CN114496327A - 一种构建核电厂工作安全边界的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核电厂运行管理技术领域，具体公开了一种构建核电厂工作安全边界的方法。该方法具体包括：建立核电厂不同系统和设备的隔离分类模型；根据核电厂不同系统的设备特点，建立各个系统的隔离边界；确定不同类型系统以及同一类型系统的隔离边界优先顺序；根据核电厂不同系统的隔离边界，进行自动隔离区域划定和构建隔离指令。该方法建立了核电厂设备隔离边界模型及隔离边界优先顺序，避免了将存在缺陷的设备作为隔离边界；同时，根据隔离边界模型及隔离边界顺序关系而自动形成的维修设备或系统的工作安全边界，提高了工作安全边界的准确性和完整性，减少了人因失误，保证了核电厂作业现场人员安全、设备安全和工作安全。
Description
技术领域
本发明属于核电厂运行管理技术领域，具体涉及一种构建核电厂工作安全边界的方法。
背景技术
核电厂生产运行期间，为了保障设备的可靠稳定运行,会产生一些定期开展的预防性维修工作，此外还会产生一些设备缺陷，完成预防性维修工作和消除缺陷需要通过现场的作业的方式实现；这些现场工作需要建立一个明确的安全边界，划出一个安全的环境，实现确保人员、设备、作业的安全，其中建立的工作安全边界即是隔离。隔离是将系统或设备从与其关联的工艺系统、电气系统、仪控系统建立明显的断点(也就是隔离边界)，从而建立安全的作业条件，在核电厂里这一个隔离环境的建立都是靠运行人员依据其知识技能完成，存在因人员知识、技能不能导致隔离不完整、不准确，而造成安全事件的事情发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种构建核电厂工作安全边界的方法，解决核电厂现场工作潜在的隔离隐患不可靠、存在人因失误的问题，实现对维修设备或系统的自动隔离，保证核电厂作业现场人员安全、设备安全和工作安全。
本发明的技术方案如下：一种构建核电厂工作安全边界的方法，该方法具体包括：
S1、建立核电厂不同系统和设备的隔离分类模型；
S2、根据核电厂不同系统的设备特点，建立各个系统的隔离边界；
S3、确定不同类型系统以及同一类型系统的隔离边界优先顺序；
S4、根据核电厂不同系统的隔离边界，进行自动隔离区域划定和构建隔离指令；
根据S3、S4中对核电厂不同系统以及同一系统不同设备隔离边界的顺序关系，对需要作业的设备，自动选择仪控系统、电气系统以及工艺系统的工作安全边界；在不能保障完全隔离时，明确存在隔离完整性风险的隔离边界，并根据存在隔离风险中隔离边界的设备属性，选择增加外部装置进行隔离边界补充，或者扩大最完整隔离边界范围，实现完整隔离边界的确定。
所述S1中建立核电厂不同系统和设备的隔离分类模型具体包括：
构建核电厂运行系统隔离分类模型，将核电厂运行系统分为工艺系统、电气系统以及仪控系统共三类，其中，将阀门、泵、管道作为所述工艺系统的隔离设备清单；将变压器、开关、闸刀、电缆以及电机作为所述电气系统的隔离设备清单；将I/O采集卡、控制器、网络、网关、操作系统、数据库、服务器、人机接口站、选择/控制开关作为所述仪控系统的隔离设备清单。
所述S2中建立各个系统的隔离边界包括构建工艺系统的隔离边界、电气系统的隔离边界以及仪控系统的隔离边界。
所述S2中构建工艺系统的隔离边界具体包括：
在工艺系统的隔离边界中，将泵截止阀、闸阀优先作为所述工艺系统的隔离边界；在无法完全隔离时，选择调节阀、单向阀、三通阀作为所述工艺系统的隔离边界；此外，还可以利用盲板或冰塞等外加特殊装置作为工艺系统的隔离边界。
所述S2中构建电气系统的隔离边界具体包括：
在电气系统的隔离边界中，将低压开关、高压断路器以及空气开关优先作为所述电气系统隔离边界；选择闸刀作为正常情况下的所述电气系统的隔离边界；此外，还可以利用接地线、接地闸刀作为外加特殊装置保障所述电气系统的隔离边界。
所述S2中构建仪控系统的隔离边界具体包括：
在仪控系统的隔离边界中，将外送信号隔离开关、联锁开关优先作为所述仪控系统的隔离边界；选择信号隔离器或信号屏蔽器作为正常情况下所述仪控系统的隔离边界；此外，还可以利用运行安全脚本、外加特殊信号作为需要特殊保障下的所述仪控系统隔离边界。
所述S3中不同类型系统的隔离边界优先顺序为：
建立核电厂工作安全边界，首先构建仪控系统隔离边界，其次进行工艺系统中电动部分设备的隔离边界建立，之后再建立电气系统隔离边界，最后是建立工艺系统手动部分设备的隔离边界。
