核能發(fā)電廠(chǎng)安全監控系統建置解決方案

作為一級風(fēng)險場(chǎng)所的核電廠(chǎng)，若發(fā)生意外，除造成生命財產(chǎn)的損傷外，輻射在空間上的巨大擴散時(shí)間上的長(cháng)久影響會(huì )帶來(lái)更多的安全問(wèn)題，且還會(huì )造成民眾心理上的恐慌。因此，核電廠(chǎng)安全監控系統的建置，通常都會(huì )以最高級最嚴格的層級來(lái)處理，本文將詳細介紹核電廠(chǎng)的安防解決方案。

核能發(fā)電廠(chǎng)(Nuclear power plant)以下簡(jiǎn)稱(chēng)核電廠(chǎng)，其發(fā)電原理與火力發(fā)電類(lèi)似，利用鈾燃料進(jìn)行核裂變產(chǎn)生的高熱加熱鍋爐的水，使水變成高溫產(chǎn)生高壓水蒸氣，再以蒸氣推動(dòng)汽輪機帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。因核能發(fā)電沒(méi)有火力燃燒所產(chǎn)生的二氧化硫及二氧化碳等環(huán)境破壞氣體而被稱(chēng)為干凈能源，但從包括最近的日本福島地震在內的多次核能災害來(lái)看，干凈之余卻有太多安全隱患存在，因而相較于其他的發(fā)電形式，核電廠(chǎng)的安全應用與管制層級必須高出很多。

安防設計規劃重點(diǎn)原則

核能發(fā)電廠(chǎng)不論在哪一個(gè)國家都被視為高度安全防護的場(chǎng)所，不管是人為破壞行為還是天災，都會(huì )在核能電廠(chǎng)的安全規劃考慮中。其安防解決方案設計的重點(diǎn)原則分為阻絕、管制、偵檢、判斷與處置等五項：第一是要從遠處開(kāi)始就要阻絕一切可能對核電廠(chǎng)有安全危害的人或事物;第二若無(wú)法阻絕必須接觸則必須做好管制，對人、車(chē)、物的來(lái)去動(dòng)向要能充份掌握;第三偵檢是對包含人車(chē)及物品的偵測檢查，并且進(jìn)出發(fā)電廠(chǎng)都要有偵測檢查，包含金屬物偵檢及輻射量偵檢二種，以避免違禁品進(jìn)出輻射污染人及物情況發(fā)生;第四判斷，透過(guò)影像監控系統與遠程數據采集和遠程探測器進(jìn)行畫(huà)面或狀態(tài)的直觀(guān)判斷以作為后續處理的依據;第五處置則是各種安防系統對各種應急事件都能做到主動(dòng)或被動(dòng)的啟動(dòng)或告警反應。

安全危害有那些?

了解核能電廠(chǎng)的安全重點(diǎn)后，再把核電廠(chǎng)由外到內的環(huán)境及設備操作的危險因子做一個(gè)分析，供整體安全解決方案設備及措施的選用參考。核電廠(chǎng)環(huán)境結構特性：一般核電廠(chǎng)都會(huì )建置在穩固的海岸邊，因為核反應爐需要大量海水來(lái)進(jìn)行冷卻，所以核能電廠(chǎng)通常設置海水取水口及排水口，包括防止大汛潮的防波堤及閘門(mén)所構筑的一個(gè)取水區及執行抽取大量海水的動(dòng)力泵房，這是一個(gè)接近但卻與電廠(chǎng)相對獨立的區域，與水力發(fā)電的取水口一樣具有高度重要性，不容許有人入侵或雜物進(jìn)入取水管道。再來(lái)是整個(gè)核電廠(chǎng)的外圍周界部分的最外層，一般核電廠(chǎng)從外到內依照環(huán)境與作業(yè)區的重要性，都會(huì )設置四道的周界防范(最外層的一般作業(yè)區、第二層保護區、第三層只限制特定人員進(jìn)出的禁制區、第四最重要的核反應堆體的緊急區)。其后還有臨時(shí)堆放反應爐的核廢料桶區及儲存區，與火電廠(chǎng)鍋爐及蒸氣機區同樣是非常重要的安全防范區域;同時(shí)主變壓器區與電力開(kāi)關(guān)廠(chǎng)也是整個(gè)核能電廠(chǎng)的安全危害重點(diǎn)。這些重點(diǎn)都必須依據安全五原則來(lái)進(jìn)行整體安全系統規劃與布建的，以下筆者將逐一說(shuō)明核電廠(chǎng)的整體安防解決方案內容。

整體安全監控布建說(shuō)明

核能電廠(chǎng)因位處濱海區而受到海風(fēng)帶來(lái)的鹽害，同核電廠(chǎng)設備一樣，安防監控設備也必須考慮到自身對于這種環(huán)境的適應性，建置過(guò)核電廠(chǎng)的工程商一定都體會(huì )過(guò)這種環(huán)境對于設備的嚴苛要求。核電廠(chǎng)分為壓水式核能發(fā)電廠(chǎng)(PWR發(fā)電廠(chǎng) )、沸水式核能發(fā)電廠(chǎng)(BWR發(fā)電廠(chǎng))、核能發(fā)電廠(chǎng)(AGR發(fā)電廠(chǎng))、重水減速重水冷卻型核能發(fā)電廠(chǎng)等型式，但在建筑結構與配置上基本是相似的，因此安全解決方案的規劃也是一致的。

海水泵房區

海水泵房主要是抽取經(jīng)過(guò)攔污柵隔離雜物后的海水，將海水送到反應爐蒸汽機做蒸汽冷卻用。此區域會(huì )有機組故障、人員入侵游泳或垂釣、潮水過(guò)大或風(fēng)浪過(guò)大問(wèn)題，監控設備須監控海水潮汐及水位、取水口的閘門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉的大小偵測、攔污閘及扒污機是否正常運作、抽水泵的壓力與轉速溫度，另外整個(gè)海水泵房的供電系統及備用電力也要納入監控中，以免電力中斷后備用電力無(wú)法啟動(dòng)，致使蒸汽鍋爐溫度上升產(chǎn)生氫氣進(jìn)而發(fā)生爆炸。

對抽水泵進(jìn)調節控制時(shí)需要影像遙控遙測的DCS控制系統進(jìn)行監看與監控，除了用PLC及DCS來(lái)監控設備外，此區域的影像攝像機必須采用具有PTZ功能且必須是抗鹽份的SS316不銹鋼材質(zhì)，并必須具有紅外線(xiàn)輔助照明及夜視遠程監控的能力，以防止有人非法進(jìn)入取水口防波堤區域進(jìn)行捕魚(yú)垂釣或破壞行為，同時(shí)可管制整個(gè)海水泵房區域四周的周界狀況。由于所處鹽份較高金屬性的圍籬偵測系統并不適用，此處周界防范系統以多道光束的主動(dòng)式探測器架設于圍墻頂部來(lái)達到周界入侵檢測安全要求。