控制室

核電廠操縱人員在控制室通過DCS控制系統等設備監視和控制核電廠的運行過程，確保核設施的安全穩定運行。控制室盤台作為核電廠控制室DCS控制系統人機接口的主要載體，其外形結構設計工作是整個核電廠DCS系統設計的重要組成部分。

典型的核電廠控制室DCS系統盤台的組成一般包括：

·計算機化操縱員控制枱:一般安裝有若干操縱員工作站（OWP）、每套OWP配置有3至5塊顯示器，主機，鍵盤鼠標軌跡球等。同時，操縱員控制枱還安裝有通訊設備，網絡設備。

·後備盤（BUP）:BUP作為核電廠信息化監視和控制系統（KIC）的後備，在KIC失效工況下後備盤能幫助安全工程師進行全廠安全狀態的評價，監測主要安全參數和安全系統狀態。此外，可對後備盤設備進行定期試驗，以確保後備盤上設備是可用的。

·緊急操作枱（ECP）：在緊急情況下，操縱員可以利用ECP上的緊急操作設備進行手動停堆及專設安全設施系統級驅動等保護動作，保證全廠的安全。

·大屏顯示盤。

核電廠控制室DCS系統盤台外形結構設計的基本要素

核電廠控制室DCS系統盤台設計的基本要素一般包括：

·盤台設備分級；

·盤台基本機械結構設計；

·盤台人因工程與外形設計；

·盤台的鑑定。

核電站控制室盤台設備分級包括：安全等級（1E/NC）、抗震等級（I類、II類等）、質保等級（QA1、QA2、QA3、QNC等）。

下表為一般核電站控制室盤台設備分級，供參考。

1.抗地震

盤台設備抗震等級為抗震I類，抗震鑑定參照RCC-E 2005（B4000）、HAF J0053和GB 13625規定進行。盤台結構滿足相應樓層的反應譜的抗震要求。

2.設備結構特性

盤台均為下進線，其安裝方式是通過螺栓固定在廠房的預埋件上。

盤台結構設計時為盤台台面前沿、側邊沿等處設計倒角，並考慮預留充分的空間以便於：

-盤台設備的安裝和佈置；

-安裝和檢修，要求在盤台的前、後側均留有檢修門；

-盤台內的接線、匯線和佈線；

-盤台內設備的散熱。

結構設計將考慮如下第三方設備在盤台內的安裝：

-通信設備

-輻射監測系統等。

3.防護等級

盤台防護等級不低於IP30。

盤台內部通風

盤台內部通過自然通風散熱，避免安裝風扇，在盤台背面開設百葉窗，形成自然對流，保證盤台內設備的正常散熱。

盤台能承受正常與異常運行中所遇到的環境條件。

設計時將考慮安裝在盤台內部設備的運行温度，以確保當其在最高環境温度時，設備的運行温度不超過額定值。

4.噪聲

控制室環境將保證給控制室內人員提供舒適的工作條件，在進行盤台設計時會充分考慮盤內設備噪聲（如果有）的影響，將盤台區域噪聲值限在制標準範圍以內。

盤台設計儘量降低盤台內設備對主控制室噪聲的影響，如有必要可在通風百葉上設計加裝隔聲罩，隔聲罩使用低煙、無滷、阻燃的輕質材料。

1.隔離

盤台設備按照不同安全等級，其電氣連接、電纜路徑、接線、供電都將電氣隔離和實體隔離，以保證共因故障不會同時影響不同安全等級的冗餘電纜連接。

以下是考慮的隔離方案：

-不同冗餘設備的隔離；

-不同安全級的隔離；

-第三方設備的隔離；

-屏蔽設備的隔離。

用來隔離安全級和非安全級設備的隔離裝置由安全級供電。

當盤面1E控制設備用於不同安全級時，使用繼電器隔離。

2.供電

盤台所需電源由處於相同等級的DCS側提供。為滿足冗餘供電這一重要需求，所有電源至少由兩路獨立的電源路徑，當一路電源失效時，盤台內部將實現電源自動切換。

盤台供電將考慮安裝在盤台內的第三方設備的供電需求，如必要，將為其安裝供電所需端子、熔斷絲等電氣設備。

3.接地

盤台內部採用保護地和屏蔽地接地銅排分開，單點接地原則。接地銅排安裝在盤台內部的底部位置，盤台拼接時接地銅排短接。

“保護地”的連接

盤台的保護地接地銅排通過不絕緣的螺栓，固定在盤台本體上。安裝在盤台上的設備金屬外殼與保護接地母線可靠地相連。盤台門將通過柔軟的銅質電纜與盤台本體相連。保護地電纜與屏蔽地電纜路徑分開。在盤台內測量其對地的接地電阻應不大於4歐姆；接地導線截面≥16mm²。

“屏蔽地”的連接

屏蔽地銅排通過絕緣螺栓固定在盤台上，屏蔽地與盤台本體絕緣。現場測量或者控制電纜的屏蔽僅在DCS機櫃側接地。盤內端子到盤面設備之間的電纜屏蔽層通過端子與屏蔽地銅排相連。在盤台內測量其對地的接地電阻應不大於4歐姆；接地導線截面≥16mm²。

盤台的設計可抵禦典型的工業環境中可能出現的電磁干擾。為減小干擾，可以應用的方法包括：接地、使用低電壓部件、進行實體分隔及電氣隔離、屏蔽敏感部件或干擾源等。

盤面設備和盤內端子之間採用屏蔽電纜連接，單個盤面設備儘量共用一根多芯屏蔽電纜。電纜屏蔽層連接到空的端子模塊，各端子模塊短接後連接屏蔽接地銅排。

為了防止電磁干擾信號，將盤台內不同類型電纜進行隔離。電源與信號電纜通過連接獨立的端子模塊及不同的佈線路徑實現隔離，遵循以下規則：

·不同安全等級的接線必須分開；

· 220V AC接線必須與24V DC接線分開。

屏蔽電纜需要有效覆蓋至少80%。電纜屏蔽層連接端子與信號連接端子相鄰。

4.照明

盤台內部配置自動照明系統，便於檢修。

5.盤台人因工程與外形設計

盤台的外形在設計過程中嚴格按照人因工程的要求，以提高整個控制室的人機功效性。NUREG-0700作為人因工程應用的重要參考標準，從中提取出所有相關標準要求，以作為盤台人因工程的設計和評價準則；標準中第11.1.1節站姿操作枱相關標準和11.1.2節坐姿操作枱相關標準是參考重點。同時，設計過程中參考《中國成年人人體尺寸》（GB10000-1988），以設計出適合中國人身體結構的操作盤台。

除外形、尺寸方面外，盤台的內部結構，盤內設備安裝等設計也充分考慮人因原則，在維修和運行方面避免由人員因素引起對反應堆安全或可用性的影響。

6.盤台的鑑定

安全級盤台需要通過鑑定試驗，來證明滿足核安全級設備的需求，鑑定試驗項目主要包括：

EMC試驗；環境試驗；老化試驗；長期運行試驗；抗震鑑定。 ^[1]