核电厂电气系统自动建模数字化设计

核电厂数字化设计转型要求打通仿真平台与电气专业设计平台之间的数据接口,实现电气系统建模数据一致性和敏捷开发的目标。因此,有必要将数据接口设计成计算机能够自动识别的结构化形式。结合核电厂电气仿真模型的网络拓扑特征、负载特征和潮流计算功能,全面梳理了某三代核电厂的电气设计图纸,对电气建模数据接口进行了数字化设计。提出了基于结构化数据接口的电气自动建模方案。与传统电气建模方案进行了对比分析。分析结果表明,该方案可显著提升仿真平台与电气设计平台之间的一致性,为实现设计方案的快速验证和设计模型的数字化交付奠定了基础。

核电仪控系统平台器件级兼容性设计研究

针对国际电子元器件市场形势复杂多变的现状,结合核电行业面临的挑战与机遇,提出了核电仪控系统平台器件级兼容性设计研究。通过分析核电仪控系统平台兼容性设计需求及国产器件行业的总体情况,梳理出了中央控制器、通用微控制器、可编程逻辑器件三类主要器件,并对三类器件的国产供应商和系列产品情况进行了介绍。明确了现有国产器件的系列产品和性能可有力支撑核电仪控系统平台器件级兼容性设计研究。提出了依托行业联盟牵头建立核电仪控行业通用的国产器件验证评价体系和优选目录,并详细阐述了验证评价体系和优选目录建立的主要环节、要素和方法。该研究的成果可推动核电仪控系统平台器件级兼容性设计进程,促进我国核电仪控全行业的高质量快速发展。

核电站用大型安全屏蔽门结构设计

为了适应三代核电站技术及更先进堆型核电站的发展需要,设计了超大尺寸具有屏蔽防护、防火、抗震等复合功能的屏蔽门,并对其工作原理及其零部件结构进行了设计。考虑核电站屏蔽门所受到的多种载荷,对其螺栓、轴承、电机等关键零部件进行了校核及选型计算。

浮动核电站载体平台安全性设计初探

海上浮动核电站具有独特的优势,具有广阔的应用前景。作为核电站载体平台对充分发挥浮动核电站的优势,确保浮动核电站核安全具有重要作用。文章分析浮动核电站的优势及技术难点,并从浮动核电站外部事件、安全评价方法、核电站基本要求、平台选型及载体平台结构、总体安全设计等方面,对浮动核电站载体平台安全设计进行探讨分析,为浮动核电站载体平台安全设计提供技术参考。

放射医学与防护信息平台的建立

目的:通过放射医学与辐射防护信息化平台的设计模式,体现出放射医学信息平台为公众服务的重要性,提高建设速度与实际应用水平,实施与平台建设配套的学科馆员培养制度。方法:分析当前信息平台内容存在的不足,提出加快信息平台建设的设计应用方案及相应对策。结果:培养学科馆员和实际应用性强的信息平台,充分发挥其各自职能,对核辐射应急的顺利进行起到保障作用。结论:设计构建科学完整的放射医学与防护信息平台,有效地发挥学科馆员制度优势,是提高核事故应急反应机制的重要保证。

面向核反应堆计算软件的运行平台设计与实现

提出一种面向核反应堆计算软件的运行平台,采用虚拟化与跨服务器硬件平台的技术使平台能在主流的操作系统上运行;同时开发了适用于堆芯显示与操作的图形库,为用户提供友好的人-机交互界面,提升软件使用效率。该平台目前已成功应用于核电厂堆芯运行支持与燃料规划专用软件包(简称QSICOR)。通过应用研究表明,该平台能提升核设计的效率,有效地解决传统核反应堆计算软件在使用方式上的不足。

海洋核动力平台海洋环境设计基准概率论法

从概率法出发,结合陆地核电、船舶和海洋工程对环境设计基准的理论和实践,针对海洋核动力平台的核安全和平台安全需求,提出适合于海洋核动力平台海洋环境设计基准确定方法,为国内民用海洋核能应用工程的设计和监管提供参考。

