核电厂应急指挥中心在线辐射监测系统研发

安世峰, 杨京平, 孙博, 徐瑶瑶

(辽宁红沿河核电有限公司,辽宁 大连,116319)

应急指挥中心(EM)是核电厂运营单位应急响应的指挥、管理和协调中枢,是应急响应期间全面指挥和协调场内一切应急响应行动的场所[1]。在应急状态下,可能出现因放射性释放引起应急指挥中心辐射水平高而导致应急指挥中心不可用[2]。鉴于此,有必要采取相应的测量手段对应急响应期间相关辐射水平进行监测[3],以辅助判断应急指挥中心的可居留性,在场区应急及以上应急状态下给应急指挥部决策是否后撤或者采取其他有效防护措施提供参考。

1 系统概述

现有的监测系统是通过EM厂房布置的便携式辐射监测仪表采取人工测量、记录的方式对相关区域辐射水平进行手动测量,不利于对辐射水平的实时监控、实时预警及事后数据统计分析。通过建设区域γ剂量率监测系统并开发EM在线辐射监测系统平台,将多元化辐射监测系统及设备监测数据联网,从而实现实时、统一的监控管理。

某核电厂研发的区域γ剂量率监测系统如图1所示。

图1 某核电厂区域γ剂量率监测系统

2 技术特点

系统设计总体原则为“分散接入、集中管理、智能监控”。

2.1 监测数据的多维管理

通过将分散的监测数据进行实时提取、集中存储,可实现各类型数据在空间、时间维度的多维管理。

(1) 监测类型:包括区域γ剂量率、个人剂量、放射性气溶胶、放射性碘、放射性惰性气体等;

(2) 空间维度:布置于不同监测位置的系统设备;

(3) 时间维度:实现各监测数据的采集存储及历史趋势查询。

2.2 支持技术和设备扩展

鉴于技术和管理的持续性发展需求,本系统在联网设备的技术协议(支持TCP协议、串联接口等)、监测设备类型等方面具备可扩展性。

2.3 可集成厂区各类网络

车载设备具有移动监测的特点,如果通过手工录入,容易产生坐标不准确、易出错等问题。系统预留扩展端口,可通过传统无线网络,将车载或厂区固定点位监测数据自动实时上传及存储。

基于核电厂厂区4G/5G网络,为提高后续可扩展及智能化管理水平,系统具备厂区网络接入功能。

2.4 支持扩展门户入口

采用地图为主,各类门户入口为辅的界面风格。可以根据应用要求,设计不同的门户入口,例如饼状图、柱状图、趋势图、表格等。系统界面设计如图2所示。

图2 系统界面

3 系统架构

系统为3层架构,分别为现场设备层、数据采集层和监控管理层。系统架构如图3所示。

图3 系统架构

3.1 现场设备层

现场设备层涵盖需要联网的各类监测系统及设备,主要包括以下系统和设备。

(1) 区域γ剂量率监测系统

区域γ剂量率监测系统包括γ辐射探测器及测量数据处理显示单元,分别布置于EM各楼层走廊,用于实时监测EM内部γ剂量率辐射水平。

(2) 个人剂量管理系统

个人剂量管理系统包括剂量系统服务器、剂量计激活及数据读取装置、电子式个人剂量计,用于应急响应期间人员受照剂量监测及信息管理。

(3) 空气污染监测设备

包括布置在EM厂房的移动式空气污染监测设备(放射性气溶胶、碘、惰性气体监测仪),辐射监测车配备的空气污染监测设备。

3.2 数据采集层

系统配置一台数据采集服务器(与数据库部署在同台服务器),负责定时发送指令,获取实时监测数据。

数据采集服务器接收到实时监测数据后,有两条通路进行数据处理:

(1) 将关键数据定时存储到关系数据库;

(2) 将数据推送到监视工作站(含大屏)。

3.3 监控管理层

监控管理层实现实时监测、信息管理和数据分析等功能,系统基于.NET 平台开发,架构风格采用多层C/S结构。

考虑到界面表现的丰富性需求,该层显示界面采用支持DirectX的WPF开发,可以实现子界面缩放、旋转、滚动及复杂动画等效果。

4 系统网络拓扑

通过以太网连接,将各系统、相关设备联网,实现实时监测、集中存储和数据统计分析功能。系统网络拓扑如图4所示。

图4 网络拓扑图

•区域γ剂量率监测:联网区域监测主机,实时获取EM楼各层的环境γ剂量率数据;

•个人剂量管理系统:联网已建设的个人剂量管理系统,可实时获取区域在线人数、区域进出及人员剂量情况等详细信息;

•空气污染监测设备:与布置在EM厂房的移动式空气污染监测设备(包括放射性气溶胶、碘、惰性气体监测仪)联网,同时预留有同辐射监测车无线联网功能,可实现厂房空气污染监测数据及辐射监测车位置及监测数据在线获取;

•数据存储:提供关系数据库,对数据进行集中存储,便于监测趋势查询及数据统计分析;

•监控大屏:将监测画面实时投屏到中控室,实现在线监控及趋势跟踪。

5 结语

应急指挥中心在线辐射监测系统平台,将预设区域γ剂量率监测系统、个人剂量管理系统、空气污染监测设备运行测量数据联网整合,实现了相关辐射监测数据在线实时监视,并可设置报警定值为应急期间辐射防护措施启动提供预警信息,同时可通过对其存储的监测数据进行统计分析,为应急状态下辐射防护措施的制定提供参考及判断依据,对增强核电厂应急响应能力具有重要意义。