［鄧曉飛 劉愛芬 張瑞萍 車皓］

1 引言

為使核動(dòng)力廠廠內(nèi)和廠區(qū)全部人員即使在事故工況下也能得到報(bào)警和通知，必須設(shè)置適當(dāng)?shù)膱?bào)警系統(tǒng)和通信手段[1]。

通信系統(tǒng)要求具有很高的冗余度，保障通信系統(tǒng)暢通、可靠，確保核電廠安全運(yùn)行和核事故應(yīng)急計(jì)劃的順利實(shí)施[2]。

核電廠通信系統(tǒng)的特點(diǎn)：正常工況下，提供核電站生產(chǎn)、調(diào)度、運(yùn)行、維護(hù)所需的通信聯(lián)絡(luò)、信息交換服務(wù)；應(yīng)急工況下，部分子系統(tǒng)與核應(yīng)急相關(guān)，直接服務(wù)于核應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃實(shí)施；通信系統(tǒng)為跨島系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架無法孤立、割裂，其設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)遍布全廠區(qū)域、并延伸至廠外；隨著通信技術(shù)的發(fā)展和融合，設(shè)備功能增強(qiáng)、且更新?lián)Q代周期縮短，原有系統(tǒng)功能定義的內(nèi)延和外涵變化較大。無直接或間接核安全功能，是核電站不可或缺的非核安全級(jí)系統(tǒng)。其系統(tǒng)功能部分或全部喪失，有可能導(dǎo)致事故擴(kuò)大，引起嚴(yán)重后果。

核動(dòng)力廠范圍內(nèi)、鄰近地區(qū)內(nèi)以及與應(yīng)急計(jì)劃中所規(guī)定的廠區(qū)外機(jī)構(gòu)安全必需的通信手段必須保持晝夜暢通。在通信設(shè)計(jì)和選擇通信方法的多樣性時(shí)，必須考慮這一要求。安全電話系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、聲報(bào)警系統(tǒng)，可認(rèn)為是核事故情況下最小系統(tǒng)要求。

安全電話系統(tǒng)連接核電廠內(nèi)各個(gè)關(guān)鍵和重要的崗位，使之在核電廠的事故和應(yīng)急狀態(tài)下保持專用可靠和有效的通信聯(lián)系。

有線廣播系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)用于尋人呼叫及發(fā)出一般通知。在事故工況（火災(zāi)或核事故）下用于發(fā)布緊急呼叫及錄音報(bào)警信號(hào)廣播。

聲警報(bào)系統(tǒng)用于在事故工況下，從主控室或遠(yuǎn)程停堆站以及應(yīng)急指揮中心聲警報(bào)控制臺(tái)發(fā)出聲警報(bào)信號(hào)，從反應(yīng)堆廠房和核燃料廠房就地也能發(fā)出聲警報(bào)信號(hào)，使工作人員聽到不同聲警報(bào)信號(hào)采取相應(yīng)的措施。

2 核電廠通信設(shè)計(jì)規(guī)范

核電廠通信系統(tǒng)應(yīng)具有多樣性、獨(dú)立性和足夠的冗余度，通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)確保在正常工況和事故工況下，都能為廠區(qū)與主控室以及廠外之間提供可靠有效通信手段[2]。

（1）可行性與適應(yīng)性

系統(tǒng)要保證技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的可能性。

（2）實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性

系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)始終貫徹面向應(yīng)用、注重實(shí)效的方針，堅(jiān)持實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的原則。

（3）先進(jìn)性與成熟性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)既要采用先進(jìn)的概念、技術(shù)和方法，又要注意結(jié)構(gòu)、設(shè)備和工具的相對(duì)成熟。

（4）開放性與標(biāo)準(zhǔn)性

為了滿足系統(tǒng)所選用的技術(shù)和設(shè)備的協(xié)同運(yùn)行能力，系統(tǒng)投資的長(zhǎng)期效應(yīng)以及系統(tǒng)功能不斷擴(kuò)展的需求，必須追求系統(tǒng)的開放性和標(biāo)準(zhǔn)性。