基于设计波法的海洋核动力平台波浪载荷计算

我国首艘海洋核动力平台采用船型方案,由塔架软刚臂单点系泊装置长期定位于渤海海域。依据ABS规范规定的载荷控制参数,本文采用确定性法、随机性法和长期预报对平台的波浪载荷进行计算。对比3种不同方法得到的设计波参数和载荷最大值结果可知,确定性法由于只考虑了规则波,计算过程简单,但结果偏于保守;在随机性法中引入的危险率越小,设计波波高和载荷最大值都会越大,应根据设计要求进行取值;长期预报由于采用了波浪散布图并考虑了浪向概率分布,因此更加科学合理。计算结果可为同类型船体的波浪载荷计算提供参考。

面向对象的TMSR设计数据管理平台

为提高研究堆工程的协同设计能力,通过调研核电设计院的工作流方法、协同管理方式和软件平台的功能架构,建立了钍基熔盐堆核能系统(TMSR)项目计划管理、流程控制、质量监督为核心的设计数据管理平台,实现了面向对象的设计元数据结构。提出了“从点入手、以点带线、以线促面”的设计管理方法,利用Postgres数据库、Node.js数据交互和Web端数据可视化的技术,实现了元数据的上传、共享、管控、多维度信息统计等操作,以及基于时间轴设计数据的追溯和控制。最终模拟应用在钍基熔盐堆仿真验证装置上,通过设计文件的计划清单管理、开口项管理和接口管理等活动,证明了该系统数据模型设计的可行性。

100kWe级空间快堆核电源系统仿真平台开发与应用

空间核反应堆电源作为一种具有竞争力的空间电源方案,正逐渐受到关注及应用。本文针对一个100 kWe级锂冷快堆耦合布雷顿循环的空间堆核动力系统方案,修改了RELAP5程序中的物性程序、换热模型,程序中的中子动力学模块使用蒙特卡洛方法计算快堆物理参数与堆芯控制调节参数,由此集成并建立一个空间快堆核动力系统综合仿真平台,应用该平台对100 kWe级空间堆核动力系统进行了稳态模拟与事故分析。结果表明:在瞬态发生后系统各参数变化符合预期,验证了各部件及控制系统的功能性及有效性;同时,还初步进行了仿真平台用于100 kWe级空间反应堆核动力系统设备的设计优化的实践,为空间快堆设计与安全分析提供了技术储备。

核电工程设计平台同步协同应用

目前核电业务呈多路线、多基地的发展趋势,加上核电工程设计工作量巨大、专业分工精细的特点,使得异地间的相关专业在核电工程设计中出现越来越多的交叉设计,导致各专业间的提资频率越来越密集。如何缩短各地之间工程设计数据的同步时间,甚至做到工程设计数据实时同步,是核电工程异地协同设计领域值得研究的问题。从系统验证的角度出发,利用现有流行的虚拟化技术对核电工程专业设计同步协同进行一次深入探索和验证,在原有设计平台架构的基础上增加一套辅助接入平台,实现远程用户接入并进行核电工程协同设计。研究成果对后续设计生产平台升级与优化具有指导性意义。

我国滨海核电厂厂坪标高的确定

主要叙述了与滨海核电厂厂坪标高有关的主要因素,并详细阐述了如何确定我国滨海核电厂的厂坪标高。

Tekla在核电机械模块设计中的应用研究

目前在核电工程设计中较多采用PDMS或PDS设计软件,但对于由多专业物项紧密布置组合而成且需各专业设计人员高度协同配合的机械模块设计,单独使用PDMS或PDS软件较难完成其全部设计内容。针对现状,结合实际工程设计,分析机械模块的设计流程和钢结构设计软件Tekla在钢结构设计的优势,采用Tekla分3个阶段逐步应用于机械模块设计的实施方法,深入研究Tekla有机融入模块设计的工作模式并提出相应的流程方案,为提高钢结构设计与模块其他专业设计的综合布置协调契合度及机械模块的设计效率提供了参考。

基于MCNP程序的海洋核动力平台堆芯核设计校核计算研究

海洋核动力平台是小型核反应堆与船舶工程技术的有机结合,具有机动性好、一次性装料运行周期长、功率密度大、运行成本低、节能环保等特点。本文采用蒙特卡罗粒子输运程序(MCNP),建立海洋核动力平台反应堆堆芯几何模型,计算该反应堆首循环初始装料冷态、常压下的堆芯反应性和控制棒价值,并与核设计计算结果进行对比。结果表明:MCNP程序适用于海洋核动力平台反应堆堆芯核设计校核计算,并可与核设计值互相验证。

