CN114023476B - 一种核电厂数字化控制室运行画面的形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种核电厂数字化控制室运行画面的形成方法，包括：根据核电厂的工艺流程和管线布置，形成工艺流程的系统画面；根据核电厂的功能监控需求，形成功能监控画面；根据核电厂的质量和能量传递流程，形成全局监视画面；根据操纵员要执行的任务开展操作序列的分析，确定任务执行的操作步骤及每步操作所需的设备的监控信息，将所需的监控信息依次排列形成任务支持画面，本发明所提供的方法可以用于满足核电厂不同工况运行需求的画面设计，便于操纵员的理解，能够为主要功能提供必要的辅助支持，便于了解设备和安全专设的状态，任务支持画面可以根据任务所需监控的信息量进行切割，用于核电厂正常工况下常用的或事故后快速响应的顺序任务执行。
Description
技术领域
本发明属于核电厂控制室设计领域，具体涉及一种核电厂数字化控制室运行画面的形成方法。
背景技术
核电厂主控制室操纵员利用控制室的人机接口监控核电厂的生产过程，对整个核电厂安全发电起着举足轻重的作用。对于数字化控制室，操纵员主要通过计算机化工作站上的运行画面完成监控任务。数字化控制室利用其优势，能够在控制室中给操纵员提供更多的电厂信息，而且可以将电厂信息详细地呈现出来。来自核电厂的上万个信息集中在几台显示器上，能够同时为操纵员提供的画面和信息数量有限，容易导致操纵员出现“钥匙孔”现象，即只能看到部分信息，从而影响操纵员对电厂的态势感知和控制能力。良好的运行画面设计需要同时考虑多种因素：1：操纵员对全局状态的获取能力；2：操纵员获取画面和信息的便捷程度；3：操纵员任务执行的便利程度；4：操纵员对于画面信息的认知特性。上述因素彼此之间相互影响，很难同时兼顾。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种核电厂数字化控制室运行画面的形成方法。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种核电厂数字化控制室运行画面的形成方法，包括以下步骤：
步骤(1)、根据核电厂的工艺流程和管线布置，形成工艺流程的系统画面；
步骤(2)、根据核电厂的功能的监控信息，形成功能监控画面；
步骤(3)、根据核电厂的质量和能量传递流程，形成全局监视画面；
步骤(4)、根据操纵员要执行的任务开展操作序列的分析，确定任务执行的操作步骤及每步操作所需的设备的监控信息，将所需的设备的监控信息依次排列形成任务支持画面。
进一步，步骤(1)具体包括：
将核电厂的管线布置分为主管线和分支管线；
将主管线上的工艺流程分为主工艺流程，将分支管线上的工艺流程分为副工艺流程；
确定主管线和分支管线上的设备；
结合每个管线的连接关系和管线上的设备，形成相对应的系统画面。
进一步，步骤(2)具体包括：
确定每个功能的监控信息；
根据每个功能的能量和质量的流动过程，依次布置每个设备；
显示每个功能的监控信息，形成每个功能的功能监控画面。
进一步，监控信息包括名称信息、棒位信息、温度信息、压力信息、流量信息、液位信息和设备状态。
进一步，步骤(3)具体包括：
获得核电厂的热量传递流程；
将每个设备按照热量传递流程依次布置；
显示每个设备和流程管线参数，形成全局监视画面。
进一步，设备的监控信息的排列方向为从上到下或者从左到右。
进一步，核电厂数字化控制室运行画面的形成方法还包括：
步骤(5)、根据系统画面、功能监控画面、全局监视画面和任务支持画面形成相对应的链接，将链接依次布置，形成导航画面。
进一步，步骤(5)具体包括：
获取系统画面形成相对应的第一链接；
将第一链接按照字母先后顺序依次布置形成二级导航画面；
获取功能监控画面、全局监视画面、任务支持画面和二级导航画面形成相对应的第二链接；
将第二链接按照从上到下的树状结构显示形成一级导航画面。
本发明提供的核电厂数字化控制室运行画面的形成方法，其有益效果体现在：
第一，本发明所提供的方法可以用于满足核电厂不同工况运行需求的画面设计；
第二，根据核电厂的工艺流程和管线布置，形成工艺流程的系统画面，便于操纵员的理解；
第三，根据核电厂的设备的监控信息，形成功能监控画面，能够为主要功能提供必要的辅助支持；
第四，根据核电厂的热量传递流程，形成全局监视画面，完成核电厂全局状态的总体展示，便于了解设备和安全专设的状态；
第五，根据操纵员要执行的任务开展操作序列的分析，确定任务执行的操作步骤及每步操作所需的设备的监控信息，将所需的设备的监控信息依次排列形成任务支持画面，务支持画面可以根据任务所需监控的信息量进行切割，一个任务由多个任务支持画面实现或多个任务放在一张任务支持画面中，任务画面一般用于核电厂正常工况下常用的或事故后需要快速响应的顺序任务执行。
附图说明
图1是本发明的核电厂数字化控制室运行画面的形成方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
如图1所示，本实施例提供一种核电厂数字化控制室运行画面的形成方法，包括以下步骤：
步骤(1)、根据核电厂的工艺流程和管线布置，形成工艺流程的系统画面；在本实施例的步骤(1)中，首先确定整个核电厂分的系统的管路。例如，某一核电厂的主给水系统，用于为所有蒸汽发生器提供给水，该系统通过给水母管上的调节阀调节给水流量，并在各支路蒸汽发生器模块前设置支路的调节阀和隔离阀，用于各蒸汽发生器模块的隔离、定期试验和疏水等功能。
