核电厂控制室系统设计标准分析研究

崔泽朋　李颖　宿俊海

【摘 要】控制室系统作为核电厂人-机接口的最重要部分，需要严格遵守相关法律、法规的设计要求，本文介绍了控制室系统设计流程，通过对国内相关标准的内容进行汇总分析，明确了控制室系统设计标准体系研究内容，指出了目前我国控制室系统设计标准体系存在的问题，并提出了改进建议。

【关键词】核电厂；控制室系统；主控制室；人机接口；标准

0 概述

控制室是核电厂的重要组成部分，也是整个电站中人—机接口最集中的地方。为了保证控制室系统设计的安全性和可靠性，各主要核电国家和组织机构对控制室设计规范做出了一系列要求[1-5]。我国的控制室系统设计标准的编制是从20世纪80年代开始，主要是通过从国外技术引进、吸收，并结合我国的实际国情来实现的。本文将对我国控制室系统设计相关标准汇总分析，明确各标准的编制目的、作用及其适用性。

1 控制室系统设计流程

控制室内包含大量的人—机接口，是整个核电厂内信息最集中、最复杂的地方，为了保证控制室的安全性和可靠性，其设计过程必须满足相关法规和标准的要求，控制室系统设计流程如图1所示。

2 控制室系统设计标准的分析

控制室系统设计标准分析是对我国现有的控制室设计标准进行归纳、整理和分析，明确其有效性，适用性等问题，对于改进和完善控制室系统设计标准体系具有十分重要的意义[7]。

2.1 控制室系统设计相关法规及标准

核电厂控制室系统设计标准的编制、修订工作从20世纪80年代开始，截止到2014年底，已有的法规和标准如下所示：

2.2 设计标准内容分析

在2.1所列的标准中，GB/T 13630-1992是核电厂控制室系统设计的基本标准（主标准），以图1为主线概括介绍整个控制室系统设计过程，其他标准可以说是GB/T 13630-1992的分支（子标准），分别从功能设计和详细设计的某一角度出发，对主标准的某一方面进行详细补充规定。

对于控制室的功能设计，它包含功能分析和功能分配两方面内容，二者都应遵循EJ/T 1143-2002的要求。该标准分别介绍了功能分析和功能分配的设计方法，并指出在功能分析和功能分配过程中应遵守的原则和需要注意的问题。

对于控制室系统的详细设计，它所涉及的技术要求包括以下几个方面：

（1）人的能力和特性的要求

控制室内操作人员的行为习惯和遇突发事故的处理能力对控制室系统乃至整个电站都具有非常大的影响，因此在实施控制室详细设计时，必须提供人的能力和特性的基本数据作为人因工程的基本设计资料。在设计过程中应当遵循NB/T 20061-2012、NB/T 20248-2013、NB/T 20257-2013、NB/T 20297-2014和EJ/T 562-1991标准。

这些标准分别从人体尺寸、公认的行为习惯、听觉和视觉的能力与特性等方面规定了控制室设计过程中应当遵循的原则，同时对人处理信息的能力、操作人员的可靠性以及操作人员的考核标准做了相关规定。

（2）控制室的工作环境和防护措施的要求

控制室的设计过程应当遵循EJ/T 638-1992的要求。该标准规定了控制室的工作环境，如空气调节、音响条件以及照明系统应达到的条件，以及控制室应当具备抵抗火灾、地震、辐射和飞射物攻击等事故的防护等级和在紧急情况下的救援措施。

（3）控制室的空间布置的要求

控制室的空间布置是指控制室内操作区和设备的布置以及控制室内设备的编号都应符合人因工程的设计原则，在设计过程中应当满足EJ/T 574-1991和EJ/T 461-1989标准的要求。

（4）控制器的要求

控制器的设计应使操作人员能够准确完成控制任务，同时还应具备简单易操作等特点。在设计过程中应遵循NB/T 20059-2012、NB/T 20015-2010和EJ/T 442-1989标准。

