作业数据异常，控制模块向第一阀门发送关闭信号，响应于仪表数据异常，控制模块向所有第二阀门发送关闭信号。通过监控工作机组的作业数据和厂区边界的仪表数据，可以实现对核电厂的快速反应，以及针对不同的情况，进行不同的反应，可以保障核电厂的生产安全，提升事故发生时的反应速度。提升事故发生时的反应速度。提升事故发生时的反应速度。


技术研发人员：吴放 李建伟 蔡向阳 徐国彬 丁楠 王翔宇 邢照凯 张秉卓
受保护的技术使用者：国核电力规划设计研究院有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/8/9