可视化技术在核电厂中的应用

杨冬

中核霞浦核电有限公司 福建霞浦 355100

氚，半衰期为12.43 年，氚在人体内的半排期约为10.6 天，在反应堆机组中，氚以氚水蒸气的形态广泛存在，无色无味，难于发现，易通过人员呼吸系统与皮肤进入人体，一旦进入人体，它就会均匀分布全身，对人体造成持续的放射性伤害，是核电厂重点监控的放射性物质。氚水平可视化技术能实时显示反应堆厂房不同房间区域的氚水平数据，快速帮助用户运行决策，达到缩短重水泄露时间，减少重水异常泄漏和降低人员辐射防护风险的管理期望，实现公司生产成本控制战略目标。论文阐述氚水平数据分析方法，帮助用户收集电站不同工况下关键区域的氚水平数据趋势，构建不同工况下的空间数据模型，为运行决策提供数据依据，综合提升运行决策质量。

1 氚水平可视化技术

1.1 背景分析

结合生产运行经验，对现有的两种氚水平显示方式进行分析，同时对不同用户使用该系统数据的期望和习惯进行沟通调研，用户分为三类，第一类用户系统工程师主要由设备工程师、维修工程师等组成，这类人员更加重视数据趋势分析，且整体操作能力较强，在工作中通常会熟练使用生产数据；第二类用户为现场用户，该类用户不具备通过原生产系统调用数据的能力，但工作组只要安排工作人员在辐射防护边界实时查看工作房间的氚水平数据，就能满足工作组的期望，因此，氚水平数字化显示终端更加适用于现场生产用户[1]。

第三类用户统称为运行决策用户，主要由运行主控人员、管理部门人员、公司决策层等组成，这类用户到达现场的频率低，但对于核电厂的安全决策，工作岗位职责尤其重要。该类用户需要整体统筹整个反应堆厂房的氚水平，在异常工况下，该类用户需要依据事实依据做出快速精准决策。

1.2 技术开发

氚水平可视化技术将运用以下数据：厂房布置图、氚监测系统取样布置图、报警阈值、生产数据等。

主菜单界面采用图形显示，将厂房标高、取样房间、取样管线编号、取样嘴编号、PI 系统对应数据编号、报警阈值和潜在的泄露设备通过图表的方式进行整体显示。该菜单可点击左右切换键进行页面的正常切换。氚水平可视化显示软件的显示窗口，以厂房布置图为背景，为用户直观展示反应堆厂房的房间真实分布。在显示窗口中，将显示楼层的标高信息以及对应的房间信息，同时，将该房间的实时氚剂量水平的真实值显示在该房间内，用户可直接查看该楼层不同房间的氚剂量水平。同时，当某一房间的氚剂量水平超过该房间的报警阈值，该区域将呈现报警状态，该房间区域呈现红色报警指示，用户可进行及时撤离[2]。

2 数据分析应用

数据模型。基于氚水平可视化技术，项目组已自主生产研发可视化显示软件，目前，该软件处于内部调试阶段。随着氚水平可视化技术的全面开发，论文以实际案例讨论数据分析方法。

系统收集了电站近两年的数据，开展某项工作时，第一房间和横向关联房间的氚水平取样数据结果，数据如表1 所示：

图1 氚水平可视化显示软件图

表1 R1-501 房间和R1-503 房间开展慢化剂取样系统过滤器更换工作时氚水平数据表

软件自动计算出开展本项工作时，工作期间R1-501 房间（第一房间）产生氚水平数据的相对误差为142.3%，重复性为60.07%，R1-503 房间（横向关联房间）产生氚水平数据的相对误差为80.18%，重复性为44.38%，两个关联房间氚水平数据均超过二级报警阈值，直接触发红白窗报，软件产生横向关联房间氚水平报警模型，快速为运行决策提供数据支撑，运行决策人员快速干预，减少了氚的异常泄露[3]。

随后经现场生产人员确定，本次异常原因是前端取样泵的膜片破裂导致现场氚水平异常。通过本软件的数据分析功能，对现场工作进行数据分析，提升运行决策质量，缩短运行决策时间，为机组安全提供数据保障。

3 结语

随着可视化技术的发展，笔者将可视化技术应用在核电行业，氚水平可视化软件是核电厂取得了良好应用，帮助核电工作者更好、更快、更便捷使用电厂的生产数据，本次工程实践为可视化技术的应用积累了宝贵的经验。可视化技术帮助核电厂的运行决策类用户及时发现房间及区域氚水平异常的现象，为用户提供精准的决策依据，协助缩小目标区域潜在重水泄露设备范围，缩短决策时间，综合提高运行决策能力。