CN105957293A - 一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法及其系统，该系统包括：空气成份探测传感器，用于实时获得安全壳内的空气成份数据；数据采集处理模块，用于存储并处理所述空气成份数据，获得空气成份实时变化趋势图并判断安全壳内是否发生火灾险情；监视显示装置，用于实时显示所述空气成份实时变化趋势图以及火灾险情判断结果。本发明通过气敏电阻和烟雾传感器，可以实时对安全壳打压试验期间核岛厂房内部进行实时监控，通过数据处理直观地显示核岛内的温度变化和各燃烧后生成气体含量变化趋势，及时判断安全壳内的火灾情况。本发明的技术方案不仅适用于工程建设阶段安全壳打压试验，也可以用于在役阶段安全壳打压试验期间火灾监控。

Description

一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法及其系统

技术领域

本发明涉及核电安全技术领域，尤其涉及一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法及其系统。

背景技术

核电站安全壳，即反应堆厂房，是一个带有准球形穹顶的圆柱形预应力钢筋混凝土结构，用来阻挡来自燃料的裂变产物及一回路放射性物质进入环境的最后一道屏障。当反应堆发生失水事故时，释放出来的大量放射性和高温高压汽水混合物可被包容和隔离，以防止对核电站周围居民产生危害。

安全壳作为核电机组的第三道安全屏障，扮演着限制放射性物质从反应堆扩散至大气的重要角色，其建造质量将直接影响到安全壳本体的功能完整性。因此，在机组投运前需进行安全壳打压试验(CTT)，以验证安全壳的强度及密封性。机组在役后也需要定期执行安全壳打压试验以确保安全壳依然满足其作用功能。安全壳打压试验期间安全壳厂房内的最高压力可以达到0.483MPA，是典型的高压富氧环境，并且由于空气的可压缩性，这些高压环境下的气体储存了巨大的弹性势能，从而加剧了气体分子之间的运动，缩小了气体分子之间的距离，增加了气体分子以及粉尘颗粒碰撞摩擦的概率，从而增加了火灾甚至爆炸的风险。

因此安全壳打压试验期间，火灾监控和预防是非常重要的一项工作，由于安全壳内的高压富氧黑暗环境，普通的火灾监控设备无法承受高压而需要移出核岛厂房，核电站在役期间的火灾探测系统在高压环境下阈值发生漂移，无法正常判断岛内实际情况，因此安全壳打压试验期间，核岛厂房内没有直接的火灾监控系统，对于火灾的监控，火灾的判断及消防应急带来了巨大的困难。

目前使用的火灾判断标准是：使用原本为修正岛内压降进行温度测量的的温度传感器进行辅助监控火灾，当任意一个温度传感器指示温度大于50℃，试验人员判断为可能火灾发生信号，开始关注温度变化；同一区域内有两个以上的温度探头超过50℃，可确定为是发生火灾信号，如果停止充压后，安全壳内温度仍然继续升高，则证明安全壳内确实发生火灾。

现有的火灾监控方法存在以下不足：

1)火灾发生初期，燃烧面积不大，热辐射不强，平均温度较低，燃烧速度不快，仅限于着火点附近，是灭火的最有利时机，但通过温度传感器的监控方法无法在火灾发生初期判断火灾险情是否出现。

2)时效性差；由于泄漏率计算程序要求，温度数据为每5分钟采集一次，从而使用这种方法判断火灾至少需要10分钟才能再次确认某测点是否存在火灾，严重影响了火灾判断的及时性。而按照火灾发生过程，10分钟的判断时间对火灾监控无疑是严重失效的。

3)监控手段误差较大：根据火灾监控传感器选型方法，温度传感器监测仅适用于于层高小于5m的区域，而核岛厂房20m平台上方至穹顶高度差为37m，即意味着20m以上平台监控误差极大，20m以下区域，部分为栅格板连接，上下空气可流通，监控结果同样准确性很低。

4)监测手段缺乏冗余；即单一探头失效后即丧失火灾监控能力；若试验期间火灾发生区域中传统火灾监测方案中的温度探头故障，将会失去监控能力。

5)判断方案单一；传统火灾监测方法采用温度探头测量数据间接判断火灾位置、持续时间、火灾规模等信息，依据不足，容易误判，而一旦误判进行喷淋，则整个核岛厂房及设备损失不可估计。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的安全壳打压试验期间火灾监控手段难以判断火灾初期险情，并且监控手段的时效性差、缺乏冗余、判断方案单一以及误差较大的技术问题，提供了一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法及其系统。

