CN107784791A - 一种用于核电厂的地震灾害监测报警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于核电厂的地震灾害监测报警系统，包括安装于核电厂内各个区域的多个地震加速度传感器和与加速度传感器电缆连接的中央处理机柜，多个地震加速度传感器用于持续监测地震烈度并测量地震加速度值，中央处理机柜用于在地震加速度值达到不同阈值时发送不同级别的报警信号至核电厂主控室以提醒操纵员采取相应措施。本发明提供的用于核电厂的地震灾害监测报警系统，能够在地震工况下提高主控操纵员的确认和响应速度，避免因响应不及时造成核安全事故，同时充分考虑了各项措施以避免因误报警造成误停堆而导致不必要的经济损失。

Description

一种用于核电厂的地震灾害监测报警系统及方法

技术领域

本发明涉及地震监测报警领域，特别涉及一种用于核电厂的地震灾害监测报警系统及方法。

背景技术

根据福岛核事故反馈，在地震工况下，主控操纵员必须迅速采取措施以确保将反应堆控制在安全状态。目前国内在运的核电厂地震仪表系统(KIS系统)，仅有地震事件报警(EVT)送往核电厂主控室，而根据规程，地震事件报警仅仅是警告报警(EVT报警的判断标准是地震加速度传感器测量到的最大地震加速度值大于0.01g)，只有当核电内各个区域的地震烈度达到运行基准地震(OBE，其判断标准是地震加速度传感器测量到的最大地震加速度值大于0.1g)、安全停堆地震(SSE，其判断标准是地震加速度传感器测量到的最大地震加速度值大于0.2g)时主控操纵员才会执行相应的停堆操作，因此在地震工况下，主控操纵员在看到EVT报警后必须安排工作人员到地震监测仪表集中机柜处查看地震强度是否达到OBE/SSE，然后再将信息反馈回核电厂主控室后，才能决定相应的操作。整个过程太长，不能满足地震工况下主控操纵员快速响应的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于核电厂的地震灾害监测报警系统及方法以加快地震工况下主控操纵员的响应速度。

本发明为了达到上述目的，采用的技术方案是：一种用于核电厂的地震灾害监测报警系统，包括安装于核电内各个区域的多个地震加速度传感器和与所述多个加速度传感器电连接的中央处理机柜，多个地震加速度传感器用于持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量地震加速度值，中央处理机柜用于在所述地震加速度值达到不同阈值时发送不同级别的报警信号至核电厂主控室以提醒操纵员采取相应措施，

其中，当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂地震事件报警阈值时，则发送地震事件报警信号至核电厂主控室；当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂运行基准地震阈值时，则发送运行基准地震信号至核电厂主控室；当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂安全停堆地震阈值时，则发送安全停堆地震信号至核电厂主控室。

优选地，所述多个地震加速度传感器包括：

第一组加速度传感器，用于持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量第一组地震加速度值，所述第一组加速度值用于判断是否发生地震；

第二组加速度传感器，用于持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量第二组地震加速度值，所述第二组加速度值用于判断地震烈度是否达到运行基准地震水平和安全停堆地震水平。

优选地，所述中央处理机柜包括：

信号存储模块，用于存储所述第一组加速度值和所述第二组加速度值；

第一信号判断模块，连接于所述信号存储模块，用于判断所述第一组加速度值中是否有大于核电厂地震事件报警阈值的信号，如果有，则发送地震事件报警信号至核电厂主控室，并发送触发信号至第二信号判断模块；

第二信号判断模块，连接于所述信号存储模块和所述第一信号判断模块，用于在所述触发信号的触发下，判断所述第二组加速度值中是否有大于核电厂运行基准地震阈值和核电厂安全停堆地震阈值的信号，如果所述第二组加速度值中有大于所述核电厂运行基准地震阈值的信号，则发送运行基准地震信号至核电厂主控室，如果所述第二组加速度值中有大于所述核电厂安全停堆地震阈值的信号，则发送安全停堆地震信号至核电厂主控室。