所述S3中不同类型系统的隔离边界优先顺序具体为：
首先保障切除与被隔离对象相关的外送信号、连锁信号及控制信号，建立仪控系统隔离边界；其次对电力驱动的工艺系统设备建立隔离边界；之后断开动力电源、控制电源和接地安保措施，建立电气系统隔离边界；最后完成工艺系统手动操作的机械设备隔离，完成工艺系统手动部分设备隔离边界的建立。
所述S3中同一系统不同类型设备的隔离边界优先顺序具体为：
对于仪控系统隔离边界，将断外送信号和连锁信号作为优先仪控系统隔离边界，其次是断开控制信号作为仪控系统隔离边界，之后是将断开仪控电源作为仪控系统隔离边界；
对于电气系统隔离边界，将断开控制电源作为优先电气系统隔离边界，其次是断开动力电源作为电气系统隔离边界，之后是将断开电气辅助设备电源作为电气系统隔离边界；
对于工艺系统隔离边界，将具备完全隔离能力的设备优先作为工艺系统隔离边界，其次是将单项隔离设备作为工艺系统隔离边界，之后是将外加装置作为电气系统隔离边界。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种构建核电厂工作安全边界的方法，建立了核电厂设备隔离边界模型及隔离边界优先顺序，避免了将存在缺陷的设备作为隔离边界；同时，根据隔离边界模型及隔离边界顺序关系而自动形成的维修设备或系统的工作安全边界，提高了工作安全边界的准确性和完整性，减少了人因失误，保证了核电厂作业现场人员安全、设备安全和工作安全。
具体实施方式
一种构建核电厂工作安全边界的方法，该方法具体包括：
S1、建立核电厂不同系统和设备的隔离分类模型；
构建核电厂运行系统隔离分类模型，将核电厂运行系统分为工艺系统、电气系统以及仪控系统共三类，其中，工艺系统提供水、气、汽、油等介质的传输，根据工艺系统的实现功能，将阀门、泵、管道作为工艺系统的隔离设备清单；电气系统提供动力电源和控制电源，将变压器、开关、闸刀、电缆以及电机作为电气系统的隔离设备清单；仪控系统提供信号、控制和伺服服务，将I/O采集卡、控制器、网络、网关、操作系统、数据库、服务器、人机接口站、选择/控制开关作为仪控系统的隔离设备清单；
S2、根据核电厂不同系统的设备特点，建立各个系统的隔离边界；
S2.1、构建工艺系统的隔离边界；
在工艺系统的隔离边界中，将泵截止阀、闸阀优先作为隔离边界的机械设备；在无法完全隔离时，选择调节阀、单向阀、三通阀作为隔离边界的机械设备；此外，还可以利用盲板或冰塞等外加特殊装置作为工艺系统的隔离边界；
S2.2、构建电气系统的隔离边界；
在电气系统的隔离边界中，将低压开关、高压断路器以及空气开关等优先作为隔离边界的电气设备；选择闸刀作为正常情况下的隔离边界电气设备；此外，还可以利用接地线、接地闸刀作为外加特殊装置保障隔离边界安全措施；
S2.3、构建仪控系统的隔离边界；
在仪控系统的隔离边界中，将外送信号隔离开关、联锁开关优先作为隔离边界的仪控逻辑设备或物理设备；选择信号隔离器或信号屏蔽器作为正常情况下的隔离边界的仪控逻辑设备或者物理设备；此外，还可以利用运行安全脚本、外加特殊信号作为需要特殊保障隔离边界安全措施；
S3、确定不同类型系统以及同一类型系统的隔离边界优先顺序；
S3.1、根据不同类型系统在核电厂的功能特点，构建不同系统的隔离边界优先顺序；
建立核电厂工作安全边界，首先构建仪控系统隔离边界，其次进行工艺系统中电动部分设备的隔离边界建立，之后再建立电气系统隔离边界，最后是建立工艺系统手动部分设备的隔离边界；
例如，可以先保障切除与被隔离对象相关的外送信号、连锁信号及控制信号，建立仪控系统隔离边界；其次对电力驱动的工艺系统设备建立隔离边界；之后断开动力电源、控制电源和接地安保措施，建立电气系统隔离边界；最后完成工艺系统手动操作的机械设备隔离，完成工艺系统手动部分设备隔离边界的建立；
S3.2、针对核电厂同一系统中不同类型设备的特点，建立统一系统不同类型设备的隔离优先顺序；
对于仪控系统隔离边界，将断外送信号和连锁信号作为优先仪控系统隔离边界，其次是断开控制信号作为仪控系统隔离边界，之后是将断开仪控电源作为仪控系统隔离边界；
对于电气系统隔离边界，将断开控制电源作为优先电气系统隔离边界，其次是断开动力电源作为电气系统隔离边界，之后是将断开电气辅助设备电源作为电气系统隔离边界；
对于工艺系统隔离边界，将具备完全隔离能力的设备优先作为工艺系统隔离边界，其次是将单项隔离设备作为工艺系统隔离边界，之后是将外加装置作为电气系统隔离边界；
S4、根据核电厂不同系统的隔离边界，进行自动隔离区域划定和构建隔离指令；
