CN111354165A - 核电厂地震预警与监测系统及方法 - Google Patents

核电厂地震预警与监测系统及方法 Download PDF

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CN111354165A CN201911126935.3A CN201911126935A CN111354165A CN 111354165 A CN111354165 A CN 111354165A CN 201911126935 A CN201911126935 A CN 201911126935A CN 111354165 A CN111354165 A CN 111354165A
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Abstract

本发明公开了一种核电厂地震预警与监测系统及方法。该系统包括用于在地震到达核电厂前发出地震预警的地震预警系统和用于反应核电厂结构及设备受到的地震动实际影响的地震监测系统；所述地震预警系统包括：预警信息接收模块，用于接收地震台网中心发出的地震预警信息；预警信息发送模块，用于将达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块；主控室地震预警模块，用于在主控室内发出地震预警声光警报。与现有技术相比，本发明核电厂地震预警与监测系统可将地震预警信息和核电厂地震监测信息有效地融合在一起，两个系统相互独立，相互佐证，既为可能来临的地震提供预警，也避免了无谓的停堆停机操作。

Description

核电厂地震预警与监测系统及方法
技术领域
本发明属于核电厂地震监测技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电厂地震预警与监测系统及方法。
背景技术
根据国家核电厂的抗震设计与鉴定(HAD102-02)要求，我国在建和在役核电厂都设置了地震仪表监测系统(KIS)，该系统用来实时监测地震信息，发出地震报警并实时测量、储存地震数据，以便能对地震后检查核电厂停堆的必要性作出评定，同时，收集有关核电厂结构、系统和部件的动力性状，以评价用于建筑物和设备抗震设计及鉴定的分析方法的适用程度。
但是，地震监测系统只能在地震动已经影响到核电厂区时，发出报警并记录震动信息，却无法实现“预警”功能，主控室操作员和其他工作人员只能在地震动影响到核电厂区后仓促应对，却无法提前做好准备。
“地震预警”是指突发性大震已发生、抢在严重灾害尚未形成之前发出警告并采取措施的行动，抢在地震波传播到设防地区前，向设防地区提前几秒至数十秒发出警报，以减小当地的损失。目前，中国地震局和四川减灾所相继建立了相应的地震监测台网，重大工程处可设置相应预警终端，以便接收地震预警信息。
有鉴于此，确有必要提供一种兼具预警和监测功能的核电厂地震预警与监测系统和方法，以提高了核电厂地震响应的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种兼具预警和监测功能的核电厂地震预警与监测系统和方法，以提高了核电厂地震响应的可靠性。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电厂地震预警与监测系统，其包括用于在地震到达核电厂前发出地震预警的地震预警系统和用于反应核电厂结构及设备受到的地震动实际影响的地震监测系统；
所述地震预警系统包括：
预警信息接收模块，用于接收地震台网中心发出的地震预警信息，并传送给预警信息发送模块；
预警信息发送模块，用于将达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块；
主控室地震预警模块，用于在主控室内发出地震预警声光警报。
作为本发明核电厂地震预警与监测系统的一种改进，所述预警信息发送模块还用于将地震预警信息发送给全厂人员，提醒全厂人员做好相应准备。
作为本发明核电厂地震预警与监测系统的一种改进，所述预警信息接收模块和预警信息发送模块均设置于核电厂应急指挥中心，所述将地震预警信息发送给全厂人员的方式为通过核电厂应急指挥中心设置的应急通讯系统发送给全厂区终端。
作为本发明核电厂地震预警与监测系统的一种改进，所述预警信息发送模块向全厂区终端发送的地震预警信息包括其接收到的全部地震预警信息，所述全厂区终端包括全厂区的广播器、个人手机、宿舍机顶盒中的一项或几项。
作为本发明核电厂地震预警与监测系统的一种改进，所述地震预警信息包括预估地震烈度和到达时间，由地震台网中心根据预存的核电厂经纬度给出。