（5）可靠性與穩(wěn)定性

在考慮技術(shù)先進(jìn)性和開放性的同時(shí)，還應(yīng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備性能、系統(tǒng)管理、廠商技術(shù)支持及維修能力等方面著手，確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，達(dá)到最大的平均無故障時(shí)間[3]。

（6）安全性與保密性

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，既考慮信息資源的充分共享，更要注意信息的保護(hù)和隔離，因此系統(tǒng)應(yīng)分別針對(duì)不同的應(yīng)用和不同的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境，采取不同的措施。

（7）可擴(kuò)展性與易維護(hù)性

為了適應(yīng)系統(tǒng)變化的要求，必須充分考慮系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)的便利性。

3 核應(yīng)急疏散通信系統(tǒng)方案概要

3.1 安全電話系統(tǒng)方案概要

本系統(tǒng)為核事故狀態(tài)下對(duì)外專用通信系統(tǒng)，不僅需具有直接與本地公網(wǎng)中繼方式，而且極端狀況下應(yīng)具有采用衛(wèi)星通信的聯(lián)絡(luò)手段。

設(shè)置一套安全電話交換機(jī)，其安裝在應(yīng)急指揮中心通信機(jī)房?jī)?nèi)，能夠限制用戶間的通話。安全電話終端將被安裝到核電廠重要崗位上。

在執(zhí)行廠內(nèi)應(yīng)急計(jì)劃期間，呼出電話通過安全電話交換機(jī)專用中繼鏈路直接從應(yīng)急指揮中心發(fā)出；所有安全電話系統(tǒng)的設(shè)備都是獨(dú)立于普通電話設(shè)備的，電纜敷設(shè)也相互隔離。

安全電話交換機(jī)采用數(shù)字程控調(diào)度電話交換面，其公共設(shè)備部分采用冗余控制系統(tǒng)，即包括2套完全獨(dú)立的公共設(shè)備（處理器、電源和交換矩陣等）。其中1套公共設(shè)備主用，另1套公共設(shè)備熱備用。安全電話系統(tǒng)分別在應(yīng)急指揮中心和各機(jī)組主控室設(shè)有安全電話調(diào)度控制臺(tái)。

3.2 有線廣播系統(tǒng)方案概要

本系統(tǒng)遍及核電廠重要廠房建筑、辦公區(qū)域以及整個(gè)廠區(qū)范圍，分為多個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)都可形成一個(gè)功能獨(dú)立子系統(tǒng)，為一棟或多棟建筑物服務(wù)。各分區(qū)按機(jī)組和區(qū)域來劃分，能通過軟件修改廣播區(qū)域和控制臺(tái)優(yōu)先級(jí)設(shè)置；兩個(gè)以上控制臺(tái)選擇不同區(qū)域，可同時(shí)廣播，互不干擾。兩個(gè)以上控制臺(tái)區(qū)域有部分或全部重疊，高級(jí)別控制臺(tái)不受影響，可繼續(xù)廣播；低級(jí)別控制臺(tái)被屏蔽，待高級(jí)別廣播結(jié)束后重新接通低級(jí)別廣播。

廣播控制臺(tái)設(shè)置在各機(jī)組主控室以及各機(jī)組遠(yuǎn)程停堆站。

該系統(tǒng)在正常工況下用于發(fā)送一般廣播通知和尋人呼叫；事故工況下，用于發(fā)送應(yīng)急呼叫。此外，可從主控室和遠(yuǎn)程停堆站啟動(dòng)錄音裝置發(fā)送多種信息。

3.3 聲警報(bào)系統(tǒng)方案概要

在事故工況下，本系統(tǒng)從主控室、遠(yuǎn)程停堆站或應(yīng)急指揮中心聲警報(bào)控制臺(tái)發(fā)出聲警報(bào)信息，反應(yīng)堆廠房和核燃料廠房就地也能發(fā)出，用于人員聽到不同聲警報(bào)分別采取相應(yīng)措施。