优选地，所述中央处理机柜还包括

信号预处理模块，连接于所述信号存储模块，用于对所述第一组加速度值和所述第二组加速度值进行地震特征频带滤波；

信号分析模块，连接于所述信号存储模块，用于计算所述第一组加速度值中和所述第二组加速度值中的最大值，并将所述最大值发送至核电厂主控室。

优选地，所述第一信号判断模块和所述第二信号判断模块为常态失磁的继电器。

相应地，本发明还提供一种用于核电厂的地震灾害监测报警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：由安装于核电内各个区域的多个地震加速度传感器持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量地震加速度值；以及

步骤S2：由与所述多个加速度传感器电连接的中央处理机柜在所述地震加速度值达到不同阈值时发送不同级别的报警信号至核电厂主控室以提醒操纵员采取相应措施，

其中，当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂地震事件报警阈值时，则发送地震事件报警信号至核电厂主控室；当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂运行基准地震阈值时，则发送运行基准地震信号至核电厂主控室；当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂安全停堆地震阈值时，则发送安全停堆地震信号至核电厂主控室。

优选地，所述步骤S1包括：

由第一组加速度传感器持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量第一组地震加速度值，所述第一组加速度值用于判断是否发生地震；以及

由第二组加速度传感器持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量第二组地震加速度值，所述第二组加速度值用于判断地震烈度是否达到运行基准地震水平和安全停堆地震水平。

优选地，所述步骤S2包括：

由信号存储模块接收并存储所述第一组加速度值和所述第二组加速度值；

由第一信号判断模块判断所述第一组加速度值中是否有大于核电厂地震事件报警阈值的信号，如果有，则发送地震事件报警信号至核电厂主控室，并发送触发信号至第二信号判断模块；

如果所述第二信号判断模块收到所述触发信号，则判断所述第二组加速度值中是否有大于核电厂运行基准地震阈值和核电厂安全停堆地震阈值的信号，如果所述第二组加速度值中有大于所述核电厂运行基准地震阈值的信号，则发送运行基准地震信号至核电厂主控室，如果所述第二组加速度值中有大于所述核电厂安全停堆地震阈值的信号，则发送安全停堆地震信号至核电厂主控室。

优选地，在由信号存储模块接收并存储所述第一组加速度值和所述第二组加速度值的所述步骤之前，还包括：

由信号预处理模块对所述第一组加速度值和所述第二组加速度值进行地震特征频带滤波。

优选地，在由信号存储模块接收并存储所述第一组加速度值和所述第二组加速度值的所述步骤之后，还包括：

由信号分析模块计算所述第一组加速度值中和所述第二组加速度值中的最大值，并将所述最大值发送至核电厂主控室。

本发明有如下优点：本发明提供的用于核电厂的地震灾害监测报警系统，能够在地震工况下提高主控操纵员的确认和响应速度，避免因响应不及时造成核安全事故，同时充分考虑了各项措施以避免因误报警造成误停堆而导致不必要的经济损失。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示本发明第一实施例提供的用于核电厂的地震灾害监测报警系统的原理图；

图2所示本发明第二实施例提供的用于核电厂的地震灾害监测报警系统的原理图；

图3所示本发明第三实施例提供的用于核电厂的地震灾害监测报警方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1所示本发明第一实施例提供的用于核电厂的地震灾害监测报警系统的原理图。如图1所示，本发明的用于核电厂的地震灾害监测报警系统包括安装于核电内各个区域的多个加速度传感器10-1～10～n和与所述多个加速度传感器电连接的中央处理机柜20，其中，n为大于1的自然数，进一步地，在实际应用中n为6，即包括6个加速度传感器。在本发明一实施例中，多个加速度传感器10-1～10～n用于持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量地震加速度值，测量得到的多个地震加速度值被传送到中央处理机柜20，由中央处理机柜20在地震加速度值达到不同阈值时发送不同级别的报警信号至核电厂主控室以提醒操纵员采取相应措施。

具体地，中央处理机柜20判断接收到的地震加速度值是否大于0.01g(即核电厂地震事件报警阈值，发生地震事件的地震加速度阈值)，如果地震加速度值大于0.01g，则发送地震事件报警信号至核电厂主控室；中央处理机柜20还判断接收到的地震加速度值是否大于0.1g(即核电厂运行基准地震阈值，即已经影响核电厂正常运行的地震加速度阈值)，如果地震加速度值大于0.1g，则发送运行基准地震信号至核电厂主控室；中央处理机柜20还判断接收到的地震加速度值是否大于0.2g(即核电厂安全停堆地震阈值，即需要进行安全停堆的地震加速度阈值)，如果地震加速度值大于0.2g，则发送安全停堆地震信号至核电厂主控室。

