CN106024083A - 核电站核应急系统 - Google Patents

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郝婷
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Abstract

本发明提出了一种核电站应急系统，属于核电厂应急计划与准备技术领域。系统包括便携式个人应急装置、固定核辐射监测装置、紧急避难所、控制中心。便携式个人应急装置和固定核辐射监测装置能定位并测量当前辐射数据，将数据发送给控制中心，控制中心通过汇总分析，判断是否有泄漏，确定事故位置和辐射范围，并根据每个工作人员的位置，规划撤退和紧急避难路径，将信息发送给相应的便携式个人应急装置通过显示模块显示在地图上，保证工作人员的安全撤离。本系统结构简单、功能完善、快速高效、安全系数高，大大提高了核应急反应能力和现场工作人员的生存几率，同时还可作为核电站的核应急指挥系统使用。

Description

核电站核应急系统
技术领域
本发明涉及一种核电站核应急系统，属于核电厂应急计划与准备技术领域。
背景技术
随着新型能源的不断开发和利用，核能源以它绿色清洁、高效稳定等优点，渐渐受到广泛关注和应用，但是核电站的安全问题一直困扰着人们，历史上的核事故没有一次不是损失惨重，影响持续且广泛。核事故一般会出现爆炸、燃烧，并伴随辐射，对周边环境和人们身心健康造成很大损害。
目前，针对核事故的预警和人员疏散一般局限于单一的辐射测量或者需要人员手动输入环境状况，并且只有固定的预先制定好的逃生路线，通知方式一般是通过警铃或广播，人员只能根据目测或经验判断事故地点，并不能准确快速的逃生。
而且，发生核泄漏时，往往伴有并发的爆炸、燃烧、烟雾等情况，以及现场设备的损坏，导致原有的逃生通道被阻断，工作人员无法及时获取相关信息、短时间内不能做出正确判断，导致盲目逃生，同样会造成不必要的人员伤亡。同时，控制中心无法知晓现场事故的发展情况，以及现场人员分布、伤亡等情况，无法及时组织有效的援救，不能保证被困人员被及时营救。
有提出将手持测量设备和控制中心建立网络连接的相关技术，中国专利“基于核电站的应急环境检测方法和系统”（申请号：201410466587.5）提出一种利用便携测量设备检测辐射量，并在辐射量超过阈值时通过无线方式报告给指挥中心的核事故应急系统，虽然能通过辐射量判断是否有泄露，但是不能全方位检测和判断泄露地点和所受辐射范围，没有紧急避难所，且无法根据实际情况给出逃生路线，不能保证人员快速、安全撤离。
发明内容
本发明的目的是提供了一种结构简单、功能完善、快速高效、安全系数高的核电站核应急系统，还可作为核电站的核应急指挥系统使用。同时，为了克服现有技术的不足，控制中心通过各个便携式个人应急装置和固定核辐射监测装置能时刻监控厂区的辐射数据，为现场工作人员规划安全撤退路径和紧急避难路径，并且为没有逃生条件的人员提供逃生设备和紧急避难场所，大大提高了核应急反应能力和现场工作人员的生存几率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述的核电站核应急系统，其结构包括便携式个人应急装置（1）、固定核辐射监测装置（2）、紧急避难所（3）、控制中心（4）。
便携式个人应急装置（1）包括辐射测量模块（101）、定位模块（102）、数据处理模块（103）、显示模块（104）、通讯模块（105）、报警模块（106），由现场工作人员随身携带；辐射测量模块（101）测量当前辐射数据、定位模块（102）确定当前位置数据，送给数据处理模块（103），由数据处理模块（103）在显示模块（104）的电子地图上标注当前位置和该位置的当前辐射数据，同时经通讯模块（105）将辐射和位置数据发给控制中心（4）。定位模块采用GPS全球定位系统，或者采用RFID电子标签的区域定位系统。每个工作人员都随身携带便携式个人应急装置（1），无论是工作还是休息，只要在厂区监测范围内，都能对当前位置辐射信息进行检测，保证工作人员第一时间知晓环境情况，迅速做出反应；另外，工作人员可以利用便携式个人应急装置（1）进行人工巡检，将经过的地点的位置信息和辐射信息都上传到控制中心（4）。