NB/T 20059-2012规定了几种常用控制器的设计要求，NB/T 20015-2010规定了用来给操纵员培训和考核使用的模拟控制器的设计要求。

（5）信息显示系统的要求

信息显示系统能够告知控制室内操作人员电站的当前状态以及与安全性和可用性相关的重要参数，涉及显示系统、报警系统和操作人员支持系统等方面内容。

①显示系统是整个电站人机接口的重要组成部分，它的设计必须符合人因的设计原则，应当遵循NB/T 20016-2010、NB/T 20058-2012、NB/T 20267-2014和NB/T 20270-2014标准。

NB/T 20016-2010以人因设计原则为基础，规定了显示系统的设计要求。NB/T 20058-2012规定了屏幕功能显示和指示灯显示方面的要求。NB/T 20267-2014和NB/T 20270-2014规定了计算机化运行规程的设计要求。

②报警系统为操作人员在事故工况下提供警示作用，控制室内的报警信号需按照其重要性有等级的划分，方便操作人员优先处理重要报警，同时控制室内的报警信号也不一定要全部显示出来，可以按照人因工程的原则可以对报警信号做适当的抑制处理。NB/T 20027-2010为报警信号的处理和显示提供了设计依据。

③操作人员支持系统为控制室内操作人员提供各种辅助功能，如安全参数显示与监视功能、电厂诊断功能和基于征兆与基于时间的操作指导功能等。GB/T 13624-2008（核电厂安全参数显示系统的功能设计准则）提供了电站安全参数显示系统的设计要求。

（6）通讯系统的要求

控制室内必须提供通讯系统，在异常或事故工况下，能够与外界应急机构取得联络。NB/T 20263-2014分别从语言通讯和非语言通讯两方面对电站的通讯系统做了详细说明。

对于控制室系统设计的验证和确认（V&V），应满足EJ/T 1118-2000的要求。该标准分别规定在控制室功能设计和详细设计阶段应完成的测试和评价。

3 结论

控制室系统设计标准对控制室系统的合理设计起到规范和指导作用。在研究过程中也发现我国控制室系统设计标准体系存在一些问题，需要在以后的工作中不断改进并完善，这样才有利于我国核电技术与国际先进核电技术接轨。目前我国控制室系统设计标准体系存在的问题有：

3.1 修订年限老化。有5篇标准的编制年限是20世纪八九十年代，这些标准的内容与当今科技水平存在一定差距，不利于控制室设计工作的指导，应及时跟进国外标准的更新，并结合我国的实际国情来对这些标准进行修订。

3.2 标准内容的消化吸收。控制室系统设计标准不应只是单纯的从国外引进，只是将不同的标准要求叠加或者取等级高的标准，而应结合我国的实际情况制定，并且能够应用到实际的项目中去，避免出现“有标准，无应用”的情况。

【参考文献】

[1]魏光才. 浅谈核电标准及其在核电建设中的作用[J].技术监督实用技术，1994（2）：14.

[2]刘纯一，万露霞. 关于美国核电标准及ASME对未来先进核电站用标准的策划[J].核标准计量与质量，2007（1）：16-24.

[3]刘纯一，万露霞.欧洲国家核电标准及发展动向[J]. 核标准计量与质量，2006（3）：13-24.

[4]王泽平，周涛，付涛.中、美、法核电标准比较研究[J].华北电力大学学报，2009（4）：1-5.

[5]牛祝年. 核电厂控制室系统有关标准的分析和建议[J]. 核标准计量与质量，1998（2）：18-22.

[6]刘纯一，郑俊铭，黄伟峰. 对我国核电标准体系总体设计的几点看法[J]. 核标准计量与质量，2010（2）：2-10.

[7]汤搏. 核电标准问题刍议[J]. 核标准计量与质量，2007（4）：18-21.

[责任编辑：曹明明]