一方面，本发明提供了一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法，包括以下步骤：

S1、实时获得安全壳内的空气成份、温度数据，并存储所述空气成份和温度数据。

S2、根据所述空气成份和温度数据，分析处理获得安全壳内空气成份实时变化趋势图以及温度变化图；

S3、根据所述空气成份实时变化趋势图以及温度变化图，判断安全壳内是否存在火灾险情。

可选的，所述步骤S1还包括子步骤：

S11、安全壳打压试验前，安装多个空气成份传感器和多个温度传感器到安全壳内；

S12、安全壳打压试验时，利用所述多个空气成份传感器和多个温度传感器实时获得安全壳内的空气成份和温度数据。

可选的，所述步骤S2中，所述空气成份实时变化趋势图分别是O2、SO2、CO2、CO等气体含量变化趋势图。

可选的，所述步骤S3还包括子步骤：

S31、根据所述空气成份实时变化趋势图是否发生突变或者超出报警值，判断安全壳内是否发生火灾险情；

S32、根据所述温度数据校验步骤31中的火灾险情判断结果。

可选的，所述核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法还包括以下步骤：

S4、当判定发生火灾险情时，发出声光报警提示。

另一方面，本发明还提供了一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统，包括：

空气成份探测传感器，用于实时获得安全壳内的空气成份数据；

数据采集处理模块，用于存储并处理所述空气成份数据，获得空气成份实时变化趋势图并判断安全壳内是否发生火灾险情；

监视显示装置，用于实时显示所述空气成份实时变化趋势图以及火灾险情判断结果。

可选的，所述核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统，还包括：温度传感器，用于实时获得安全壳内的温度数据，并传输到所述数据采集处理模块。

可选的，所述数据采集处理模块根据所述温度数据校验火灾险情判断结果。

可选的，所述空气成份探测传感器是气敏电阻和烟雾传感器；所述气敏电阻和烟雾传感器共同采集安全壳内的空气成份数据。

可选的，所述数据采集处理模块具有数据存储单元，用于实时存储所述空气成份和温度数据。

可选的，所述监视显示装置具有报警模块，当所述数据采集处理模块判定发生火灾险情时，发出声光报警提示。

本发明方案提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明的技术方案中，核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法：通过气敏电阻和烟雾传感器，可以实时对安全壳打压试验期间核岛厂房内部进行实时监控，通过数据处理直观地显示核岛内的温度变化和各燃烧后生成气体含量变化趋势等厂房内部实时状态参数，岛内状态发生突变时，可以以声光报警形式通知试验人员及时处理，以保证在火灾初期阴燃阶段即可确认是否发生火灾并且直接定位起火点，获得灭火最有利时机，提高了安全壳打压试验火灾判断的及时性和准确性，为后续的消防动作提供了强有力的技术保障，继而大大降低了试验风险及核岛厂房发生误喷淋造成的无法预估的损失。本发明的技术方案不仅适用于工程建设阶段安全壳打压试验，也可以用于在役阶段安全壳打压试验期间火灾监控。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的第一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法流程图；

图2为本发明实施例提供的第二种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法流程图；

图3为本发明实施例提供的第三种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法流程图；

图4为本发明实施例提供的第四种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法流程图；

图5为本发明中的核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统的结构框图；

图6为本发明中的核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统安装结构示意图；

具体实施方式

本发明实施例中通过提供一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法，

解决了在核电站安全壳打压试验期间，现有的火灾监控手段的时效性差、缺乏冗余、判断方案单一以及误差较大的技术问题。

本发明实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

由于安全壳打压试验期间的岛内为高压状态，本系统利用烟雾传感器和气敏电阻传感器为主要监控设备，通过电气贯穿件，将岛内数据送至值班室。气敏电阻及烟雾传感器将实时采集信号通过电气贯穿件送至值班室上位机监视器，利用已编制好的程序将各气体含量实时数据保存并显示为趋势曲线图。试验人员通过趋势图画面监视安全壳内的气体含量变化并与温度传感器的测量数据相互校验，确定安全壳内的实际情况，提高火灾监测的及时性与准确性。若气体含量发生突变或超出报警值，则以声光报警形式提醒值班人员。

如图1所示，本发明提供了一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法，包括以下步骤：

S1、实时获得安全壳内的空气成份、温度数据，并存储所述空气成份和温度数据。

S2、根据所述空气成份和温度数据，分析处理获得安全壳内空气成份实时变化趋势图以及温度变化图；

S3、根据所述空气成份实时变化趋势图以及温度变化图，判断安全壳内是否存在火灾险情。

在具体实施过程中，请参考图2，，所述步骤S1还包括子步骤：

S11、安全壳打压试验前，安装多个空气成份传感器和多个温度传感器到安全壳内；

S12、安全壳打压试验时，利用所述多个空气成份传感器和多个温度传感器实时获得安全壳内的空气成份和温度数据。

可选的，所述步骤S2中，所述空气成份实时变化趋势图分别是O2、SO2、CO2、CO等气体含量变化趋势图。

在具体实施过程中，请参考图3，所述步骤S3还包括子步骤：

S31、根据所述空气成份实时变化趋势图是否发生突变或者超出报警值，判断安全壳内是否发生火灾险情；

S32、根据所述温度数据校验步骤31中的火灾险情判断结果。

在具体实施过程中，请参考图4，所述核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法还包括以下步骤：

S4、当判定发生火灾险情时，发出声光报警提示。

基于同一发明构思，请参考图5，本发明还提供了一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统，包括：