其由室外警報(bào)器和核電廠建筑物內(nèi)聲警報(bào)器組成。在一些噪聲電平偶然超過85dB，極端情況下超過90dB的場(chǎng)所，還須附加閃光顯示信號(hào)。

4 安全電話系統(tǒng)

4.1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

安全電話交換機(jī)配置用戶分機(jī)線、公用電話的模擬中繼線、專用中繼線和話務(wù)臺(tái)等。

對(duì)于與安全應(yīng)急相關(guān)的一些重要崗位，在已安裝一部安全電話分機(jī)的情況下，再安裝一部電信公網(wǎng)直通電話單機(jī)。

安全電話機(jī)應(yīng)選用與行政電話、電力調(diào)度電話話機(jī)不同顏色。所有安全電話設(shè)備均獨(dú)立于普通電話設(shè)備，電纜敷設(shè)采用不同路由、相互隔離。

安全電話機(jī)可分為以下幾種類型：

（1）專用電話機(jī)：用于本地呼叫；

（2）不直接接入公用網(wǎng)的輔助電話機(jī)：本地呼叫；經(jīng)交換臺(tái)接進(jìn)公用網(wǎng)。

（3）有限制地接入公用網(wǎng)的電話機(jī)：本地呼叫；經(jīng)交換臺(tái)接進(jìn)公用網(wǎng)；直接進(jìn)入國(guó)內(nèi)和國(guó)際電話網(wǎng)（呼出）。

（4）用戶話機(jī)群：用戶話機(jī)群是一組用戶話機(jī)，具有公共的電話號(hào)碼，而每一用戶話機(jī)在群內(nèi)都有它自己的號(hào)碼。

（5）有兩個(gè)方式的用戶話機(jī)群：固定優(yōu)先式，即固定用戶話機(jī)群；分配優(yōu)先式，用戶話機(jī)輪流成為領(lǐng)先用戶話機(jī)，每次呼入后輪流轉(zhuǎn)換。

4.2 系統(tǒng)特性

下述為系統(tǒng)功能的簡(jiǎn)單說明，但并不僅限于此類功能：

（1）用戶功能：自動(dòng)應(yīng)答；自動(dòng)回叫；呼叫轉(zhuǎn)移；呼叫保持；呼叫保留；呼叫代答；數(shù)據(jù)保護(hù)；會(huì)議功能；緊急呼叫；其他。

（2）系統(tǒng)功能：中繼組分群；迂回路由；分機(jī)信息詳細(xì)記錄；數(shù)據(jù)保護(hù)；搜索；歷史記錄文件；其他。

4.3 系統(tǒng)布置

安全電話交換機(jī)、安全電話專用主配線架等主設(shè)備設(shè)在應(yīng)急指揮中心通信機(jī)房，通過安全電話專用線纜連接到各建筑物中的用戶點(diǎn)。

4.4 系統(tǒng)圖

安全電話系統(tǒng)與光傳輸系統(tǒng)、行政電話系統(tǒng)、電力調(diào)度電話系統(tǒng)設(shè)有功能接口。安全電話系統(tǒng)主要由安全電話交換機(jī)、安全電話調(diào)度臺(tái)、維護(hù)終端和電話錄音系統(tǒng)等設(shè)備組成。

安全電話分機(jī)主要分布在：生產(chǎn)辦公樓管理辦公室、各機(jī)組主控室和遠(yuǎn)程停堆站、警衛(wèi)室、機(jī)組內(nèi)和廠區(qū)的熱實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)辦公樓醫(yī)務(wù)室、人員應(yīng)急集合點(diǎn)、電話交換機(jī)房、值班人員辦公室、放射性倉(cāng)庫(kù)。圖1為安全電話系統(tǒng)圖。

圖1 安全電話系統(tǒng)圖

5 有線廣播系統(tǒng)

5.1 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)由功率放大器[3]、矩陣控制器、電源裝置、系統(tǒng)管理服務(wù)器及其軟件、廣播控制臺(tái)、智能切換器、饋線、揚(yáng)聲器及配件等組成。經(jīng)廣播控制臺(tái)進(jìn)行廣播呼叫，揚(yáng)聲器安裝在核島、常規(guī)島和BOP各建筑物。

