一种核动力船舶主控室布置结构的制作方法

本实用新型涉及核电站技术领域，具体涉及一种核动力船舶主控室布置结构。

背景技术：

主控室是核电站的监控中心，为运行人员提供了实现反应堆运行目标所需的人机接口和相关的信息与设备，它的主要功能是在各种运行状态和事故工况下对反应堆进行监测和控制，确保核电站有效、安全地运行。在设计基准事件和事故工况发生后，主控室仍能通过采取适当的措施使电站恢复到安全状态，并且防止辐射和污染，保障主控室内人员和设备的安全。因此，在主控室设计时必须首先考虑以上功能的实现，同时又需要满足人因工程原则，在所有运行状态下使任务最佳化，提供各项功能的最佳分配，以便操作员和系统能最大限度地发挥其能力，并且为主控室运行人员提供一个适宜的工作环境。

目前，陆上核电站主控室设有四个配置完全相同的工作站：核岛操作员工作站、常规岛操作员工作站、机组长工作站、安全工程师站，每个工作站都配有非安全级监控设备和安全级监控设备，四个操作站互为冗余但管理权限有所不同；正常状态下，前两个工作站处于操作模式，负责核电站安全和非安全级系统及设备的监控；后两个工作站处于监视模式，无操作权限，只有在核岛和常规岛操纵站失效时才执行控制功能。置于主控室正面的四块大屏幕用于显示电站主要参数、主要设备状态和安全保护系统状态，为操作员和进入主控室的所有人员在正常或事故工况期间观察电站总貌。后备盘(bup)上设有模拟量显示仪表、硬手操、指示灯、安全级监控设备、事故后参数监测屏及报警窗等，后备盘具有事故后参数监测及光字牌报警功能，并且在工作站不可用时，能维持4小时稳态运行，若4小时后工作站仍未恢复，可将反应堆带到并维持在安全停堆状态。紧急停堆盘(ecp)位于核岛操作员工作站和常规岛操作员工作站之间，用于在紧急情况下由操作员手动停堆和手动启动专设安全设施，采用硬接线方式连接到驱动机构或者dcs1层的自动化处理设备，不受工作站的影响。多样化系统驱动盘(dhp)用于应对保护系统软件共模失效，采用独立的系统，在保护系统故障后执行多样化驱动监控功能。严重事故盘(sap)用于sbo(全厂失电)工况下的严重事故处理，实现严重事故发生后的缓解功能。除此之外，陆上核电站主控室还设有火警工作站，闭路电视监视屏、厂区出入监视屏，电网调度监控站等相关设备。

当前国内并无发表基于核动力的船舶主控室的设计方案，可参考的只有陆上核电站主控室。而陆上核电站主控室系统设备普遍偏多，因此设计空间规模普遍较大，而无论是浮动平台还是船舶，海上建筑空间非常有限；陆上核电站主控室系统没有考虑到特殊的海洋环境，无法满足核动力主控室的船上人因特点，然而基于特殊的海洋环境和空间因素，核动力船舶的主控室设计不能完全参考陆上核电站的主控室设计，同时又考虑到核动力船舶的整体运行安全性，特殊的人机交互接口需要改变，因此核动力船舶的主控室应根据环境和功能要求重新设计。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种适用于海上的紧凑型布置的核动力船舶主控室结构，提高核动力船舶的整体运行安全性。

为了实现本实用新型目的，本实用新型实施例提供一种核动力船舶主控室布置结构，包括一回路操作员站、二回路操作员站、紧急停堆盘、后备盘和机组长工作站，所述一回路操作员站、二回路操作员站、后备盘和机组长工作站均设置有安全级监控设备和非安全级监控设备，所述一回路操作员站、二回路操作员站和机组长工作站互为冗余配置；

所述紧急停堆盘设置于所述一回路操作员站和所述二回路操作员站之间，其用于一回路操作员在紧急情况下手动停堆和手动启动专设安全设施；

所述后备盘设置于所述一回路操作员站一侧，其用于当一回路操作员站、二回路操作员站和机组长工作站不可用时由计算机信息和控制系统模式切换到后备盘模式，且所述后备盘直接将反应堆带到并维持在安全停堆状态。

优选地，所述紧急停堆盘包括安全级控制器和指示灯，所述安全级控制器用于发送手动操作信号，实现停堆和启动专设安全设施，指示灯用于操作信号的反馈指示。

优选地，所述后备盘包括安全级控制显示模块，所述安全级控制显示模块用于实现安全停堆的安全级设备操作和相应的反馈指示以及事故后参数监测显示。

优选地，所述后备盘包括报警模块，所述报警模块用于在反应堆从可控状态到安全停堆过程中提醒操作员执行相关手动操作。

优选地，所述后备盘包括事故后监测系统，所述事故后监测系统用于发生反应堆事故后反应堆参数和状态的监测以及安全级报警记录。

优选地，所述后备盘包括严重事故仪控系统，所述严重事故仪控系统用于实现严重事故及全厂断电工况下的缓解功能，通过非安全级监控设备和控制器对严重事故工况下反应堆重要参数进行监测及事故缓解的设备驱动。