本实施例提供的用于核电厂的地震灾害监测报警系统，能够在不同地震工况下，发送不同级别的报警信号至核电厂主控室，由此加速主控操纵员的的确认和响应速度，避免因响应不及时造成核安全事故。

实施例二

图2所示本发明第二实施例提供的用于核电厂的地震灾害监测报警系统的原理图。如图2所示，为了避免单个传感器故障导致EVT、OBE和SSE报警被同时触发，在本实施例中将多个加速度传感器分为第一组加速度传感器11和第二组加速度传感器12，以使触发EVT报警和OBE、SSE报警的加速度值由不同的加速度传感器采集。具体地，第一组加速度传感器11用于持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量第一组地震加速度值，第一组加速度值用于判断是否发生地震，即是否会发生EVT报警；第二组加速度传感器12用于持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量第二组地震加速度值，第二组加速度值用于判断地震烈度是否达到运行基准地震水平和安全停堆地震水平，即是否会发生OBE报警和SSE报警。

如图2所示，在本实施例中，中央处理机柜20包括信号预处理模块21、信号存储模块22、第一信号判断模块23、第二信号判断模块24和信号分析模块25。信号预处理模块21连接于信号存储模块22，信号存储模块22连接于一信号判断模块23、第二信号判断模块24和信号分析模块25，第一信号判断模块23连接于第二信号判断模块24。

进一步地，信号预处理模块21用于对第一组加速度值和第二组加速度值进行地震特征频带滤波，以消除高低频信号的干扰，方便后续的阈值比较，经过滤波处理的原始加速度信号被发送至信号存储模块22进行存储。其中，地震特征频带为0.1-12.5Hz。

进一步地，信号存储模块22用于存储上述经过滤波处理的第一组加速度值和第二组加速度值。

进一步地，第一信号判断模块23用于判断所述第一组加速度值中是否有大于核电厂地震事件报警阈值的信号，如果有，则发送地震事件报警信号至核电厂主控室，并发送触发信号至第二信号判断模块24。在所述触发信号的触发下，第二信号判断模块24判断所述第二组加速度值中是否有大于核电厂运行基准地震阈值和核电厂安全停堆地震阈值的信号，如果所述第二组加速度值中有大于所述核电厂运行基准地震阈值的信号，则发送运行基准地震信号至核电厂主控室，如果所述第二组加速度值中有大于所述核电厂安全停堆地震阈值的信号，则发送安全停堆地震信号至核电厂主控室。由此，通过第一信号判断模块和第二信号判断模块的报警联锁机制，使得在EVT报警没有被触发时，不允许触发OBE和SSE报警，避免了误报警情况的发生。其中，核电厂地震事件报警阈值为0.01g(即发生地震事件EVT的地震加速度阈值)，核电厂运行基准地震阈值为0.1g(即运行基准地震事件OBE的地震加速度阈值)，核电厂安全停堆地震阈值为0.2g(即安全停堆地震事件SSE的地震加速度阈值)。

进一步地，信号分析模块25用于计算所述第一组加速度值中和所述第二组加速度值中的最大值，并将所述最大值发送至核电厂主控室，其中，以每一秒为一个统计周期，将第一组加速度值中和第二组加速度值中的最大值发送至核电厂主控室。通过该最大值，使得核电厂主控室的操纵员在地震工况下，在收到OBE和SSE报警后，进一步判断是否确实有超过OBE和SSE阈值的加速度值出现，如果有，则操纵员可以立即采用相应的措施，避免地震事故引发不必要的核安全后果；如果最大值中没有超过OBE和SSE阈值的加速度值，则可判定为误报警。由此，操纵员通过最大值可以立即得知当前的地震加速度峰值，确保对地震灾害的快速判断和快速响应。

