專利名稱：雙冗余核電站地震監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于地震監(jiān)測儀，具體涉及核電站地震監(jiān)測儀。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外對(duì)核電站地震的響應(yīng)和監(jiān)測完全依靠地震儀表系統(tǒng)完成，該系統(tǒng)由加速度傳感器、地震開關(guān)、記錄儀、控制系統(tǒng)和若干個(gè)獨(dú)立的無源峰值記錄儀組成。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，系統(tǒng)迅速發(fā)出警告，同時(shí)記錄反應(yīng)堆廠房、重要設(shè)備和核電站地域的地震反應(yīng)，為震后核電站的安全評(píng)估和反應(yīng)堆的抗震設(shè)計(jì)復(fù)核提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在對(duì)地震信息報(bào)警和記錄的技術(shù)處理領(lǐng)域，國內(nèi)行業(yè)的《地震儀表系統(tǒng)手冊(cè)》、《核 電廠地震儀表準(zhǔn)則》和《地震監(jiān)測儀表裝置規(guī)范書》等提到了法國和俄羅斯兩種設(shè)計(jì)體系。在 U. S. NUCLEAR RE⑶LATORY COMMISSION RE⑶LATORY ⑶IDE I. 2《NUCLEAR POWER PLANTINSTRUMENTATION FOR EARTHQUAKES))PART C. RE⑶LATORY POSITION 中描述了法國地震監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)將用于報(bào)警和用于記錄的回路獨(dú)立設(shè)計(jì)，地震開關(guān)傳感器與報(bào)警單元直接相連；加速傳感器與記錄儀相連，兩套回路沒有關(guān)聯(lián)，兩者之間沒有互補(bǔ)的關(guān)系，其缺陷在于報(bào)警回路僅做報(bào)警功能，記錄回路僅做記錄功能，導(dǎo)致地震信息記錄不完整，可能造成關(guān)鍵數(shù)據(jù)的丟失，設(shè)備信息使用沒有完備性，降低了系統(tǒng)的可靠性。俄羅斯地震監(jiān)測系統(tǒng)是在多通道并行的單回路中，只有一個(gè)回路，加速傳感器與記錄儀相連，并由記錄儀取代地震開關(guān)傳感器和報(bào)警單元，先記錄，再報(bào)警，在實(shí)現(xiàn)記錄功能的同時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的條件再實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，其缺陷是以犧牲系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間換取系統(tǒng)判定的準(zhǔn)確性，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間滯后，尤其在地震發(fā)生只有短短的幾秒鐘情況下，不能做到實(shí)時(shí)報(bào)警響應(yīng)，導(dǎo)致延誤關(guān)鍵報(bào)警時(shí)機(jī)。法國和俄羅斯的地震監(jiān)測系統(tǒng)均為單一的數(shù)據(jù)記錄單元，沒有數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)記錄的安全性較差，且僅有簡單的一兩項(xiàng)反應(yīng)譜，分析功能簡單。兩種設(shè)計(jì)體系均存在不同程度的隱
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■/Qi、O為了提高核電站地震監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性和安全性，設(shè)計(jì)一套雙冗余機(jī)制的核電站地震監(jiān)測系統(tǒng)很有必要，尤其在“日本福島事件”之后，雙冗余設(shè)計(jì)的核電站地震監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，將為核安全領(lǐng)域提供一個(gè)重要支撐環(huán)節(jié)。經(jīng)檢索，基于雙冗余設(shè)計(jì)的核電站地震監(jiān)測系統(tǒng)未見報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種響應(yīng)分析功能強(qiáng)、可解決核電站地震響應(yīng)時(shí)間滯后的雙冗余核電站地震監(jiān)測系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下雙冗余核電站地震監(jiān)測儀，包括有機(jī)柜、設(shè)置在機(jī)柜中的電源和報(bào)警回路，以及分別設(shè)置在機(jī)柜外面的加速度傳感器、地震開關(guān)傳感器及峰值記錄儀，其特征在于設(shè)置在機(jī)柜中的報(bào)警回路為雙冗余報(bào)警回路，它是由報(bào)警單元、控制單元和記錄儀組成，其中報(bào)警單元、控制單元和記錄儀之間依次通過纜線實(shí)現(xiàn)雙向冗余連通；報(bào)警單元和記錄儀各自通過纜線穿過機(jī)柜分別與對(duì)應(yīng)的地震開關(guān)傳感器及加速度傳感器連接。