核燃料设计与性能分析平台的研发

目前核燃料性能分析领域存在软件版本多、设计数据分散、设计平台没有统一、设计过程难以管理等问题,难以适应目前面临的多机组、多技术路线、快速迭代的核电项目设计发展形势。核燃料设计与性能分析平台(FEPAC)在集成核燃料分析软件的基础上,实现了对核燃料设计上游接口、创建算例、提取结果、验证设计准则、生成工程报告和记录安审反馈等全过程管理,达到了管控集中、流程规范、过程受控、效率提升、减少人因错误等目的。平台不仅便于各款软件及时更新和共享,而且简单直观的标准化操作界面提高了业务人员设计的效率和质量,为燃料软件研发和工程分析提供了保障。

基于虚拟化集群的核设计平台作业调度系统研究与实现

针对核设计平台的运算效率不高、因硬件故障导致的运算中断,提出利用VMware对服务器进行虚拟化,建立虚拟化集群,采用LSF(Load Sharing Facility)平台对集群中的系统资源进行调度,实现核设计平台的高可用性和负载均衡。论文详细介绍了传统核设计平台在软硬件平台限制和资源利用率上的不足,设计了面向核设计平台的虚拟化集群作业调度系统,并将核设计软件包成功运行在该系统上。实验结果表明保证计算结果正确的前提下,运算效率呈倍数提高。

海啸对我国滨海核电厂厂坪标高的影响

叙述了确定滨海核电厂厂坪标高时所考虑的要素,基于海啸增水和与构筑物爬高特性,提出一些关于我国滨海核电厂厂坪标高设计时如何考虑海啸影响的见解和技术探讨。

基于近似模型核主泵模型泵水力模型优化设计

基于多学科优化软件Isight和计算流体力学软件NUMECA的平台,对试验设计、近似模型和优化算法相结合的优化策略进行集成,并通过程序语言Python进行界面开发,搭建了适用于核主泵水力模型的自动优化设计平台。利用该平台,以课题组自主设计的水力性能优良的核主泵模型泵作为研究对象,以CFD计算结果为基础,建立了反映设计变量与目标函数之间关系的近似模型,对核主泵叶轮几何形状及其与导叶入口距离之间的交互效应进行研究;并采用多岛遗传算法进行优化,获得了水力性能更加优良的水力模型。结果证明了初步构建的核主泵集成优化平台的实用性与采用优化策略针对过流部件进行优化的可行性与合理性。

基于NASPIC平台的反应堆保护系统架构设计研究

反应堆保护系统是核电厂中非常重要的安全系统,主要用于保护反应堆、环境及人员的安全,属于核电厂1E级仪表控制设备,其自身的可靠性和安全性,对核电厂的正常运行起着至关重要的作用。其中反应堆保护系统架构对整个系统的可靠性、可用率和可维护性等起着关键作用。本文基于龙鳞(NASPIC)平台,根据反应堆保护系统的功能需求和设计准则,提出了一套较为完善合理、满足功能和设计准则要求的反应堆保护系统架构。同时根据架构设计搭建了"华龙一号"科研样机,并基于FTA/Markov可靠性分析方法,就搭建的保护系统科研样机进行了功能测试和可靠性分析计算,证明反应堆保护系统架构设计符合设计要求,为后续项目的系统架构设计提供参考。

三维协同设计平台在核电工程设计中的应用分析

三维协同设计平台是数字化、虚拟化、立体化、智能化等技术的融合,由于其直观性强,受到越来越多的核电工程设计单位的青睐。介绍了三维协同设计在核电工程布置设计、模型存储、图形展示中的应用特点,明确其在核电工程设计中应用的优势,分析了工程设计合理性、便于工程数据管理、提高施工图设计质量等方面的作用,阐述了核电工程设计人员在数据库定制、设计变更面临的挑战,并提出改进建议:1)提高设计人员对三维协同设计的适应性和熟练度;2)加大对数据库定制的投入,实现多项目复用;3)形成三维协同设计标准化体系和机制。科学准确应用三维协同设计平台可提升核电工程设计单位核心竞争力。