| ||||||||
| ||||||||
Research » Разработка методов, инструментария и проведение расчетных исследований безопасности АЭС » Программно-технический комплекс «Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР» ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС «ВИРТУАЛЬНО-ЦИФРОВАЯ АЭС С ВВЭР»
В последние годы несомненной тенденцией во всех областях промышленности является их цифровизация. В атомной энергетике одним из перспективных направлений в этой области является создание цифрового двойника АЭС, наличие которого уже в ближайшее время может стать обязательным атрибутом для продажи проектов на международном рынке. Цифровой двойник является виртуальной моделью объекта, позволяющей отслеживать его состояние на всех этапах жизненного цикла с целью предотвращения возможных коллизий данных, оптимизации обслуживания и повышения эффективности использования объекта. В АО «Концерн Росэнергоатом» задумались о необходимости создания виртуальных моделей АЭС уже давно. В 2009 г. стартовала разработка концепции и технологии «Виртуальной АЭС с ВВЭР». С 2015 г. началась активная стадия проекта с наименованием «Разработка программно-технического комплекса «Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР». Основные исполнители работ: АО «ВНИИАЭС» и ИБРАЭ РАН. Финансирование осуществляется за счет средств ФРКП АО «Концерн Росэнергоатом». Программно-технический комплекс «Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР» представляет собой совокупность интегрированных в общей среде расчетных кодов, обеспечивающих согласованное моделирование многообразных процессов, протекающих в системах и элементах АЭС с РУ технологии ВВЭР, функционирующую на высокопроизводительной вычислительной системе, рабочие места и видеостену из мониторов с высоким разрешением. С помощью входящих в состав программно-технического комплекса расчетных кодов возможно построение моделей конкретных энергоблоков с РУ технологии ВВЭР для моделирования широкого спектра режимов работы энергоблока: нормальной эксплуатации, ее нарушений, включая тяжелые аварии. Программно-технический комплекс «Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР» способен решать широкий спектр задач, включая:
Пилотная модель программно-технического комплекса разрабатывается для энергоблока №1 НВАЭС-2. Состав системы расчетных кодов программно-технического комплекса «Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР» Система кодов, входящих в состав программно-технического комплекса, позволяет моделировать следующие процессы:
Моделируется также АСУ ТП нижнего уровня. Все вышеуказанные процессы моделируются согласованно друг с другом. Кроме того, для моделирования нейтронно-физических, теплогидравлических и термомеханических процессов предусмотрена иерархия моделей — от инженерных подходов до углубленного моделирования:
Методы углубленного моделирования (CFD с RANS моделями турбулентности, метод Монте-Карло, 3D приближение на базе метода конечных элементов) позволяют проводить верификацию проектных решений, выполнять оптимизацию конструкции, а также используются для настройки моделей инженерных методик. Следует отметить, что входящие в состав программно-технического комплекса «Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР» расчетные коды могут использоваться не только в составе ПТК, но и как автономные программные продукты. Для этих целей каждый из модулей снабжен руководством пользователя и руководством по моделям, верификационным отчетом, графическим интерфейсом пользователя, позволяющим произвести подготовку данных для расчета и визуализировать результаты моделирования. Особенности программной реализации компонентов программно-технического комплекса «Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР» Компоненты программно-технического комплекса «Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР» реализованы на основе методологии объектно-ориентированного программирования на языках С++ или FORTRAN. При этом обеспечена кросс-платформенность как всего ПТК, так и его отдельных компонентов по отношению к операционным системам семейств Windows и Linux. Реализовано распараллеливание компонентов на основе технологий OpenMP и MPI, позволяющих в полном объеме использовать возможности высокопроизводительной вычислительной системы, входящей в состав программно-технического комплекса. Разработка программ проводится с использованием системы коллективной разработки программного обеспечения SVN, кроме того, в проекте используются специальные процедуры контроля качества, такие как контроль исходных текстов на предмет соответствия шаблонам, автоматическое тестирование и другие. Текущее состояние разработки и планы дальнейшего развития программно-технического комплекса «Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР» В 2017 году завершена разработка основных расчетных кодов, формирующих ядро программно-технического комплекса. Первая демонстрация программно-технического комплекса «Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР» состоялась 23 мая 2018 г. в АО «ВНИИАЭС» (дочернее общество АО «Концерн Росэнергоатом», входит в электроэнергетический дивизион Госкорпорации «Росатом») в рамках проведения 11-й Международной научно-технической конференции «Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики» (МНТК-2018). В 2018 году будет завершена разработка последнего из модулей — модуля разрушения активной зоны. Кроме того, в 2018 г. должны быть завершены работы по интеграции отдельных программных модулей в состав программно-технического комплекса. К концу 2018 года будут полностью завершены работы по монтажу и наладке технических средств. В конце 2019 г., после завершения работ по верификации программно-технического комплекса и его опытной эксплуатации, будут проведены приемо-сдаточные работы. В дальнейшем планируется поэтапное внедрение программно-технического комплекса «Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР» в деятельность Кризисного центра АО «Концерн Росэнергоатом», а также его тиражирование на энергоблоки других типов. © Отделение разработки программного обеспечения для анализа безопасности АЭС | ||||||||
|