接着在设计该系统画面时，用该系统的布置母管和布置母管上的调节阀及相关仪表参数信息，形成工艺流程的主系统画面，用于系统的总体控制。后续布置母管旁连接的其他支路和该支路上的各蒸汽发生器模块信息形成若干张分支系统画面。第一张画面上设置有到分支系统画面的链接。
也即是说，在设计核电厂的系统时，结合核电厂的管线布置将该系统分为主管线和分支管线；将主管线上的工艺流程分为主工艺流程，将分支管线上的工艺流程分为副工艺流程；接着确定主管线和分支管线上的设备；结合每个管线的连接关系和管线上的设备，形成相对应的系统画面。
步骤(2)、根据核电厂的功能的监控信息，形成功能监控画面；在本实施例的步骤(2)中，首先确定每个功能的监控信息，并将这些信息按照能量和质量流动过程布置。监控信息包括名称信息、棒位信息、温度信息、压力信息、流量信息和液位信息。接着显示每个设备的监控信息，形成每个功能的功能监控画面。值得注意的是，上述信息的排列方向为从上到下或者从左到右按照能量和质量流动过程摆放。
步骤(3)、根据核电厂的热量传递流程，形成全局监视画面；在本实施例的步骤(3)中，需要将核电厂从堆芯到汽轮发电机组的热量传递流程、主要参数和设备按照从左到右的顺序布置。具体来说，首先获得核电厂的热量传递流程，例如一个核电厂的全局监视画面共包含：反应性与控制棒、一回路、二回路、三回路和汽轮发电机组五张画面。以三回路为例，其热量传递流程，可以获得蒸汽发生器的给水蒸汽母管、汽轮机进汽、凝汽器、除氧器和启停系统等三回路主系统、设备和参数，并将每个设备按照热量传递流程从左至右在画面中依次布置，并且显示每个设备的热量参数，形成全局监视画面。
步骤(4)、根据操纵员要执行的任务开展操作序列的分析，确定任务执行的操作步骤及每步操作所需的设备的监控信息，将所需的设备的监控信息依次排列形成任务支持画面。具体来说，任务支持画面的设置可以根据任务需求确定。一般情况下，选取核电厂正常工况下常用的或事故后需要快速响应的顺序任务设计相应的任务支持画面。以某核电厂操纵员的过热器切除任务为例，其需要：
1.关闭蒸发器到过热器的联络阀：EC组控；
2.关闭过热器出口电动隔离阀：EC组控；
3.关闭过热器入口电动排气阀：EC组控；
4.确认蒸发器和过热器入口压力：参数监视；
5.打开电动疏水阀：EC组控；
6.关闭过热器出口快速隔离阀：单个阀门控制。
在任务支持画面设计时，需要将上述信息按照操作顺序布置。
步骤(5)、根据系统画面、功能监控画面、全局监视画面和任务支持画面形成相对应的链接，将链接依次布置，形成导航画面。在本实施例的步骤(5)中，先要获取系统画面形成相对应的第一链接，并将第一链接按照字母先后顺序依次布置形成二级导航画面；接着获取功能监控画面、全局监视画面、任务支持画面和二级导航画面形成相对应的第二链接，将第二链接按照从上到下的树状结构显示形成一级导航画面。导航画面既是运行画面的入口，同时也提供了运行画面的总体结构，为操纵员理解画面体系提供了支持。
本领域技术人员应该明白，本发明的方法和系统并不限于具体实施方式中的实施例，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种核电厂数字化控制室运行画面的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)、根据核电厂的工艺流程和管线布置，形成所述工艺流程的系统画面；
步骤(2)、根据核电厂的功能监控需求，形成功能监控画面；
步骤(3)、根据核电厂的质量和能量传递流程，形成全局监视画面；
步骤(4)、根据操纵员要执行的任务开展操作序列的分析，确定任务执行的操作步骤及每步操作所需的设备的监控信息，将所需的设备的监控信息依次排列形成任务支持画面；
所述步骤(2)具体包括：
确定每个所述功能的监控信息；
根据每个所述功能的能量和质量的流动过程，依次布置每个所述设备；
显示每个所述功能的监控信息，形成每个设备的功能监控画面；
所述步骤(3)具体包括：
获得所述核电厂的质量和能量传递流程；
将每个所述设备按照所述质量和能量传递流程依次布置；
显示每个所述设备和流程管线的参数，形成全局监视画面。
2.如权利要求1所述的核电厂数字化控制室运行画面的形成方法，其特征在于，步骤(1)具体包括：
将所述核电厂的管线布置分为主管线和分支管线；
将所述主管线上的工艺流程分为主工艺流程，将所述分支管线上的工艺流程分为副工艺流程；
确定所述主管线和所述分支管线上的设备；
结合每个所述管线的连接关系和所述管线上的设备，形成相对应的系统画面。
3.如权利要求1所述的核电厂数字化控制室运行画面的形成方法，其特征在于，所述监控信息包括名称信息、棒位信息、温度信息、压力信息、流量信息、液位信息和设备状态。
4.如权利要求1所述的核电厂数字化控制室运行画面的形成方法，其特征在于，所述设备的监控信息的排列方向为从上到下或者从左到右。
5.如权利要求1～4任一项所述的核电厂数字化控制室运行画面的形成方法，其特征在于，还包括：
步骤(5)、根据所述系统画面、所述功能监控画面、所述全局监视画面和所述任务支持画面形成相对应的链接，将所述链接依次布置，形成导航画面。
6.如权利要求5所述的核电厂数字化控制室运行画面的形成方法，其特征在于，步骤(5)具体包括：
获取所述系统画面形成相对应的第一链接；
将所述第一链接按照字母先后顺序依次布置形成二级导航画面；
获取所述功能监控画面、所述全局监视画面、所述任务支持画面和所述二级导航画面形成相对应的第二链接；
将所述第二链接按照从上到下的树状结构显示形成一级导航画面。
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