固定监测装置（2）包括辐射测量模块（201）、环境指标采集模块（202）、视频采集模块（203）、数据处理模块（204）、通讯模块（205），安装于核电站内设定的位置；位置的选择根据设备的密集程度、人员流动频率大小、出现事故几率大小等来确定。辐射测量模块（201）测量当前辐射数据、环境指标采集模块（202）测量环境数据、视频采集模块（203）拍摄监控区域内的视频，由数据处理模块（204）将辐射数据、环境数据、视频数据经通讯模块（205）发给控制中心（4）；
控制中心（4）根据便携式个人应急装置（1）和固定监测装置（2）发来的实时数据，对数据进行汇总，在电子地图上建立厂区内实时更新的辐射数据地图，并发送给便携式个人应急装置（1）；工作人员就能时刻知道厂区各个地点的环境情况，并能根据环境情况由控制中心（4）对人员进行调度和工作分配。
控制中心（4）对便携式个人应急装置（1）和固定监测装置（2）传送来的辐射数据进行判断，发现辐射剂量超标时，根据多点数据综合分析，确定核泄漏的发生位置，发送给每个便携式个人应急装置（1），并由报警模块（106）进行报警；这样现场工作人员能快速准确的知道事故发生地点和泄露情况，同时防止误报。
紧急避难所（3）包括防辐射服（301）、医药箱（302）、食物与饮水（303）、通讯装置（304），供避难人员使用；现场工作人员根据控制中心（4）发来的紧急避难路径，在紧急避难所（3）获取防辐射服（301），利用医药箱（302）进行受伤后的紧急处置，利用通讯装置（304）与控制中心（4）保持联络，在安全撤退路径切断被困后利用食物与饮水（303）等待救援。
所述的辐射测量模块（201）对现场的核辐射指标监测包括γ辐射剂量率、总α和总β，能有效反应核泄漏的严重程度和范围，环境指标采集模块（202）对现场的环境指标监测包括温度、湿度、VOC和气压，视频采集模块（203）对现场的监测包括烟雾、火焰，能快速确定事故的发生地点和现场严重情况。
所述的控制中心（4）结合核电站其他自动化监测设备传来的数据，为每个便携式个人应急装置（1）根据其所处的位置规划安全撤退路径，防止人员在撤退时不慎进入高辐射等危险地区造成伤害，根据紧急避难所（3）的位置规划紧急避难路径，并发送给每个便携式个人应急装置（1），在显示模块（104）的电子地图上显示。
所述的控制中心（4）在规划紧急避难路径时，根据各个便携式个人应急装置（1）发来的位置信息，以及紧急避难所（3）中的防辐射服（301）存量信息进行优化配置；并将各紧急避难所（3）的各种物资存量实时信息，以及人员运动趋势和目标信息发送到各个便携式个人应急装置（1）上。每个处在不同位置工作人员，系统会根据事故发生地点、辐射扩散的范围和周围紧急避难所（3）的位置，给出最快速、最安全的逃生路线，提高逃生概率。
现场工作人员通过便携式个人应急装置（1）向控制中心（4）发送伤情信息和请求救援信息；控制中心（4）通过便携式个人应急装置（1）绑定的现场工作人员信息进行人员清点统计、根据便携式个人应急装置（1）传来的位置变化情况，判断现场工作人员的状态，优化调度紧急救援。实现工作人员之间、工作人员与控制中心之间的信息交互，便于工作人员之间的及时沟通，未在泄露点附近的工作人员可及时获知泄露位置、及时撤离，有利于核电站工作的及时安排和调整，在有人员被困或受伤时，控制中心（4）能通过便携式个人应急装置（1）对现场人员进行分配和调度，以最快速度制定救援方案和救援人员，能在保证救援人员安全情况下，快速准确地找到伤员和被困人员，实施救援，提高了生存机率。
与现有技术相比较，本发明具有如下优点：
采用实时定位、实时检测辐射的方式，便于工作人员和控制中心及时了解工作人员所处位置的辐射情况，便于控制区的正常巡检安排、发生事故时的及时抢修、迅速做出反应，提高逃生的几率、保障了工作人员的安全。