优选地，所述后备盘包括多样化驱动系统，所述多样化驱动系统用于应对反应堆保护系统软件共模失效或保护系统故障时进行多样化驱动监控。

优选地，所述主控室内设有大屏幕，所述大屏幕用于显示反应堆参数、设备状态和安全保护系统状态。

优选地，所述主控室内设有船舶平台监测信息屏，所述船舶平台监测信息屏用于对船舶航行信息进行监测及显示。

优选地，所述主控室内设有辐射监测屏，所述辐射监测屏用于对反应堆部分位置的辐射情况进行监测及显示。

本实用新型实施例具有以下有益效果：

1、现有陆上核电站主控室设有四个配置完全相同的工作站，本实用新型实施例仅设置了一回路操作员站、二回路操作员站和机组长工作站，相比陆上核电站主控室取消了一个工作站，同时后备盘上减少了很多非安全级的监控设备，简化了主控室系统，构造了一种紧凑型主控室布置方案。

2、本实用新型实施例中当全部工作站都失效后，利用后备盘直接将反应堆带到并维持在安全停堆状态，不再维持一定时间的稳态运行以等待工作站维修。

3、本实用新型实施例相比于陆上核电站主控室，增加了船舶监测信息屏，对船舶平台导航系统、定位系统、损管等船舶航行重要信息进行监测，保证核动力船舶的整体运行安全性。

4、本实用新型实施例基于核动力主控室的船上人因特点和核动力人因特点综合设计，能够更好地满足船舶主控室的设计需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例中一种核动力船舶主控室布置结构示意图。

图中标记：一回路操作员站-1，二回路操作员站-2，机组长工作站-3，紧急停堆盘ecp-4，安全级控制器-41，指示灯-42，后备盘bup-5，安全级控制显示模块sci-51，报警模块-52，事故后监测系统pams-53，严重事故仪控系统sic-54，多样化驱动系统das-55,大屏幕-6，船舶平台监测信息屏-7，辐射监测屏-8，开关站主控监控盘-9，火警监控盘-10，闭路电视监测屏-11，打印机-12，电子白板-13。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种核动力船舶主控室布置结构，包括一个一回路操作员站1、一个二回路操作员站2、紧急停堆盘4(ecp)、后备盘5(bup)和一个机组长工作站3，所述一回路操作员站1、二回路操作员站2、后备盘5和机组长工作站3均设置有安全级监控设备(s-vdu)和非安全级监控设备(nc-vdu)，所述一回路操作员站1、二回路操作员站2和机组长工作站3互为冗余配置；

所述紧急停堆盘4设置于所述一回路操作员站1和所述二回路操作员站2之间，其用于一回路操作员在紧急情况下手动停堆和手动启动专设安全设施；

所述后备盘5设置于所述一回路操作员站1一侧，其用于当一回路操作员站1、二回路操作员站2和机组长工作站3不可用时由计算机信息和控制系统(kic)操作模式切换到后备盘5(bup)操作模式，并且需重点说明的是，本实施例中所述后备盘5不再维持一定的稳态运行时间以等待工作站维修，而是直接将反应堆带到并维持在安全停堆状态，因此，本实施例中后备盘5上取消了维持反应堆稳态运行所需的监控设备。

具体而言，在正常状态下，所述一回路操作员站1和所述二回路操作员站2均处于操作模式，所述机组长工作站3处于监视模式，仅能监视反应堆状态信息，其控制功能被闭锁。当所述一回路操作员站1或所述二回路操作员站2失效时，操作员可以后撤至机组长工作站3，登陆进入操作模式。其中，安全工程师通过共用的机组长工作站3查看反应堆状态，以了解和分析当前状况并做出判断，提出操作和处理建议。因此，本实施例的核动力船舶主控室布置结构相对于传统陆上主控室布置结构而言，减少了安全工程师站，同时本实施例中后备盘5上减少了很多非安全级的监控设备，有效地简化了主控室系统，构造了一种紧凑型主控室布置方案，使得主控室系统结构满足核动力船舶环境条件。

基于以上内容可知，本实用新型实施例提供的核动力船舶主控室布置结构，其基于船上人因特点和核动力人因特点综合设计，在各种运行状态和事故工况下保证反应堆的安全性和可用性，满足设计要求，打破了当前无船舶核动力主控室参考的现状；并简化了监控手段和减少了监控设备，同时降低人因风险的同时也降低了对建筑空间的要求，从而节省大量资金。

优选地，所述紧急停堆盘4(ecp,emergencycontrolpanel)包括安全级控制器41和指示灯42，所述安全级控制器41用于发送手动操作信号，实现停堆和启动专设安全设施，指示灯42用于操作信号的反馈指示安全级控制器41指示灯42安全级控制器41指示灯42。