空气成份探测传感器10，用于实时获得安全壳1内的空气成份数据；

数据采集处理模块20，用于存储并处理所述空气成份数据，获得空气成份实时变化趋势图并判断安全壳1内是否发生火灾险情；

监视显示装置30，用于实时显示所述空气成份实时变化趋势图以及火灾险情判断结果。

可选的，所述核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统，还包括：温度传感器11，用于实时获得安全壳内的温度数据，并传输到所述数据采集处理模块20。

可选的，所述数据采集处理模块20根据所述温度数据校验火灾险情判断结果。

可选的，所述空气成份探测传感器10是气敏电阻12和烟雾传感器13；所述气敏电阻12和烟雾传感器13共同采集安全壳1内的空气成份数据。

具体地，如图6所示，在安全壳1内，设置多层数据采集点，每层设置2个气敏电阻12和烟雾传感器13，共计14个；均匀布置在整个厂房且靠近EPP温度传感器，温度传感器的探头类型为氧化锆探头，使用EPP系统测量网络供电，数据采用RS485或RS232接口，以4～20mA为输出信号，通过电气贯穿件3将数据输送到值班室2的数据采集处理模块20。使用EPP自带测量网络供电，系统本身小巧，变化量小于1ppm/月，出色的便携性和稳定性，便于不同项目间调配使用。烟雾传感器响应时间小于5s，63％阶梯变化量，将实时测量信号传入值班室2后以趋势图形式实时显示岛内气体含量变化，使岛内状体监视结果更加直观简单有效。

可选的，所述数据采集处理模块20具有数据存储单元21，用于实时存储所述空气成份和温度数据。

可选的，所述监视显示装置30具有报警模块31，当所述数据采集处理模块判定发生火灾险情时，发出声光报警提示。具体地，通过编程将气敏电阻12和烟雾传感器13传送至数据采集处理模块的电流信号转换为实际各气体含量保存在固定文件夹中，以图表形式显现岛内气体实时状态趋势变化，并与温度传感器数据进行比对，当气体含量变化或者温度数据发送突变火灾超过设置报警值时，系统自动发出声光报警以提醒试验人员及时处理。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

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，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、实时获得安全壳内的空气成份、温度数据，并存储所述空气成份和温度数据。

S2、根据所述空气成份和温度数据，分析处理获得安全壳内空气成份实时变化趋势图以及温度变化图；

S3、根据所述空气成份实时变化趋势图以及温度变化图，判断安全壳内是否存在火灾险情。

2.根据权利要求1所述的一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法，其特征在于，所述步骤S1还包括子步骤：

S11、安全壳打压试验前，安装多个空气成份传感器和多个温度传感器到安全壳内；

S12、安全壳打压试验时，利用所述多个空气成份传感器和多个温度传感器实时获得安全壳内的空气成份和温度数据。

3.根据权利要求1所述的一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法，其特征在于，所述步骤S3还包括子步骤：

S31、根据所述空气成份实时变化趋势图是否发生突变或者超出报警值，判断安全壳内是否发生火灾险情；

S32、根据所述温度数据校验步骤31中的火灾险情判断结果。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法，其特征在于，所述核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法还包括以下步骤：

S4、当判定发生火灾险情时，发出声光报警提示。

5.根据权利要求4所述的一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述空气成份实时变化趋势图分别是O2、SO2、CO2、CO的气体含量变化趋势图。

6.一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统，其特征在于，包括：

空气成份探测传感器，用于实时获得安全壳内的空气成份数据；

数据采集处理模块，用于存储并处理所述空气成份数据，获得空气成份实时变化趋势图并判断安全壳内是否发生火灾险情；

监视显示装置，用于实时显示所述空气成份实时变化趋势图以及火灾险情判断结果。

7.根据权利要求6所述的一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统，其特征在于，所述核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统还包括：温度传感器，用于实时获得安全壳内的温度数据，并传输到所述数据采集处理模块。

8.根据权利要求7所述的一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统，其特征在于，，所述数据采集处理模块根据所述温度数据校验火灾险情判断结果。

9.根据权利要求6所述的一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统，其特征在于，所述空气成份探测传感器是气敏电阻和烟雾传感器；所述气敏电阻和烟雾传感器共同采集安全壳内的空气成份数据。

10.根据权利要求6所述的一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统，其特征在于，所述数据采集处理模块具有数据存储单元，用于实时存储所述空气成份和温度数据。

11.根据权利要求6所述的一种核电站安全壳打压试验期间火灾监控系统，其特征在于，所述监视显示装置具有报警模块，当所述数据采集处理模块判定发生火灾险情时，发出声光报警提示。