作为本发明核电厂地震预警与监测系统的一种改进，所述达到设防地震烈度的地震预警信息是指预估地震烈度达到设防地震烈度的地震预警信息；所述预警信息发送模块中预存有核电厂的设防地震烈度，预警信息发送模块接收到预警信息接收模块发送的地震预警信息后，将预估地震烈度与设防地震烈度比较，并将预估地震烈度达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块。
作为本发明核电厂地震预警与监测系统的一种改进，所述地震台网中心还预存有核电厂的地震预警阈值，只有预估地震烈度高于地震预警阈值时，地震台网中心才会向核电厂发出地震预警信息。
作为本发明核电厂地震预警与监测系统的一种改进，所述主控室地震预警模块为独立于核电厂控制系统的报警声光显示装置。
作为本发明核电厂地震预警与监测系统的一种改进，所述地震监测系统包括地震动监测模块、地震动信息处理模块和地震动显示报警模块；其中，地震动监测模块用于监测地震动并向地震动信息处理模块发送地震动信息；地震动信息处理模块用于接收和处理地震动信息，并将处理后的地震动信息发送至地震动显示报警模块；地震动显示报警模块用于显示地震动信息和发出地震动警报。
为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电厂地震预警与监测方法，其包括以下步骤：
接收地震台网中心发出的地震预警信息；
将达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块；
主控室地震预警模块在主控室内发出地震预警声光警报，提醒主控室操作员关注可能的地震动信息，提前做好应对准备；
主控室操作人员在地震预警期间内持续关注地震监测系统的地震动信息，在地震发生后根据地震后规程判定是否启动地震应急响应程序。
作为本发明核电厂地震预警与监测方法的一种改进，在将达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块的同时，还将地震预警信息发送给全厂人员；之后全厂人员根据地震预警信息做好相应准备。
作为本发明核电厂地震预警与监测方法的一种改进，所述将地震预警信息发送给全厂人员的方式为通过核电厂应急指挥中心设置的应急通讯系统将全部地震预警信息发送给全厂区终端。
作为本发明核电厂地震预警与监测方法的一种改进，所述全厂人员根据地震预警信息做好相应准备包括：厂区高空、临海或危险区域工作人员撤离或暂停工作，厂区休息人员做好撤离和应灾准备。
作为本发明核电厂地震预警与监测方法的一种改进，所述主控室操作人员在地震预警期间内持续关注的地震监测系统的地震动信息，是由地震动显示报警模块显示的地震动信息，包括监测点的地震峰值加速度和累积绝对速度。
作为本发明核电厂地震预警与监测方法的一种改进，所述地震预警信息包括预估地震烈度和到达时间，由地震台网中心根据预存的核电厂经纬度给出。
作为本发明核电厂地震预警与监测方法的一种改进，所述达到设防地震烈度的地震预警信息是指预估地震烈度达到设防地震烈度的地震预警信息；将核电厂的设防地震烈度预存在所述预警信息发送模块中，预警信息发送模块接收到预警信息接收模块发送的地震预警信息后，将预估地震烈度与设防地震烈度比较，并将预估地震烈度达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块。
作为本发明核电厂地震预警与监测方法的一种改进，所述方法还包括：地震预警解除后，根据地震的实际发生情况妥善处理相关事宜；所述地震预警解除是指地震预警信息中的到达时间结束，地震波到达核电厂。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1)首次将地震预警系统引入核电厂，并给出了地震预警系统与地震监测系统相结合预警监测方法，提高了核电厂地震响应的可靠性；
2)解决了国家地震预警与速报系统在核电厂的示范应用问题，地震预警系统与监测系统相互独立，互不影响，但警报信息可相互佐证，提高了核电厂地震响应的可靠性；
3)地震预警信息来源于国家地震监测部门，无需单独在核电厂周围设置地震动监测台网，减少了改造成本和电厂投入，且地震预警信息可靠性更强；
4)提供了全厂广播、手机短信、电视机顶盒等多种预警方式，最大范围地通知到电厂内每一个人，为电厂内全体人员提供一定的地震前预警时间，可大大降低强震期间非核事故的其他工业事故和人员伤亡。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电厂地震预警与监测系统和方法进行详细说明，其中：
