CN103310860A

CN103310860A - 一种采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理显示功能分析方法

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Publication number: CN103310860A
Application number: CN2013101999672A
Authority: CN
Inventors: 唐涛; 孙涛; 商幼明; 尚臣; 张莉; 刘学春; 刘海宇; 徐钊; 易珂
Original assignee: China Nuclear Power Engineering Co Ltd
Current assignee: China Nuclear Power Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2033-05-27
Also published as: CN103310860B

Abstract

本发明属于核电设计技术领域，具体涉及一种采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理显示功能分析方法。该方法根据目前事故处理策略，分析结合事故处理的特点，通过清理整合在事故初期需快速准确的完成事故诊断信息及立即动作操作，以及事故处理中后期稳定机组状态或将机组后撤到安全的后备模式所需完成的相关稳定操作和需监视的相关信息，并通过相关分析研究最终设计确定用于配合事故规程的相关画面，以充分发挥数字化仪控系统在事故处理方面的优势，使主控室操纵员能够快速、准确地获取事故处理所需的相关信息，做出正确判断以帮助核电厂进入安全状态，提高核电厂的安全性。

Description

一种采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理显示功能分析方法

技术领域

本发明属于核电设计技术领域，具体涉及一种采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理显示功能分析方法。

背景技术

压水堆核电厂具有系统设计复杂，系统种类繁多的设计特点。一旦核电厂发生事故，需要根据经过相关分析确定的事故处理策略完成一系列操作，以保证将核电厂带入安全状态。事故处理策略所需完成的操作，包括关注多个系统的参数，以及操作不同系统的设备。

目前，新建核电厂大多采用全数字化仪控技术（即DCS系统，Digital Control System），操作员在数字化的工作站上完成各项工作而不是在硬控制盘台；采用DCS技术的核电厂，需要对事故处理的策略进行数字化设计。另外，在事故处理阶段，尤其是事故初期，需要快速准确的操作不同系统的不同设备，并获得不同系统的各种信息反馈。而目前DCS系统中按照工艺系统流程设计的分系统显示功能所提供的信息不能满足事故处理所要求的快速性和准确性，因而在事故处理进程及核电厂的安全性方面难以得到保证。采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理现实功能分析方法能够分析得出相关的事故策略所对应的操作画面，为操纵员提供事故处理过程中所需监视和控制的信息，以充分发挥DCS的优越性，提供事故处理的速度进而减少事故带来的风险，提高核电厂的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理显示功能分析方法，使主控室操纵员能够快速、准确地获取事故处理所需的相关信息，做出正确判断以帮助核电厂进入安全状态，提高核电厂的安全性。

本发明的技术方案如下：一种采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理显示功能分析方法，包括如下步骤：

（1）确定特定事故处理对应的事故规程，并确立如下原则：

1.1)对于用于特定事故的每本机组事故规程，均需设置对应的事故处理显示功能，以配合事故处理策略进行事故处理;

1.2）对诊断和立即动作以及延迟动作分别设计风格不同的显示功能，以满足事故处理不同阶段的需求；

（2）依据步骤（1）中所述原则，分析机组在不同事故工况下操作所需的信息和设备，得到所需设计的事故处理显示功能的清单，及诊断和立即动作以及延迟动作所需的显示功能清单；

（3）对屏幕上显示的信息进行限制和筛选，分析得出机组在整个事故处理显示功能的操作设备及监视信息清单；

（4）根据显示功能的信息布置原则，对步骤（3）中的事故处理显示功能的操作设备和监视信息清单进行布置，完成事故处理诊断和立即动作显示功能以及延迟动作显示功能的设计；

（5）根据事故处理过程中所需的事故处理显示功能，设计相关显示功能信息的索引。

进一步，如上所述的采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理显示功能分析方法，步骤（3）中所述的限制和筛选的方法如下：

（a）根据对事故规程的分析研究，分别确定属于诊断和立即动作以及延迟动作的相关操作的设备以及所需监视的信息，对于事故处理初期的诊断和立即动作所需设备和信息应直接包含在事故处理显示功能中；

（b）对于事故处理中后期的延迟动作所需设备和信息应包含在其他类型显示功能中，并通过调用这些显示功能实现相关操作并获取相关信息；

（c）当（a）和（b）中的信息过多时，可根据“信息的重要性”和“信息监视要求的频度”精简或通过引用其他的显示功能获取。

进一步，如上所述的采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理显示功能分析方法，步骤（4）中所述的显示功能的信息布置原则如下：