进一步地，所述第一信号判断模块23和所述第二信号判断模块24为常态失磁的继电器，以避免继电器故障导致的误报警。

本实施例提供的用于核电厂的地震灾害监测报警系统，不仅能够在地震工况下提高主控操纵员的确认和响应速度，避免因响应不及时造成核安全事故，同时充分考虑了各项措施以避免因误报警造成误停堆而导致不必要的经济损失。

实施例三

图3所示本发明第三实施例提供的用于核电厂的地震灾害监测报警方法的流程图。如图3所示，本发明提供的用于核电厂的地震灾害监测报警方法包括以下步骤：

步骤S1：由多个地震加速度传感器持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量地震加速度值。

进一步地，为了避免单个传感器故障导致EVT、OBE和SSE报警被同时触发，步骤S1包括：

由安装于核电内各个区域的第一组加速度传感器持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量第一组地震加速度值，所述第一组加速度值用于判断是否发生地震；

由第二组加速度传感器持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量第二组地震加速度值，所述第二组加速度值用于判断地震烈度是否达到运行基准地震水平和安全停堆地震水平。

步骤S2：由与所述多个加速度传感器电连接的中央处理机柜在所述地震加速度值达到不同阈值时发送不同级别的报警信号至核电厂主控室以提醒操纵员采取相应措施，

其中，当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂地震事件报警阈值时，则发送地震事件报警信号至核电厂主控室；当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂运行基准地震阈值时，则发送运行基准地震信号至核电厂主控室；当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂安全停堆地震阈值时，则发送安全停堆地震信号至核电厂主控室。

具体地，步骤S2包括：

步骤S21：由信号预处理模块对所述第一组加速度值和所述第二组加速度值进行地震特征频带滤波；

步骤S22：由信号存储模块接收并存储滤波后的所述第一组加速度值和所述第二组加速度值；

步骤S23：由第一信号判断模块判断所述第一组加速度值中是否有大于核电厂地震事件报警阈值的信号，如果有，则前进到步骤S24，如果没有，则返回步骤S21继续监测；

步骤S24：发送地震事件报警信号至核电厂主控室，并发送触发信号至第二信号判断模块；

步骤S25：由第二信号判断模块判断所述第二组加速度值中是否有大于核电厂运行基准地震阈值，如果有，则流程前进到步骤S26，如果没有，则返回步骤S21继续监测；

步骤S26：发送运行基准地震信号至核电厂主控室；

步骤S27：由第二信号判断模块判断所述第二组加速度值中是否有大于核电厂安全停堆地震阈值，如果有，则流程前进到步骤S28，如果没有，则返回步骤S21；

步骤S28：发送安全停堆地震信号至核电厂主控室。

进一步地，在步骤S22之后，还包括由信号分析模块计算所述第一组加速度值中和所述第二组加速度值中的最大值，并将所述最大值发送至核电厂主控室的步骤，以使操纵员通过最大值可以立即得知当前的地震加速度峰值，确保对地震灾害的快速判断和快速响应。

有利地，本发明提供的用于核电厂的地震灾害监测报警系统和方法，能够在地震工况下提高主控操纵员的确认和响应速度，避免因响应不及时造成核安全事故，同时充分考虑了各项措施以避免因误报警造成误停堆而导致不必要的经济损失。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种用于核电厂的地震灾害监测报警系统，其特征在于，包括安装于核电厂内各个区域的多个地震加速度传感器和与所述加速度传感器电缆连接的中央处理机柜，多个地震加速度传感器用于持续监测核电厂周边的地震烈度并测量地震加速度值，中央处理机柜用于在所述地震加速度值达到不同阈值时发送不同级别的报警信号至核电厂主控室以提醒操纵员采取相应措施，

其中，当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂地震事件报警阈值时，则发送地震事件报警信号至核电厂主控室；当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂运行基准地震阈值时，则发送运行基准地震信号至核电厂主控室；当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂安全停堆地震阈值时，则发送安全停堆地震信号至核电厂主控室。

2.根据权利要求1所述的用于核电厂的地震灾害监测报警系统，其特征在于，所述多个地震加速度传感器包括：

第一组加速度传感器，用于持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量第一组地震加速度值，所述第一组加速度值用于判断是否发生地震；

第二组加速度传感器，用于持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量第二组地震加速度值，所述第二组加速度值用于判断地震烈度是否达到运行基准地震水平和安全停堆地震水平。

