核電廠主控制室功能設計

1、主控制室功能設計1、一般要求應使用一種系統(tǒng)化的方法來進行控制室的功能設計，包括圖1中所示的控制室和 有關工程。這種設計方法應包括圖2所示的以下5個步驟：a）功能分析；b）功能分配;c）功能分配的驗證；d）功能分配確實認；e）作業(yè)分析。2、功能分析（1） 一般要求為了實現(xiàn)5.1和5.2的目標，并符合5.3 5.8的原那么，應對核電廠所執(zhí)行的功 能進行分析。這種分析應就所有運行狀態(tài)和事故工況確定控制室設計的目標層次。目標應包括 電力生產和把放射性釋放減到最少這兩項基本目標。每一目標可進一步分解成子 目標，并用于設計決策過程。功能分析過程的詳細要求見EJ/T 1143。（2）功能確實定應按照層次目標

2、結構，確定與控制室目標有關的全部電廠的功能，并形成文件。確定這些目標的方法見EJ/T 11430在定義各項功能時，應考慮控制室與控制 室外的設施和系統(tǒng)之間的相互影響。（3）信息流與處理要求應進行分析，以確定為實現(xiàn)電廠功能（包括判斷與操作）所需要的基本運行信息流和處理過程，分析過程詳見標準EJ / T 1143。在確定信息流與處理要求時，設計者除了考慮所有正常運行工況外，還應考慮幾種有代表性的設計基準事件。應包括以下事件：a）需要操作，但由于數(shù)據(jù)的解釋或控制的復雜性、控制速度等原因導致操縱員 難以主觀判斷的事件；b）要求操縱員確定無疑地做出正確反響的事件，例如某些事故工況；c）在概率風險評價中屬

3、重要的事件；d）除非及時采取糾正動作，否那么很可能導致電廠停機的事件；e）出現(xiàn)頻度高的事件。考慮的事件數(shù)目應足以覆蓋層次目標結構中的各項功能。3、功能分配（1） 一般要求應進行任務分析，以決定哪些功能分配給人，哪些功能分配給機器。分配給人的功能參見表A.1 ,它們是：a）手動控制，包括自動化的后備控制；b）與自動控制和手動控制有關的監(jiān)視；c）高級思維處理任務，例如：診斷異常的、意外的運行工況和事件的起因，并 做出糾正動作的決定。分配給機器的功能指由自動控制所完成的功能（參見表A.l）o在分析中，應采用人因工程原那么和設計準那么，詳見0 11064o分析中所采用的原那么和準那么應形成文件，文件的

4、內容應包括控制室人員和自動控 制系統(tǒng)的能力和限度等因素。功能分配的詳細要求見EJ/ T 1143。（2）操縱員的能力分配給操縱員的功能應區(qū)分為：a）由操縱員實際執(zhí)行的控制任務；b）監(jiān)視正在執(zhí)行控制任務的自動系統(tǒng)；c）執(zhí)行高級思維處理任務，如診斷。這種分析應導出為完成下述工作所需的信息：a）初步擬定的信息系統(tǒng)結構；b）為了做出每項決斷和執(zhí)行每項控制任務所需的信息資源的功能組織。對操縱員可能執(zhí)行的功能，應根據(jù)工作負擔、精確性、速率和時間等因素，按每 項信息處理方式和控制動作，做出處理能力的估計。應將這些估計用于初始的功 能分配。這些估計應根據(jù)驗證結果予以修改，用于考慮功能的重新分配，并提出 對操縱

5、員能力要求的更詳細的規(guī)定。這些要求連同顯示、控制和通信的要求，應與完成功能所要執(zhí)行的任務一致。通 常的任務應包括顯示、控制和通信的要求。操縱員可利用的各類數(shù)據(jù)，宜依據(jù)任務的需要而不是依據(jù)數(shù)據(jù)的來源進行編組。 其目的是按照每項任務組織不同來源的信息，在操縱員的使用能力范圍內，為他 提供一個綜合的信息體系。（3）儀表和控制系統(tǒng)處理能力儀表和控制系統(tǒng)處理能力的分析應首先確定系統(tǒng)和設備的功能要求及約束條件， 隨后詳細描述運行事件序列和每項任務的人機接口要求。目的是按照人機交互作 用所規(guī)定的任務，組織儀表和控制系統(tǒng)的信息和能力。這樣組織將便于按每項決策與控制任務來估計自動控制與人工控制兩者的能力。儀表和