在发生核泄漏以及并发的爆炸、燃烧等紧急情况时，在便携式个人应急装置的电子地图上生成安全撤退路径和紧急避难路径，便于进行人员撤退和疏散，提高现场工作人员的生存几率、提高了核电站核应急智能化水平。
采用语音和视频通话的方式，实现工作人员之间、工作人员与控制中心之间的信息交互，便于工作人员之间的及时沟通，未在泄露点附近的工作人员可及时获知泄露位置、及时撤离，有利于核电站工作的及时安排和调整，提高了核电站控制区的管理水平，实现了核应急快速化反应。
本系统设有紧急避难所，当周围环境恶劣，无法通过辐射区逃生时，可以及时获取防辐射服，以便安全通过辐射区，减少所受辐射；当工作人员无法撤离时，还可根据紧急避难路径到达紧急避难所等待救援，提高生存几率。
在制定避难路径时，系统能根据避难场所物资情况和位置信息对避难人员进行分配，有效提高了资源利用率，加大了人员逃生概率；被困人员和伤员还可通过便携式个人应急装置向控制中心求救，控制中心根据实时情况进行调度，加快了救援速度，提高了救援成功率。
附图说明
图1：系统示意图。
图2：便携式个人应急装置结构图。
图3：固定监测装置结构图。
图4：系统工作流程图。
图中：1—便携式个人应急装置、2—固定核辐射监测装置、3—紧急避难所、4—控制中心、101—辐射测量模块、102—定位模块、103—数据处理模块、104—显示模块、105—通讯模块、106—报警模块、201—辐射测量模块、202—环境指标采集模块、203—视频采集模块、204—数据处理模块、205—通讯模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
如图1所示，便携式个人应急装置（1）由厂区内的工作人员随身携带，在每一个重要地点设有固定核辐射监测装置（2），时刻检测该地点的辐射数据和环境数据。紧急避难所（3）在厂区内，当周围环境恶劣，无法通过辐射区逃生时，可以及时获取防辐射服，以便安全通过辐射区，减少所受辐射；当工作人员无法撤离时，可根据紧急避难路径到达紧急避难所等待救援，提高生存几率。控制中心（4）在厂区外对其进行监控和指挥。工作人员之间、工作人员与控制中心（4）之间都可以通过无线传输方式进行信息交互，便于工作人员之间的及时沟通，未在泄露点附近的工作人员可及时获知泄露位置、及时撤离，同时控制中心（4）也可能及时了解人员流动情况，便于人员调度和工作分配。
如图2所示，便携式个人应急装置（1）包括辐射测量模块（101）、定位模块（102）、数据处理模块（103）、显示模块（104）、通讯模块（105）、报警模块（106），其外观设计成手持机形状，方便携带和使用，装置外部的辐射测量模块（101）测量当前辐射数据、内部有定位模块（102）确定当前位置数据，并送给内部的数据处理模块（103），由数据处理模块（103）在外部显示模块（104）的电子地图上标注当前位置和该位置的当前辐射数据，同时经上端通讯模块（105）将辐射和位置数据发给控制中心（4）。
如图3所示，装置外部的辐射测量模块（201）测量当前辐射数据、环境指标采集模块（202）测量环境数据、摄像头即视频采集模块（203）拍摄监控区域内的视频，由内部的数据处理模块（204）将辐射数据、环境数据、视频数据经上端的通讯模块（205）发给控制中心（4）。对现场的核辐射指标监测包括γ辐射剂量率、总α和总β，能有效反应核泄漏的严重程度和范围，环境指标采集模块（202）对现场的环境指标监测包括温度、湿度、VOC和气压，视频采集模块（203）对现场的监测包括烟雾、火焰，能快速确定事故的发生地点和现场严重情况。
如图4和图1所示，控制中心（4）接收每台便携式个人应急装置（1）和固定核辐射监测装置（2）发送来的位置信息和辐射数据，对数据进行汇总和处理，判断是否有辐射超标的地点，若没有，更新地图，将信息发送到每一台便携式个人应急装置（1），形成实时更新的辐射数据地图；若有，将汇总来的信息进行多点分析，确定位置并发送给每台便携式个人应急装置（1），同时启动报警模块（106），通知工作人员发生事故，控制中心（4）根据工作人员位置、事故位置、紧急避难所（3）的位置及物资信息分别给每个工作人规划撤退路线和紧急避难路线，并发送到对应的便携式个人应急装置（1）上，保证工作人员快速、安全的撤离。