4.1）根据事故处理操作内容的种类对事故处理显示功能中的信息进行区域分组

4.2）根据事故处理策略流程以统一方式布置设备和相关信息，并通过特殊图符标识特定操作团以方便操纵员快速定位。

本发明的有益效果如下：

1、不同的核电厂事故具有不同的技术特点，因此对应的事故处理策略也不同。为配合操纵员的操作习惯，增加人机界面的友好性，并减少操纵员的操作负荷，应使屏幕上的显示具有针对性，并尽量减少操作过程中的屏幕切换次数。本发明通过研究事故处理策略的特点，明确了事故处理显示功能所需分析的范围，并根据事故处理策略确定事故处理的相关监视信息和控制设备对应清单。并结合事故处理策略特点，明确了针对事故不同阶段的显示功能设计特点。

2、通过研究事故处理策略的特点，明确了事故处理显示功能所需分析的范围，并根据事故处理策略确定事故处理的相关监视信息和控制设备对应清单。并结合事故处理策略特点，明确了针对事故不同阶段的显示功能设计特点。本发明确定了事故处理的所需监视和操作信息的筛选原则，以使事故处理显示功能的信息包络量合理，使得事故处理既能做保证准确性和完整性，又不会包含过量信息而影响操纵的快速性。

3、由于事故处理显示功能含有大量不同的信息，若不对这些信息进行合理的管理和优化，会导致在信息定位过程中耗费大量时间，从而影响事故处理快速性的要求。并增加在事故处理过程中发生误操作的风险，进而影响事故处理准确性的要求。本发明确定了一种核电厂事故处理显示功能的信息显示原则，根据这一原则设计的事故处理显示功能，能根据信息的类别进一步缩小信息查找定位范围，进而提高事故处理快速性。本发明通过对显示信息进行分区布置并建立索引，能大幅提高人机接口的友好性，提高操纵员在事故处理阶段的工作效率，并降低在核电厂发生事故时发生操纵员误操作的风险。

附图说明

图1为本发明的分析方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

核电厂设计系统繁多，系统组成复杂。一旦核电厂发生事故，进行事故处理所涉及到的系统和设备相当多。在事故处理阶段，对核电厂各系统及各设备的操作顺序、操作时机和操纵员的相互配合都有着复杂而精确的要求。事故规程根据电厂运行人员角色的不同，分为用于主控室操作的规程和用于现场操作的规程两部分。根据主控室操作的特点，分别制定了针对一回路操纵员、二回路操纵员、协调员、安工所需要数字化的事故规程。而用于现场操作的规程分为用于隔离经理、控制区技术员、机组技术员等等的规程，由于这些规程为就地使用，不在DCS系统上使用，因此这些规程不进行数字化，纸质版规程，但在主控室工作站上可以显示其电子化版本进行阅读。

如图1所示，本发明所提供的采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理显示功能分析方法，包括如下步骤：

（1）确定特定事故处理对应的事故规程，并确立相关原则。

由于核电厂在发生不同的事故时，所引起事故的原因，所涉及的失效设备和信息以及可用来处理事故的系统和设备都不尽相同。对此，核电厂对于不同的事故，都有经过严格分析确定的事故处理策略，以用来缓解事故。

因此，基于事故规程的特点，并结合核电机组的运行文件体系，本发明确立了“对于用于特定事故的每本机组事故规程，均需设置对应的事故处理显示功能，以配合事故处理策略进行事故处理”的原则1.1）；

另外，事故处理可以大体上分为两个阶段：事故处理初期为诊断和立即动作阶段，该阶段要求操作快速准确；事故处理中后期为延迟动作阶段。因此，根据事故处理的这一特点，本发明确立了“对诊断和立即动作以及延迟动作分别设计风格不同的显示功能，以满足事故处理不同阶段的需求”的原则1.2）。

（2）依据步骤（1）中所述原则，分析机组在不同事故工况下操作所需的信息和设备，可得所需设计的事故处理显示功能的清单，及诊断和立即动作以及延迟动作所需的显示功能清单。

（3）在电厂事故处理过程中，会涉及到电厂中的大量系统，每个系统又包含了大量信息。为减少切换屏幕的操作次数以及设备误操作的可能性，以保证事故处理的快速性和准确性，有必要对屏幕上显示的信息进行限制和筛选。