其附加特征在于所述加速度傳感器、地震開關(guān)傳感器和峰值記錄儀可以是單臺(tái)或多臺(tái)。本實(shí)用新型的效果在于與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的核電站地震監(jiān)測系統(tǒng)采用雙冗余機(jī)制設(shè)計(jì)，在報(bào)警單元之后增加了記錄功能，在記錄儀之后增加了報(bào)警功能，既保證了數(shù)據(jù)記錄的完整可靠，又能夠做到響應(yīng)時(shí)間的迅速，在地震信息報(bào)警和記錄上有明顯的優(yōu)點(diǎn)，填補(bǔ)了這一領(lǐng)域長期存在的安全空白，增加了設(shè)備信息使用的完備性，并能以硬實(shí)時(shí)機(jī)制提高系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，解決了現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備資源信息利用不完備，導(dǎo)致可能發(fā)生安全漏洞和響應(yīng)時(shí)間滯后的安全隱患。提供的傅里葉譜、反應(yīng)譜和功率譜等提高了響應(yīng)分析功能，其中反應(yīng)譜又詳細(xì)分析了位移、速度和加速度反應(yīng)譜，完善了地震監(jiān)測的譜分析功能，提高了核電站地震監(jiān)測系統(tǒng)預(yù)測地震的可靠性和安全性。
圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實(shí)用新型的雙冗余設(shè)計(jì)原理圖。圖中1.機(jī)柜；2.雙冗余報(bào)警回路；3.電源；4.報(bào)警單元；5.控制單元；6.記錄儀；7.加速度傳感器；8.地震開關(guān)傳感器；9.峰值記錄儀。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型核電站地震監(jiān)測儀由機(jī)柜I、設(shè)置在機(jī)柜I中的電源3和雙冗余報(bào)警回路2，以及分別設(shè)置在機(jī)柜I外面的加速度傳感器7、地震開關(guān)傳感器8及峰值記錄儀9組成；機(jī)柜I按抗震要求設(shè)計(jì)，內(nèi)部的雙冗余報(bào)警回路2由報(bào)警單元4、控制單元5和記錄儀6組成,其中報(bào)警單元4、控制單元5和記錄儀6之間依次通過纜線實(shí)現(xiàn)雙向沉余連通，這里報(bào)警單元4通過控制單元5與記錄儀6連接，由此增加了冗余的記錄功能，而記錄儀6通過控制單元5又與報(bào)警單元4連接，由此增加了冗余的報(bào)警功能；報(bào)警單元4和記錄儀6各自通過纜線穿過機(jī)柜I分別與對(duì)應(yīng)的地震開關(guān)傳感器8及加速度傳感器7連接；對(duì)加速傳感器7和地震開關(guān)傳感器8，也可以釆用多臺(tái)使用；峰值記錄儀9為機(jī)械式無源的記錄設(shè)備，與機(jī)柜I沒有電氣連接，在系統(tǒng)電氣部份因外界因素出現(xiàn)不可恢復(fù)的故障時(shí)，作為核安全設(shè)計(jì)的最后一道屏障，用于記錄地震發(fā)生時(shí)的峰值數(shù)據(jù)，也可以釆用多臺(tái)使用。本實(shí)用新型的雙冗余設(shè)計(jì)原理如圖2所示電源3設(shè)有斷電工作功能，采用UPS電源作為主供電電源，保證系統(tǒng)在無外接電源的情況下持續(xù)工作，并記錄I個(gè)小時(shí)的地震數(shù)據(jù)和報(bào)警指示。報(bào)警單元4設(shè)有報(bào)警優(yōu)先記錄冗余回路，系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)首先發(fā)送給地震開關(guān)做硬實(shí)時(shí)響應(yīng)處理，該回路始終處于監(jiān)測待發(fā)地震狀態(tài)，具有最高優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì)。同時(shí)，由于常態(tài)時(shí)期占了絕大多數(shù)時(shí)間，該通道在低優(yōu)先級(jí)別下做數(shù)據(jù)冗余記錄。該單元采用硬實(shí)時(shí)機(jī)制的高可靠性安全響應(yīng)設(shè)計(jì)，對(duì)于報(bào)警信息按照雙冗余設(shè)計(jì)的原則，同時(shí)冗余判斷地震開關(guān)和數(shù)據(jù)采集單元的地震信息，報(bào)警信號(hào)也通過主控室和控制機(jī)柜雙重指示表征，具有多達(dá)8種的報(bào)警指示。