图1为本发明核电厂地震预警与监测系统的一个实施例的模块框图。
图2为本发明的地震预警系统的模块框图。
图3为本发明的地震监测系统的模块框图。
图4为本发明核电厂地震预警与监测系统的应用实例图。
图5为本发明核电厂地震预警与监测方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1所示的实施例，本发明核电厂地震预警与监测系统包括用于在地震到达核电厂前发出地震预警的地震预警系统10和用于反应核电厂结构及设备受到的地震动实际影响的地震监测系统20。
请参阅图2，地震预警系统10包括预警信息接收模块12、预警信息发送模块14、主控室地震预警模块16和全厂区终端18。
预警信息接收模块12，用于接收地震台网中心60发出的地震预警信息，并传送给预警信息发送模块14。具体地，地震预警信息包括预估地震烈度和到达时间，优选为还包括震中距，由中国地震台网中心60根据预存的核电厂经纬度给出。本发明基于中国现有的地震台网中心60建立核电厂地震预警系统，无需单独在核电厂周围布设地震动监测仪表。需要说明的是，地震台网中心60还预存有核电厂的地震预警阈值，只有预估地震烈度高于地震预警阈值时，地震台网中心60才会向核电厂发出地震预警信息。
预警信息发送模块14，用于将达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块16。具体地，达到设防地震烈度的地震预警信息是指预估地震烈度达到设防地震烈度的地震预警信息。预警信息发送模块14中预存有核电厂的设防地震烈度，预警信息发送模块14接收到预警信息接收模块12发送的地震预警信息后，将预估地震烈度与设防地震烈度比较，并将预估地震烈度达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块16。
主控室地震预警模块16，用于在主控室内发出地震预警声光警报。主控室地震预警模块16为独立于核电厂控制系统的报警声光显示装置。地震预警声光警报主要用于提醒主控室操作员关注可能的地震信息，提前做好应对准备。
预警信息发送模块14还用于将地震预警信息发送给全厂人员，提醒全厂人员做好相应准备。具体地，将地震预警信息发送给全厂人员的方式是通过通讯系统发送给全厂区终端18。预警信息发送模块14向全厂区终端18发送的地震预警信息包括其接收到的全部地震预警信息，即达到设防地震烈度和未达到设防地震烈度的地震预警信息全部都会发送给全厂区终端18。
请参阅图4，在本发明的一个优选实施方式中，预警信息接收模块12为接收装置120，预警信息发送模块14为路由器140。接收装置120和路由器140 均设置于核电厂应急指挥中心。主控室地震预警模块16为设于主控室的报警终端160。路由器140将地震预警信息发送给全厂人员的方式为通过核电厂应急指挥中心设置的应急通讯系统142发送给全厂区终端18。以下对图4进行详细说明。
接收装置120接收地震台网中心60发出的地震预警信息，并将其发送给路由器140。接收装置120根据地震台网中心60发出地震预警信息的具体方式，设置合适的接收方式，如2G、3G、4G、5G或卫星通信方式等。接收装置120 将地震预警信息发送给路由器140的方式可以是电缆、光缆、WiFi等多种。
路由器140对地震预警信息进行筛选和路由分配，分配方式为将达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室的报警终端160，同时将全部地震预警信息发送给应急通讯系统142，应急通讯系统142分别通过广播、手机短信、机顶盒网络等方式，向全厂区终端18发送地震预警信息。全厂区终端18包括但不限于全厂区的广播器180、个人手机182、宿舍机顶盒184中的一项或几项。
通过以上描述可知，本发明的地震预警系统10可提前将地震预警信息告知核电厂主控室操作人员和主控室外的全厂人员，及时提醒主控操作人员关注核电厂地震监测系统，排除其他干扰，并且及时提醒厂区高空、临海或危险区域工作人员撤离或暂停工作，及时通知厂区休息人员做好撤离和应灾准备。
请参阅图3，所述地震监测系统20包括地震动监测模块22、地震动信息处理模块24和地震动显示报警模块26。
地震动监测模块22，用于监测地震动并向地震动信息处理模块24发送地震动信息。在图4所示实施方式中，地震动监测模块22为设于核电厂中各个地震监测点的多个地震动监测传感器220。
地震动信息处理模块24，用于接收和处理地震动信息，并将处理后的地震动信息发送至地震动显示报警模块26。在图4所示实施方式中，地震动信息处理模块24设于相关的数据处理机柜240中。
