核能發(fā)電廠安全監(jiān)控系統(tǒng)建置解決方案

作為一級風險場所的核電廠，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間上的長久影響會帶來更多的安全問題，且還會造成民眾心理上的恐慌。因此，核電廠安全監(jiān)控系統(tǒng)的建置，通常都會以最高級最嚴格的層級來處理，本文將詳細介紹核電廠的安防解決方案。

核能發(fā)電廠(Nuclearpowerplant)以下簡稱核電廠，其發(fā)電原理與火力發(fā)電類似，利用鈾燃料進行核裂變產(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，再以蒸氣推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。因核能發(fā)電沒有火力燃燒所產(chǎn)生的二氧化硫及二氧化碳等環(huán)境破壞氣體而被稱為干凈能源，但從包括最近的日本福島地震在內(nèi)的多次核能災害來看，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，核電廠的安全應用與管制層級必須高出很多。

安防設計規(guī)劃重點原則

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

安全危害有那些?

了解核能電廠的安全重點后，再把核電廠由外到內(nèi)的環(huán)境及設備操作的危險因子做一個分析，供整體安全解決方案設備及措施的選用參考。核電廠環(huán)境結構特性：一般核電廠都會建置在穩(wěn)固的海岸邊，因為核反應爐需要大量海水來進行冷卻，所以核能電廠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所構筑的一個取水區(qū)及執(zhí)行抽取大量海水的動力泵房，這是一個接近但卻與電廠相對獨立的區(qū)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入取水管道。再來是整個核電廠的外圍周界部分的最外層，一般核電廠從外到內(nèi)依照環(huán)境與作業(yè)區(qū)的重要性，都會設置四道的周界防范(最外層的一般作業(yè)區(qū)、第二層保護區(qū)、第三層只限制特定人員進出的禁制區(qū)、第四最重要的核反應堆體的緊急區(qū))。其后還有臨時堆放反應爐的核廢料桶區(qū)及儲存區(qū)，與火電廠鍋爐及蒸氣機區(qū)同樣是非常重要的安全防范區(qū)域;同時主變壓器區(qū)與電力開關廠也是整個核能電廠的安全危害重點。這些重點都必須依據(jù)安全五原則來進行整體安全系統(tǒng)規(guī)劃與布建的，以下筆者將逐一說明核電廠的整體安防解決方案內(nèi)容。

整體安全監(jiān)控布建說明

核能電廠因位處濱海區(qū)而受到海風帶來的鹽害，同核電廠設備一樣，安防監(jiān)控設備也必須考慮到自身對于這種環(huán)境的適應性，建置過核電廠的工程商一定都體會過這種環(huán)境對于設備的嚴苛要求。核電廠分為壓水式核能發(fā)電廠(PWR發(fā)電廠)、沸水式核能發(fā)電廠(BWR發(fā)電廠)、核能發(fā)電廠(AGR發(fā)電廠)、重水減速重水冷卻型核能發(fā)電廠等型式，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(guī)劃也是一致的。

海水泵房區(qū)

海水泵房主要是抽取經(jīng)過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(qū)域會有機組故障、人員入侵游泳或垂釣、潮水過大或風浪過大問題，監(jiān)控設備須監(jiān)控海水潮汐及水位、取水口的閘門開啟關閉的大小偵測、攔污閘及扒污機是否正常運作、抽水泵的壓力與轉速溫度，另外整個海水泵房的供電系統(tǒng)及備用電力也要納入監(jiān)控中，以免電力中斷后備用電力無法啟動，致使蒸汽鍋爐溫度上升產(chǎn)生氫氣進而發(fā)生爆炸。

對抽水泵進調(diào)節(jié)控制時需要影像遙控遙測的DCS控制系統(tǒng)進行監(jiān)看與監(jiān)控，除了用PLC及DCS來監(jiān)控設備外，此區(qū)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)，并必須具有紅外線輔助照明及夜視遠程監(jiān)控的能力，以防止有人非法進入取水口防波堤區(qū)域進行捕魚垂釣或破壞行為，同時可管制整個海水泵房區(qū)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(tǒng)并不適用，此處周界防范系統(tǒng)以多道光束的主動式探測器架設于圍墻頂部來達到周界入侵檢測安全要求。