6、控制系統(tǒng)的處理能力最終應包括系統(tǒng)或設備應滿足的各項技術指標，例如： 數(shù)量、響應時間和精度等要求，以及每類設備人機接口的人因工程要求。為減少操縱員出現(xiàn)過失的概率，控制系統(tǒng)宜設計成在電廠異常工況開始之后一個 規(guī)定的時間段內，無需操縱員任何動作即可以保持電廠在平安限制范圍內。對這 個時段的要求應反映在自動控制系統(tǒng)的功能要求中。4、功能分配的驗證(1 )一般要求應驗證控制室的功能是否正確地分配給人和機器。驗證程序如圖2所示。應證明 所擬定的功能分配最大限度地發(fā)揮了人和機器的特長，又沒有對人或機器提出不 適當?shù)囊?。功能分配的驗證見EJ / T 1118。(2 )驗證過程驗證的工作程序應包括準備、評價和

7、總結三個階段。在進行功能分配的驗證之前，應證明用于功能分配的準那么自身是一致的。驗證應 確認：a)完成電廠運行目標和平安目標所需的全部功能已經確定； b)所擬定的功能分配與所建立的分配準那么一致； C）每項功能的全部要求已經確定，它們包括性能的各方面（例如：時間常數(shù)、準 確度）。這些要求源自本標準規(guī)定的平安原那么、可用性原那么和電廠營運原那么，以 及其他標準、法規(guī)和導那么；d）當高層功能目標產生的要求融入低層功能之中時，在所有的運行模式下應沒 有矛盾。修改（糾正錯誤或重新分配）和驗證應反復進行，直至所有準那么得到滿足。5、功能分配確實認（1）一般要求所擬定的功能分配應經過確認，以證明系統(tǒng)能完成

8、所有的功能目標。特別在所有 正常運行和幾種有代表性的事件下，應對6.2所確定的功能予以評價。更詳細的 描述參見EJ/T 11180（2）確認過程確認的工作程序應包括準備、評價和總結三個階段。應制定事件選擇的準那么，以保證為評定所選擇的事件是具有代表性的。在評價分配給人的功能時，除了 中規(guī)定的所有正常運行和事件之外，宜考慮多重故 障所產生的事件。選出了有代表性的事件之后，應確定每個事件所要求的功能，并按時間順序予以 整合。（3）用于確認的基本評價準那么應在所有正常運行和有代表性的事件中，評價各項功能的執(zhí)行情況。應滿足確認 的基本準那么，包括以下內容：a）要求控制室人員承當?shù)墓δ苣繕说臄?shù)目和工作負

9、荷率，應在其能力范圍之內； b）分配給控制室人員和就地操縱員的功能是可接受的； c）分配給自動控制系統(tǒng)的功能是適宜的和切實可行的。6、作業(yè)分析為了進一步制定控制室人員結構、運行規(guī)程和培訓大綱的基本要求，設計者應根 據(jù)經過驗證或確認的功能分配和功能要求進行作業(yè)分析。作業(yè)分析的第一步是確定分配給人的任務特點和數(shù)量。在此基礎上，設計者可以 根據(jù)法規(guī)所要求的控制室人員結構框架和電廠的通常習慣,確定操縱員的構成和 數(shù)量。分配給操縱員的任務宜與控制室人員結構中確定的職責一致，且不宜對操縱員造 成過重的負擔。設計者應進一步確定為完成任務所必須的通信，包括控制室操縱 員與其他操作員之間的通信，以及控制室內操縱員之間的通信。設計者還宜依據(jù)適當?shù)奈募?，確定在一些任務中存在的非操作的行為（如：向上 級報告）。作業(yè)分析完成時應說明：a）操縱員的組織和數(shù)量；b）操縱員的能力要求；c）操