地震动显示报警模块26，设置于核电厂主控室，用于显示地震动信息和发出地震动警报。在图4所示实施方式中，地震动显示报警模块26为设于主控室的地震动显示报警终端260，例如显示器、报警器等。
与现有技术相比，本发明核电厂地震预警与监测系统可将地震预警信息和核电厂地震监测信息有效地融合在一起，两个系统相互独立，相互佐证，既为可能来临的地震提供预警，也避免了无谓的停堆停机操作。
请参阅图5，本发明核电厂地震预警与监测方法包括以下步骤。
步骤S11，接收地震台网中心60发出的地震预警信息。地震预警信息包括预估地震烈度和到达时间，优选为包括震中距，由中国地震台网中心60根据核电厂的经纬度给出。具体地，地震台网中心根据监测台网数据，结合预存的核电厂经纬度等信息，计算核电厂区域的震中距、预估地震烈度和到达时间等地震预警信息，并通过2G、3G、4G、5G或卫星通信方式将地震预警信息发送给核电厂的预警信息接收模块。地震台网中心60还预存有核电厂的地震预警阈值，只有预估地震烈度高于地震预警阈值时，地震台网中心60才会向核电厂发出地震预警信息。
步骤S12，将达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块 16。具体地，达到设防地震烈度的地震预警信息是指预估地震烈度达到设防地震烈度的地震预警信息。预警信息发送模块14中预存有核电厂的设防地震烈度，预警信息发送模块14接收到预警信息接收模块12发送的地震信息后，将预估地震烈度与设防地震烈度比较，并将预估地震烈度达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块16。
步骤S13，主控室地震预警模块16在主控室内发出地震预警声光警报，提醒主控室操作员关注可能的地震动信息，提前做好应对准备。主控室地震预警模块16为独立于核电厂控制系统的报警声光显示装置。
步骤S14，主控室操作人员在地震预警期间内持续关注地震监测系统的地震动信息，在地震发生后根据地震后规程判定是否启动地震应急响应程序。具体地，地震监测系统的地震动信息是由地震动显示报警模块26显示的，包括但不限于监测点的地震峰值加速度(PGA)和累积绝对速度(CAV)。
步骤S16，将地震预警信息发送给全厂人员，提醒全厂人员做好相应准备，此步骤与步骤S12同时进行。具体地，将地震预警信息发送给全厂人员的方式是预警信息发送模块14通过通讯系统发送给全厂区终端18。预警信息发送模块 14向全厂区终端18发送的地震预警信息包括全部地震预警信息，即达到设防地震烈度和未达到设防地震烈度的地震预警信息全部都会发送给全厂区终端18。
步骤S17，全厂人员根据地震预警信息做好相应准备，包括但不限于：厂区高空、临海或危险区域工作人员撤离或暂停工作，厂区休息人员做好撤离和应灾准备。
步骤S19，地震预警解除后，根据地震的实际发生情况妥善处理相关事宜。所述地震预警解除是指地震预警信息中的到达时间结束，地震波到达核电厂。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1)首次将地震预警系统引入核电厂，并给出了地震预警系统与地震监测系统相结合预警监测方法，提高了核电厂地震响应的可靠性；
2)解决了国家地震预警与速报系统在核电厂的示范应用问题，地震预警系统与监测系统相互独立，互不影响，但警报信息可相互佐证，提高了核电厂地震响应的可靠性；
3)地震预警信息来源于国家地震监测部门，无需单独在核电厂周围设置地震动监测台网，减少了改造成本和电厂投入，且地震预警信息可靠性更强；
4)提供了全厂广播、手机短信、电视机顶盒等多种预警方式，最大范围地通知到电厂内每一个人，为电厂内全体人员提供一定的地震前预警时间，可大大降低强震期间非核事故的其他工业事故和人员伤亡。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (17)

1.一种核电厂地震预警与监测系统，其特征在于，包括用于在地震到达核电厂前发出地震预警的地震预警系统和用于反应核电厂结构及设备受到的地震动实际影响的地震监测系统；
所述地震预警系统包括：
预警信息接收模块，用于接收地震台网中心发出的地震预警信息，并传送给预警信息发送模块；
预警信息发送模块，用于将达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块；
主控室地震预警模块，用于在主控室内发出地震预警声光警报。
2.根据权利要求1所述的核电厂地震预警与监测系统，其特征在于：所述预警信息发送模块还用于将地震预警信息发送给全厂人员，提醒全厂人员做好相应准备。