廣播控制臺(tái)設(shè)置于主控室、遠(yuǎn)程停堆站、應(yīng)急指揮中心和生產(chǎn)辦公樓大修廣播間。

5.2 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

主機(jī)采用高集成數(shù)字化的媒體矩陣數(shù)字音頻控制系統(tǒng)，采用一主一備熱備份方式；

擴(kuò)聲網(wǎng)絡(luò)采用3線2路制，同一分區(qū)喇叭至少由兩個(gè)功放驅(qū)動(dòng)，每5個(gè)功放最少配置一個(gè)備用功放，當(dāng)任一功放故障后能自動(dòng)替換；

公共廣播線路應(yīng)穿管或用線槽敷設(shè)，不與電力線路共管或共槽；公共廣播線路衰減不應(yīng)大于3dB（室內(nèi)）或6dB（室外）[4]。

有火災(zāi)隱患廣播區(qū)揚(yáng)聲器及布線應(yīng)阻燃；有水火災(zāi)害隱患廣播區(qū)揚(yáng)聲器應(yīng)通過6級(jí)以上防水認(rèn)證。單個(gè)揚(yáng)聲器額定功率不小于3W。

單功放失效不應(yīng)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)顛覆，否則應(yīng)配置主/備功放和自動(dòng)切換設(shè)備。

按優(yōu)先級(jí)，呼叫形式分為以下4種：

安全信息：預(yù)先錄制好的安全信息，由應(yīng)急指揮中心發(fā)出；

安全呼叫：安全控制員由話筒發(fā)出的廣播呼叫；

一般呼叫：主控室操縱員發(fā)出的除區(qū)域6以外的其它區(qū)域的呼叫；

區(qū)域呼叫：包括機(jī)組呼叫、共用廠房和廠前區(qū)呼叫、車間呼叫和應(yīng)急行政呼叫。

5.3 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)從主控制室、遠(yuǎn)程停堆站、生產(chǎn)辦公樓和應(yīng)急指揮中心發(fā)出尋人呼叫和應(yīng)急錄音信息。具有以下功能：

（1）主機(jī)功能：采用模塊化結(jié)構(gòu)和數(shù)字技術(shù)；輸出信號(hào)須滿足模擬線路要求；預(yù)留數(shù)字接口。

（2）分區(qū)功能：系統(tǒng)區(qū)域的設(shè)置應(yīng)可通過軟件任意修改。

（3）提示音樂：進(jìn)行語音廣播和信息播放之前都需有提示音樂，提示音樂音量可調(diào)，音樂類型至少三種。

（4）背景音樂：具有背景音樂播放功能。

（5）切換功能：主控室控制臺(tái)和遠(yuǎn)程停堆站控制臺(tái)間有切換功能，即正常情況下，主控室可用，遠(yuǎn)程停堆站不可用；應(yīng)急情況下，通過切換裝置進(jìn)行切換。

（6）修改區(qū)域設(shè)置和優(yōu)先級(jí)別：任一控制臺(tái)在廣播時(shí)，其他控制臺(tái)有提示信號(hào)（提示燈閃爍）。

（7）可實(shí)現(xiàn)與消防系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)：發(fā)生緊急情況時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)或者手動(dòng)切換到消防廣播，達(dá)到疏散人群目的。

（8）監(jiān)管功能：采用計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)管理，并可進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)、監(jiān)控管理。

5.4 系統(tǒng)圖

系統(tǒng)主設(shè)備設(shè)在核島雙堆公用的通信設(shè)備間，廣播控制臺(tái)設(shè)在主控室、遠(yuǎn)程停堆站、應(yīng)急指揮中心（EM）和廠前區(qū)辦公樓/生產(chǎn)辦公樓（BA/BX）大修廣播間，揚(yáng)聲器設(shè)在核電廠核島、常規(guī)島、BOP和員工生活區(qū)各建筑物內(nèi)。圖2為有線廣播系統(tǒng)圖（以4臺(tái)機(jī)組為例）。