根据S3、S4中对核电厂不同系统以及同一系统不同设备隔离边界的顺序关系，对需要作业的设备，自动选择仪控系统、电气系统以及工艺系统的工作安全边界；在不能保障完全隔离时，明确存在隔离完整性风险的隔离边界，并根据存在隔离风险中隔离边界的设备属性，选择增加外部装置进行隔离边界补充，或者扩大最完整隔离边界范围，实现完整隔离边界的确定。
Claims (9)
1.一种构建核电厂工作安全边界的方法，其特征在于，该方法具体包括：
S1、建立核电厂不同系统和设备的隔离分类模型；
S2、根据核电厂不同系统的设备特点，建立各个系统的隔离边界；
S3、确定不同类型系统以及同一类型系统的隔离边界优先顺序；
S4、根据核电厂不同系统的隔离边界，进行自动隔离区域划定和构建隔离指令；
根据S3、S4中对核电厂不同系统以及同一系统不同设备隔离边界的顺序关系，对需要作业的设备，自动选择仪控系统、电气系统以及工艺系统的工作安全边界；在不能保障完全隔离时，明确存在隔离完整性风险的隔离边界，并根据存在隔离风险中隔离边界的设备属性，选择增加外部装置进行隔离边界补充，或者扩大最完整隔离边界范围，实现完整隔离边界的确定。
2.根据权利要求1所述的一种构建核电厂工作安全边界的方法，其特征在于，所述S1中建立核电厂不同系统和设备的隔离分类模型具体包括：
构建核电厂运行系统隔离分类模型，将核电厂运行系统分为工艺系统、电气系统以及仪控系统共三类，其中，将阀门、泵、管道作为所述工艺系统的隔离设备清单；将变压器、开关、闸刀、电缆以及电机作为所述电气系统的隔离设备清单；将I/O采集卡、控制器、网络、网关、操作系统、数据库、服务器、人机接口站、选择/控制开关作为所述仪控系统的隔离设备清单。
3.根据权利要求1所述的一种构建核电厂工作安全边界的方法，其特征在于，所述S2中建立各个系统的隔离边界包括构建工艺系统的隔离边界、电气系统的隔离边界以及仪控系统的隔离边界。
4.根据权利要求3所述的一种构建核电厂工作安全边界的方法，其特征在于，所述S2中构建工艺系统的隔离边界具体包括：
在工艺系统的隔离边界中，将泵截止阀、闸阀优先作为所述工艺系统的隔离边界；在无法完全隔离时，选择调节阀、单向阀、三通阀作为所述工艺系统的隔离边界；此外，还可以利用盲板或冰塞等外加特殊装置作为工艺系统的隔离边界。
5.根据权利要求3所述的一种构建核电厂工作安全边界的方法，其特征在于，所述S2中构建电气系统的隔离边界具体包括：
在电气系统的隔离边界中，将低压开关、高压断路器以及空气开关优先作为所述电气系统隔离边界；选择闸刀作为正常情况下的所述电气系统的隔离边界；此外，还可以利用接地线、接地闸刀作为外加特殊装置保障所述电气系统的隔离边界。
6.根据权利要求3所述的一种构建核电厂工作安全边界的方法，其特征在于，所述S2中构建仪控系统的隔离边界具体包括：
在仪控系统的隔离边界中，将外送信号隔离开关、联锁开关优先作为所述仪控系统的隔离边界；选择信号隔离器或信号屏蔽器作为正常情况下所述仪控系统的隔离边界；此外，还可以利用运行安全脚本、外加特殊信号作为需要特殊保障下的所述仪控系统隔离边界。
7.根据权利要求1所述的一种构建核电厂工作安全边界的方法，其特征在于，所述S3中不同类型系统的隔离边界优先顺序为：
建立核电厂工作安全边界，首先构建仪控系统隔离边界，其次进行工艺系统中电动部分设备的隔离边界建立，之后再建立电气系统隔离边界，最后是建立工艺系统手动部分设备的隔离边界。
8.根据权利要求7所述的一种构建核电厂工作安全边界的方法，其特征在于，所述S3中不同类型系统的隔离边界优先顺序具体为：
首先保障切除与被隔离对象相关的外送信号、连锁信号及控制信号，建立仪控系统隔离边界；其次对电力驱动的工艺系统设备建立隔离边界；之后断开动力电源、控制电源和接地安保措施，建立电气系统隔离边界；最后完成工艺系统手动操作的机械设备隔离，完成工艺系统手动部分设备隔离边界的建立。
9.根据权利要求1所述的一种构建核电厂工作安全边界的方法，其特征在于，所述S3中同一系统不同类型设备的隔离边界优先顺序具体为：
对于仪控系统隔离边界，将断外送信号和连锁信号作为优先仪控系统隔离边界，其次是断开控制信号作为仪控系统隔离边界，之后是将断开仪控电源作为仪控系统隔离边界；
对于电气系统隔离边界，将断开控制电源作为优先电气系统隔离边界，其次是断开动力电源作为电气系统隔离边界，之后是将断开电气辅助设备电源作为电气系统隔离边界；
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