[0019]記錄儀6設(shè)有記錄優(yōu)先報(bào)警冗余回路，實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前地殼活度數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)的算法分析數(shù)據(jù)的結(jié)果判定是否產(chǎn)生地震報(bào)警信號(hào)，該報(bào)警信號(hào)與報(bào)警單元4冗余設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型通過控制單元5可隨時(shí)查詢歷史地震信息，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉譜、反應(yīng)譜和功率譜等分析處理，提供了傅里葉譜、反應(yīng)譜和功率譜等譜分析功能，其中反應(yīng)譜又詳細(xì)分析了位移、速度和加速度反應(yīng)譜，地震分析功能完備。常態(tài)下，記錄儀6、加速度傳感器7和地震開關(guān)傳感器8是多臺(tái)設(shè)備共同工作。地震開關(guān)傳感器8實(shí)時(shí)地判斷地殼的物理變化，并輸出到報(bào)警單元4中，報(bào)警單元4首先判斷是否發(fā)生地震，然后在控制單元5中做冗余數(shù)據(jù)記錄。在數(shù)據(jù)記錄回路中，加速傳感器7實(shí)時(shí)地將地殼的物理變化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，記錄儀6首先將數(shù)據(jù)記錄下來，然后根據(jù)軟件的算法判斷是否發(fā)生地震，并輸出到報(bào)警單元4中。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，報(bào)警單元4迅速發(fā)出警報(bào)、記錄儀6實(shí)時(shí)地將數(shù)據(jù)記錄到磁盤里；在報(bào)警單元4中設(shè)計(jì)的冗余記錄功能在控制單元5中進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，記錄儀6在記錄數(shù)據(jù)時(shí)也在根據(jù)既定的算法分析地震信息，并給報(bào)警單元4產(chǎn)生冗余報(bào)警信號(hào)。
權(quán)利要求1.雙冗余核電站地震監(jiān)測儀，包括有機(jī)柜(I)、設(shè)置在機(jī)柜(I)中的電源(3)和報(bào)警回路(2)，以及分別設(shè)置在機(jī)柜(I)外面的加速度傳感器(7)、地震開關(guān)傳感器(8)及峰值記錄儀(9)，其特征在于設(shè)置在機(jī)柜(I)中的報(bào)警回路(4)為雙冗余報(bào)警回路，它是由報(bào)警單元(4)、控制單元(5)和記錄儀(6)組成， 其中報(bào)警單元(4)、控制單元(5)和記錄儀(6)之間依次通過纜線實(shí)現(xiàn)雙向冗余連通；報(bào)警單元(4)和記錄儀(6)各自通過纜線穿過機(jī)柜(I)分別與對(duì)應(yīng)的地震開關(guān)傳感器(8)及加速度傳感器(7)連接。
2.按照權(quán)利要求書I所述的雙冗余核電站地震監(jiān)測儀，其特征在于所用加速度傳感器(7)、地震開關(guān)傳感器(8)和峰值記錄儀(9)可用多臺(tái)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種雙冗余核電站地震監(jiān)測儀，包括有機(jī)柜、設(shè)置在機(jī)柜中的電源和報(bào)警回路，以及分別設(shè)置在機(jī)柜外面的加速度傳感器、地震開關(guān)傳感器及峰值記錄儀，其特征在于設(shè)置在機(jī)柜中的報(bào)警回路為雙冗余報(bào)警回路，它是由報(bào)警單元、控制單元和記錄儀組成，其中報(bào)警單元、控制單元和記錄儀之間依次通過纜線實(shí)現(xiàn)雙向冗余連通；報(bào)警單元和記錄儀各自通過纜線穿過機(jī)柜，分別與對(duì)應(yīng)的地震開關(guān)傳感器及加速度傳感器連接。本實(shí)用新型采用雙冗余機(jī)制設(shè)計(jì)，解決了現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備資源信息利用不完備導(dǎo)致可能發(fā)生的安全漏洞和響應(yīng)時(shí)間滯后問題。反應(yīng)譜分析功能強(qiáng)，提高了核電站地震監(jiān)測系統(tǒng)預(yù)測地震的可靠性與安全性。
文檔編號(hào)G01V1/30GK202495136SQ20112052490
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者劉才學(xué), 張義東, 張宏祥, 李 杰, 禹亞平, 簡明, 趙海江, 郭斌 申請(qǐng)人:中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院