圖2 有線廣播系統(tǒng)圖

6 聲警報(bào)系統(tǒng)

6.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要包含設(shè)備：主控制柜、控制臺(tái)、手動(dòng)報(bào)警按鈕、信號(hào)切換箱、遍布全場(chǎng)的小型報(bào)警器和室外安裝的大型報(bào)警器。聲警報(bào)控制臺(tái)設(shè)在：主控室（MCR）、遠(yuǎn)程停堆站（RSS）、應(yīng)急指揮中心。

聲警報(bào)系統(tǒng)由PLC控制[5]，由控制臺(tái)、手動(dòng)報(bào)警按鈕或外部系統(tǒng)送來的啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出報(bào)警指令，PLC接受信號(hào)并進(jìn)行邏輯判斷和相應(yīng)處理來驅(qū)動(dòng)相應(yīng)區(qū)域的報(bào)警器發(fā)出指定類型的聲響報(bào)警，并點(diǎn)亮相應(yīng)控制臺(tái)的指示燈。

聲警報(bào)信號(hào)優(yōu)先順序：全廠警報(bào)、分組警報(bào)（相應(yīng)機(jī)組）、單一警報(bào)（相應(yīng)廠房）。

6.2 系統(tǒng)布置

本系統(tǒng)由設(shè)在各建筑物內(nèi)一定數(shù)量的警報(bào)器以及單數(shù)號(hào)機(jī)組汽機(jī)廠房屋頂和員工生活區(qū)的室外大型聲警報(bào)器組成。

聲警報(bào)系統(tǒng)控制臺(tái)，分別設(shè)在各機(jī)組主控室、遠(yuǎn)程停堆站以及應(yīng)急指揮中心內(nèi)，聲警報(bào)器設(shè)在核電廠核島、常規(guī)島、BOP和員工生活區(qū)各建筑物內(nèi)外。

6.3 系統(tǒng)圖

聲警報(bào)系統(tǒng)由安裝在核島、常規(guī)島和BOP的聲警報(bào)器以及破玻按鈕、控制柜和控制臺(tái)組成，用于在事故工況下進(jìn)行報(bào)警。在事故工況下，從主控室或遠(yuǎn)程停堆站以及應(yīng)急指揮中心聲警報(bào)控制臺(tái)發(fā)出音響警報(bào)信息，從反應(yīng)堆廠房和核燃料廠房就地也能發(fā)出音響警報(bào)信息，使工作人員聽到不同音響報(bào)警信號(hào)采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。系統(tǒng)主要包含以下設(shè)備：主控制柜、控制臺(tái)、手動(dòng)報(bào)警按鈕、信號(hào)切換箱、遍布全場(chǎng)的小型報(bào)警器和室外安裝的大型報(bào)警器。圖3為聲警報(bào)系統(tǒng)圖（以4臺(tái)機(jī)組為例）。

7 結(jié)束語

核電廠應(yīng)急疏散所需安全電話系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、聲警報(bào)系統(tǒng)各自獨(dú)立，分工明確。確保為廠區(qū)與主控室以及廠外之間提供可靠有效通信手段，保障了應(yīng)急疏散信息的可靠傳遞，確保人員實(shí)時(shí)進(jìn)行應(yīng)急疏散和撤離，守護(hù)核安全。

圖3 聲警報(bào)系統(tǒng)圖

《核電廠通信設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]中要求核電廠通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具有冗余性、多樣性，應(yīng)經(jīng)過必要的安全分析，保證在任何工況下有可用的通信手段。在應(yīng)急工況下，安全電話系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、聲警報(bào)系統(tǒng)與核應(yīng)急相關(guān)，三者互相獨(dú)立和冗余，可直接服務(wù)于核應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃實(shí)施。經(jīng)專家評(píng)審和實(shí)踐驗(yàn)證確認(rèn)其安全性符合三代核電要求，已在現(xiàn)有核電項(xiàng)目中實(shí)施，并將成為后續(xù)核電項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方案。