3.根据权利要求2所述的用于核电厂的地震灾害监测报警系统，其特征在于，所述中央处理机柜包括：

信号存储模块，用于存储所述第一组加速度值和所述第二组加速度值；

第一信号判断模块，连接于所述信号存储模块，用于判断所述第一组加速度值中是否有大于所述核电厂地震事件报警阈值的信号，如果有，则发送所述地震事件报警信号至核电厂主控室，并发送触发信号至第二信号判断模块；

第二信号判断模块，连接于所述信号存储模块和所述第一信号判断模块，用于在所述触发信号的触发下，判断所述第二组加速度值中是否有大于所述核电厂运行基准地震阈值或所述核电厂安全停堆地震阈值的信号，如果所述第二组加速度值中有大于所述核电厂运行基准地震阈值的信号，则发送所述运行基准地震信号至核电厂主控室，如果所述第二组加速度值中有大于所述核电厂安全停堆地震阈值的信号，则发送所述安全停堆地震信号至核电厂主控室。

4.根据权利要求3所述的用于核电厂的地震灾害监测报警系统，其特征在于，所述中央处理机柜还包括

信号预处理模块，连接于所述信号存储模块，用于对所述第一组加速度值和所述第二组加速度值进行地震特征频带滤波；

信号分析模块，连接于所述信号存储模块，用于计算所述第一组加速度值中和所述第二组加速度值中的最大值，并将所述最大值发送至核电厂主控室。

5.根据权利要求3所述的用于核电厂的地震灾害监测报警系统，其特征在于，所述第一信号判断模块和所述第二信号判断模块为常态失磁的继电器。

6.一种用于核电厂的地震灾害监测报警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：由安装于核电内各个区域的多个地震加速度传感器持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量地震加速度值；以及

步骤S2：由与所述多个加速度传感器电连接的中央处理机柜在所述地震加速度值达到不同阈值时发送不同级别的报警信号至核电厂主控室以提醒操纵员采取相应措施，

其中，当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂地震事件报警阈值时，则发送地震事件报警信号至核电厂主控室；当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂运行基准地震阈值时，则发送运行基准地震信号至核电厂主控室；当所述中央处理机柜判断接收到的地震加速度值大于核电厂安全停堆地震阈值时，则发送安全停堆地震信号至核电厂主控室。

7.根据权利要求6所述的用于核电厂的地震灾害监测报警方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

由第一组加速度传感器持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量第一组地震加速度值，所述第一组加速度值用于判断是否发生地震；以及

由第二组加速度传感器持续监测核电内各个区域的地震烈度并测量第二组地震加速度值，所述第二组加速度值用于判断地震烈度是否达到运行基准地震水平和安全停堆地震水平。

8.根据权利要求7所述的用于核电厂的地震灾害监测报警方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

由信号存储模块接收并存储所述第一组加速度值和所述第二组加速度值；

由第一信号判断模块判断所述第一组加速度值中是否有大于所述核电厂地震事件报警阈值的信号，如果有，则发送所述地震事件报警信号至核电厂主控室，并发送触发信号至第二信号判断模块；

如果所述第二信号判断模块收到所述触发信号，则判断所述第二组加速度值中是否有大于所述核电厂运行基准地震阈值或所述核电厂安全停堆地震阈值的信号，如果所述第二组加速度值中有大于所述核电厂运行基准地震阈值的信号，则发送所述运行基准地震信号至核电厂主控室，如果所述第二组加速度值中有大于所述核电厂安全停堆地震阈值的信号，则发送所述安全停堆地震信号至核电厂主控室。

9.根据权利要求8所述的用于核电厂的地震灾害监测报警方法，其特征在于，在由信号存储模块接收并存储所述第一组加速度值和所述第二组加速度值的所述步骤之前，还包括：

由信号预处理模块对所述第一组加速度值和所述第二组加速度值进行地震特征频带滤波。

10.根据权利要求8所述的用于核电厂的地震灾害监测报警方法，其特征在于，在由信号存储模块接收并存储所述第一组加速度值和所述第二组加速度值的所述步骤之后，还包括：

由信号分析模块计算所述第一组加速度值中和所述第二组加速度值中的最大值，并将所述最大值发送至核电厂主控室。