3.根据权利要求2所述的核电厂地震预警与监测系统，其特征在于：所述预警信息接收模块和预警信息发送模块均设置于核电厂应急指挥中心，所述将地震预警信息发送给全厂人员的方式为通过核电厂应急指挥中心设置的应急通讯系统发送给全厂区终端。
4.根据权利要求2所述的核电厂地震预警与监测系统，其特征在于：所述预警信息发送模块向全厂区终端发送的地震预警信息包括其接收到的全部地震预警信息，所述全厂区终端包括全厂区的广播器、个人手机、宿舍机顶盒中的一项或几项。
5.根据权利要求1所述的核电厂地震预警与监测系统，其特征在于：所述地震预警信息包括预估地震烈度和到达时间，由地震台网中心根据预存的核电厂经纬度给出。
6.根据权利要求5所述的核电厂地震预警与监测系统，其特征在于：所述达到设防地震烈度的地震预警信息是指预估地震烈度达到设防地震烈度的地震预警信息；所述预警信息发送模块中预存有核电厂的设防地震烈度，预警信息发送模块接收到预警信息接收模块发送的地震预警信息后，将预估地震烈度与设防地震烈度比较，并将预估地震烈度达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块。
7.根据权利要求5所述的核电厂地震预警与监测系统，其特征在于：所述地震台网中心还预存有核电厂的地震预警阈值，只有预估地震烈度高于地震预警阈值时，地震台网中心才会向核电厂发出地震预警信息。
8.根据权利要求1所述的核电厂地震预警与监测系统，其特征在于：所述主控室地震预警模块为独立于核电厂控制系统的报警声光显示装置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的核电厂地震预警与监测系统，其特征在于：所述地震监测系统包括地震动监测模块、地震动信息处理模块和地震动显示报警模块；其中，地震动监测模块用于监测地震动并向地震动信息处理模块发送地震动信息；地震动信息处理模块用于接收和处理地震动信息，并将处理后的地震动信息发送至地震动显示报警模块；地震动显示报警模块用于显示地震动信息和发出地震动警报。
10.一种核电厂地震预警与监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收地震台网中心发出的地震预警信息；
将达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块；
主控室地震预警模块在主控室内发出地震预警声光警报，提醒主控室操作员关注可能的地震动信息，提前做好应对准备；
主控室操作人员在地震预警期间内持续关注地震监测系统的地震动信息，在地震发生后根据地震后规程判定是否启动地震应急响应程序。
11.根据权利要求10所述的核电厂地震预警与监测方法，其特征在于：在将达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块的同时，还将地震预警信息发送给全厂人员；之后全厂人员根据地震预警信息做好相应准备。
12.根据权利要求11所述的核电厂地震预警与监测方法，其特征在于：所述将地震预警信息发送给全厂人员的方式为通过核电厂应急指挥中心设置的应急通讯系统将全部地震预警信息发送给全厂区终端。
13.根据权利要求11所述的核电厂地震预警与监测方法，其特征在于：所述全厂人员根据地震预警信息做好相应准备包括：厂区高空、临海或危险区域工作人员撤离或暂停工作，厂区休息人员做好撤离和应灾准备。
14.根据权利要求10所述的核电厂地震预警与监测方法，其特征在于：所述主控室操作人员在地震预警期间内持续关注的地震监测系统的地震动信息，是由地震动显示报警模块显示的地震动信息，包括监测点的地震峰值加速度和累积绝对速度。
15.根据权利要求10所述的核电厂地震预警与监测方法，其特征在于：所述地震预警信息包括预估地震烈度和到达时间，由地震台网中心根据预存的核电厂经纬度给出。
16.根据权利要求15所述的核电厂地震预警与监测方法，其特征在于：所述达到设防地震烈度的地震预警信息是指预估地震烈度达到设防地震烈度的地震预警信息；将核电厂的设防地震烈度预存在所述预警信息发送模块中，预警信息发送模块接收到预警信息接收模块发送的地震预警信息后，将预估地震烈度与设防地震烈度比较，并将预估地震烈度达到设防地震烈度的地震预警信息发送给主控室地震预警模块。
17.根据权利要求15或16中任一项所述的核电厂地震预警与监测方法，其特征在于：所述方法还包括：地震预警解除后，根据地震的实际发生情况妥善处理相关事宜；所述地震预警解除是指地震预警信息中的到达时间结束，地震波到达核电厂。
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