具体而言，所述紧急停堆盘4采用硬接线方式从主控室连接到驱动机构或者核电站dcs1层的自动化处理设备，所述驱动机构为现场驱动设备，例如泵、阀门。在反应堆紧急停堆的特殊情况下，操作员的干预应最少，为了避免停堆按钮的动作导致反应堆立即紧急停堆，应在停堆按钮上方设置保护盖，避免误动作。

具体地，所述后备盘5主要包括安全级控制显示功能、报警功能、事故后监测功能、严重事故监测缓解功能及多样化驱动监控功能。

其中，所述后备盘5包括安全级控制显示(sci,safetycontrolandindication)模块，所述安全级控制显示模块51用于实现安全停堆的安全级设备操作和相应的反馈指示以及事故后参数监测显示，所述安全级控制显示模块51包括安全级监控设备(s-vdu)和少量维持反应堆在安全停堆状态所需要的控制器。

其中，所述后备盘5包括报警模块52，所述报警模块52用于在反应堆从可控状态到安全停堆过程中提醒操作员执行相关手动操作报警模块52具体而言，本实施例中后备盘5报警功能由少量光字牌报警灯实现，用于反应堆一、二回路重要综合报警且具有维持安全停堆必须要执行操作的报警显示，采用声光报警设计。

其中，所述后备盘5包括事故后监测系统53(pams,postaccidentmonitoringsystem)，所述事故后监测系统53用于发生反应堆事故后反应堆参数和状态的监测以及安全级报警记录。

其中，所述后备盘5包括严重事故仪控系统54(sic,severeaccidenti&c)，所述严重事故仪控系统54用于实现严重事故及全厂断电工况下的缓解功能，通过非安全级监控设备(nc-vdu)和控制器对严重事故工况下反应堆重要参数进行监测及事故缓解的设备驱动。

其中，所述后备盘5包括多样化驱动系统55(diverseactuationsystem,das)所述多样化驱动系统55用于应对反应堆保护系统软件共模失效或保护系统故障时进行多样化驱动监控。

其中，所述主控室内设有大屏幕6，所述大屏幕6用于显示反应堆主要参数、主要设备状态和安全保护系统状态，置于主控室正面，便于操作员和进入核动力主控室的所有人员在正常或事故工况期间迅速而又可靠地判断反应堆整体状态。

其中，所述主控室内设有船舶平台监测信息屏7，所述船舶平台监测信息屏7用于对船舶航行信息进行监测及显示，主要包括动力定位系统故障、损管监测、船舶平台导航系统故障、舱室进水等。

其中，所述主控室内设有辐射监测屏8，所述辐射监测屏8用于对反应堆部分位置的辐射情况进行监测及显示，辐射值超过阈值时发出报警。

其中，所述主控室内设有开关站主控监控盘9，所述开关站主控监控盘9用于开关站设备的图形及报表显示、事件记录、报警状态显示及查询、设备状态和参数查询、操作控制命令的解释与下达等，运行人员通过授权和口令进行开关站设备的运行监视和操作控制。

其中，所述主控室内设有火警监控盘10，所述火警监控盘10用于对反应堆及船舶重要位置进行火警监测，配合报警、监控盘台和就地机柜运行人员可快速定位火警区域并启动消防控制。

其中，所述主控室内设有闭路电视监测屏，所述闭路电视监测屏用于监测反应堆重要位置的信息。

除上述主要设备外，本实施例中主控室还设置了其它辅助设备，比如打印机、电子白板等。

需说明的是，本实施例中核动力船舶主控室布置结构的各功能设备均为核动力船舶技术领域普通技术人员所熟知，因此，对于各功能设备可以具体根据技术要求选择合适型号的设备，本实施例的发明构思在于对相关的功能设备的布置方式进行改进，改进后的主控室布置结构具有以下优点：

1)本实用新型实施例中主控室布局以及功能类似于陆上核电站，各个工作站、各个盘台的功能区域划分明确，安全级和非安全级操作定义清晰，提高了操作的便利性，操作员也更容易适应，能有效减少运行人员的人因失误。

2)本实用新型实施例简化了主控室系统，减少了控制和监视设备，满足船上空间要求，能最大限度地发挥运行人员和监控设备效能，在保证主控室基本功能的前提下构造了一种紧凑型主控室布置方案。

3)本实用新型实施例中工作站失效时，需通过切换开关切换至后备盘(bup,back-uppanel)操作，以防正常情况下人员的误动作。

4)本实用新型实施例增加了船舶监测信息屏，对船舶平台导航系统、定位系统、损管等船舶航行重要信息进行监测，保证核动力船舶的整体运行安全性。

5)本实用新型实施例通过操作员工作站(owp,operatorworkingplace)、后备盘(bup,back-uppanel)、紧急停堆盘(ecp,emergencycontrolpanel)、多样化驱动系统(das,diverseactuationsystem)、严重事故仪控系统(sic,severeaccidenti&c)体现主控室的纵深防御概念，实现多样化停堆控制手段，保证反应堆的安全性和可用性。

6)本实用新型实施例基于核动力主控室的船上人因特点和核动力人因特点综合设计，满足船舶主控室的设计需求，保证所有运行状态下反应堆的安全性和可用性。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。