当控制中心（4）接收到求救信息时，控制中心（4）通过便携式个人应急装置（1）绑定的现场工作人员信息进行人员清点统计，根据位置信息和紧急避难所的物资、人员信息进行优化配置，制定救援方案，将救援方案发送给救援人员，达到快速、准确救援的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施实例，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。

Claims (5)

1.核电站核应急系统，其特征在于：系统包括便携式个人应急装置（1）、固定核辐射监测装置（2）、紧急避难所（3）、控制中心（4）；
便携式个人应急装置（1）包括辐射测量模块（101）、定位模块（102）、数据处理模块（103）、显示模块（104）、通讯模块（105）、报警模块（106），由现场工作人员随身携带；辐射测量模块（101）测量当前辐射数据、定位模块（102）确定当前位置数据，送给数据处理模块（103），由数据处理模块（103）在显示模块（104）的电子地图上标注当前位置和该位置的当前辐射数据，同时经通讯模块（105）将辐射和位置数据发给控制中心（4）；
固定监测装置（2）包括辐射测量模块（201）、环境指标采集模块（202）、视频采集模块（203）、数据处理模块（204）、通讯模块（205），安装于核电站内设定的位置；辐射测量模块（201）测量当前辐射数据、环境指标采集模块（202）测量环境数据、视频采集模块（203）拍摄监控区域内的视频，由数据处理模块（204）将辐射数据、环境数据、视频数据经通讯模块（205）发给控制中心（4）；
控制中心（4）根据便携式个人应急装置（1）和固定监测装置（2）发来的实时数据，在电子地图上建立厂区内实时更新的辐射数据地图，并发送给便携式个人应急装置（1）；
控制中心（4）对便携式个人应急装置（1）和固定监测装置（2）传送来的辐射数据进行判断，发现辐射剂量超标时，根据多点数据综合分析，确定核泄漏的发生位置，发送给每个便携式个人应急装置（1），并由报警模块（106）进行报警；
紧急避难所（3）包括防辐射服（301）、医药箱（302）、食物与饮水（303）、通讯装置（304）；现场工作人员在紧急避难所（3）获取防辐射服（301），利用医药箱（302）进行受伤后的紧急处置，利用通讯装置（304）与控制中心（4）保持联络，在安全撤退路径切断被困后利用食物与饮水（303）等待救援。
2.根据权利要求1所述的核电站核应急系统，其特征在于：辐射测量模块（201）对现场的核辐射指标监测包括γ辐射剂量率、总α和总β，环境指标采集模块（202）对现场的环境指标监测包括温度、湿度、VOC和气压，视频采集模块（203）对现场的监测包括烟雾、火焰。
3.根据权利要求1所述的核电站核应急系统，其特征在于：控制中心（4）结合核电站其他自动化监测设备传来的数据，为每个便携式个人应急装置（1）根据其所处的位置规划安全撤退路径，根据紧急避难所（3）的位置规划紧急避难路径，并发送给每个便携式个人应急装置（1），在显示模块（104）的电子地图上显示。
4.根据权利要求3所述的核电站核应急系统，其特征在于：控制中心（4）在规划紧急避难路径时，根据各个便携式个人应急装置（1）发来的位置信息，以及紧急避难所（3）中的防辐射服（301）存量信息进行优化配置；并将各紧急避难所（3）的各种物资存量实时信息，以及人员运动趋势和目标信息发送到各个便携式个人应急装置（1）上。
5.根据权利要求1所述的核电站核应急系统，其特征在于：现场工作人员通过便携式个人应急装置（1）向控制中心（4）发送伤情信息和请求救援信息；控制中心（4）通过便携式个人应急装置（1）绑定的现场工作人员信息进行人员清点统计、根据便携式个人应急装置（1）传来的位置变化情况，判断现场工作人员的状态，优化调度紧急救援。
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