本发明确立的筛选方法如下：

（b）对于事故处理中后期的延迟动作所需设备和信息用包含在其他类型显示功能中，并通过调用这些显示功能实现相关操作并获取相关信息；

根据上述筛选方法所提供的原则，可分析得出机组在整个事故处理显示功能的操作设备及监视信息清单。

（4）由于事故处理要求快速准确，而处理过程所要求显示的信息较多、种类复杂，为保证操纵员能快速准确的找出所需的信息，需确定事故处理显示功能的布置原则。因此，本发明首先确定了画面分区“根据事故处理操作内容的种类对事故处理显示功能中的信息进行区域分组”的原则4.1）；

并结合人因分析，确定了同一种类设备和信息在同一操作区域设备和信息布置：“根据事故处理策略流程以统一方式布置设备和相关信息，并通过特殊图符标识特定操作团以方便操纵员快速定位”的原则4.2）。

根据原则4.1）和4.2），对事故处理显示功能要求的操作设备和监视信息清单进行布置后，即可完成事故处理诊断和立即动作显示功能和延迟动作显示功能的设计。

（5）在完成上述分析步骤的基础上，为了帮助操纵员快速定位所需的事故处理显示功能，本发明首先确定了“根据事故处理过程中所需的事故处理显示功能，设计相关显示功能信息的索引”原则。

数字化事故规程显示功能主要有：

Figure 2013101999672100002DEST_PATH_IMAGE001

完成上述事故规程的数字化设计后，需经过模拟机的验证，以确保设计成果满足操纵员运行习惯及相关运行要求。

实施例

下面以“安全壳外的压缩空气系统故障”的事故处理显示功能分析为例，对本发明进行详细的描述。

该事故发生时，根据事故处理策略。首先通过相关信息监视诊断确认是否确实发生安全外压缩空气系统故障，并判断出机组发生事故时所处状态。在确定事故诊断无误后，根据机组所处状态，采取不同的操作策略将反应堆带入安全状态。

1、确定事故处理不同阶段需要操作的设备以及需要监视的信息清单

根据上述的本发明技术方案步骤（1）中的分析原则1.1），需专门针对该事故处理规程进行相关的显示功能分析。而根据原则1.2），并结合事故规程，确定区分诊断和立即动作阶段以及延迟动作阶段的信息清单。

2、筛选事故处理显示功能所需的信息和设备

根据上述的本发明技术方案步骤（3）中确定的方法和原则对清单中的内容进行筛选和优化：

原则（a）示例：压缩空气管线压力低报警以及流量指示等用于诊断和立即动作的相关信息全部在显示功能中显示。

原则（b）示例：对于事故处理中后期的延迟动作中，以稳定一回路压力操作为例。稳定一回路压力需要操作的相关阀门、电加热器以及监视的压力指示可通过在其他显示功能中完成或获取。

原则（c）示例：在中子通量控制中需检查棒在要求的位置，考虑到屏幕上信息含量的限制，此部分的详细监视只能在控制棒控制系统显示功能上查看，而在事故处理显示功能中只保留概况监视信息及其他显示功能的调用手段。

3、显示功能布局优化

根据上述的本发明技术方案步骤（4）确定事故处理显示功能的布局：

原则4.1），根据“事故处理显示功能中的信息清单”确定相关设备和信息的类型，并按照统一布置模板要求进行区域布置，如将需要监视趋势的安全壳压力放置在对应特定区域内；

原则4.2），结合事故策略结构特点，在显示功能各区域内，通过简要匹配有特定描述的图符定位有同一操作目的的设备和相关信息。

4、事故处理显示功能索引

结合以上各步骤的分析工作，可根据上述的本发明技术方案步骤（5）清理出事故处理所需的所有不同类型的显示功能。以便操纵员在事故处理过程中能快速定位所需的显示功能。

在完成上述设计后，需经有经验的操纵员在模拟机上进行验证，并通过相关分析方法评价设计结果是否满足运行要求并符合操纵员的运行习惯。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理显示功能分析方法，包括如下步骤：

（1）确定特定事故处理对应的事故规程，并确立如下原则：

2.如权利要求1所述的采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理显示功能分析方法，其特征在于：步骤（3）中所述的限制和筛选的方法如下：

3.如权利要求1或2所述的采用数字化人机接口核电厂的事故运行处理显示功能分析方法，其特征在于：步骤（4）中所述的显示功能的信息布置原则如下：