引言
现阶段,核电生产过程中的安全控制,以及核电厂内部的日常管理维护,对于关键操作设备以及操作过程的系统化控制要求更加严格,尤其是在核电事故的影响之下,对于操作员以及技术管理人员的岗位技能培训进一步得到重视。而作为核电培训的关键技术,仿真技术对核电设备、物理工艺以及控制过程的仿真,能够较大程度上以更加直观、逼真的方式,将核电操作维护的安全知识与技术规范,通过计算机界面或虚拟成像技术与培训者互动,从而提高核电培训管理的效率;且在工程设计验证与技术研发方面,该技术的应用也能较大程度满足实际需要。因此在实际应用中对于核电的仿真关键技术开展技术研究分析,提高技术自主化程度,对于我国当前阶段的核电事业发展具有实际意义。
1、 核电仿真系统关键技术概述
1、1核电仿真技术
与常规发电站不同,核电站因通过核能转变的方式发电,因而在安全性、稳定性以及可靠性等方面的要求更为严格。与此同时,对于从业人员的技术能力以及核电知识要求也有明确要求。但在实际人员培训以及工程验证和核电相关技术研发中,在核电现场开展在安全、资源浪费、效率等方面具有明显劣势,在此背景下,引入核电仿真技术。核电仿真技术在核电领域,一方面将反应堆工程、热动力等技术与电子计算机相融合;一方面又根据其实际的应用需要,在设计制造过程中融入安全技术相关数据,与核电运行技术人才培训,工程设计验证等实际需要相对应,满足核电事业发展需要。
1、2核电仿真技术发展现状
现阶段的系统仿真技术在核电工业的发展应用,随着工业发展需要逐渐深入。其主要表现在应用领域及应用程度的不断扩大。在应用领域方面,就其需求而言,现阶段的核电仿真技术主要应用于人员培训,其中包括技术维修、故障诊断以及核电的基础性运行等。另外,随着核电技术的发展及市场需求的扩大,在对集成测试、故障排查处理等相关技术研究时,也需要核电仿真系统技术的参与,以获取相关数据或满足实验条件,这在满足工程设计验证中同样有所体现。另外,在应用程度方面,随着核电仿真技术的研究进程,其技术的应用程度也随之深入。但就现阶段该技术的发展而言,由于核电仿真需要融合较多高新技术,同时还需根据实际需要平衡各技术的实现及应用方式,因此在设备设计制造周期、成本以及质量控制上,仍然存在许多问题。尤其是在自主化程度方面,虽然随着我国核电技术的发展,核电仿真系统取得较大进步,但在关键技术方面,对于国外技术支持的依赖程度仍然较大。但同时,在国家可持续发展战略背景下,对核电技术自主化发展提出更高要求,核电仿真系统发展也迎来了新的历史发展机遇。
2、 核电仿真系统关键技术分析
核电站的仿真系统以大型电网络,热工流体网络实时算法、模块化,图形化建模技术、控制系统仿真技术等核心技术为基础,在模型精度以及仿真实时性方面通过数学模型与算法应用,在计算机的支持下,对数值计算及相关方程组进行求解,从而根据实际需要,满足系统设计及设备制造标准。
2、1支持软件
核电仿真系统的实现,需要硬件与软件设施的支持,从而对过程中的数据处理,动态演变过程等具体项目,通过更加直观生动的形式展现出,最大程度模拟核电的实际场景及工作过程。因此在该系统的支持软件方面,为实现应用过程中的功能需要,在实时仿真驱动、数据库管理支撑以及图像编辑等功能模块中,根据各功能模块在核电仿真模拟中所需达成的目的以及具体实施路径的不同,在支持软件的设置上,将各建模工具以功能作用的异同进行划分,再通过功能软件包的形式具体实现。在现阶段的技术问题中,对于支持软件而言,主要存在软件技术不能满足实际需要的情况,且在核电工程进度上,建模工具的效率及便利化程度对于实际的核电仿真技术实现所发挥的作用,也因支持软件的缺陷受到一定程度制约。
2、2系统模型
核电站在具体的运行过程中,无论是核能转变还是具体的运行维护,对于核电仿真系统的技术要求通常更为严格,尤其是在核电事故仿真及应急处置方面;而在核电仿真的具体实现上,要满足此种情况下的仿真需要,就必须提高模拟精度。与常规发电站相比,核电由于其应用领域的特殊性,对于仿真的实时数据的要求并不严格。通常情况下,常规发电站的数学模型便可满足核电的主设备及辅助设备的仿真要求。因此,要保证核电仿真的精度要求还是在于核电关键系统模型的具体实现。
2、3配置管理
在核电的具体运行过程中,根据核电厂运行阶段的不同,对于系统在线状态的变化,需要实施分析跟踪管理,以保证机组系统设备状态完全符合技术规范,并确保满足核安全最低限度的强制性要求。在其具体的实践过程中,对于配置管理的方式以及相关硬件软件配套设施的支持,直接影响对机组系统设备状态的监测效果,对于系统在线状态的模拟精度与与实际情况的误差也会受到较大程度的干扰。
3、 核电仿真系统自主化策略
3、1加强核电仿真技术研究队伍建设
核电仿真技术开发包含软件硬件等部分,是融合多门学科的系统化工程,因此对于核电仿真系统技术的研发及优化,需要人才资源的投入。在此基础上,提高我国核电仿真系统的自主化程度,首先要确保人才队伍建设的稳步推进。尤其是在加强校企合作的过程中,要注重人才的专业化水平提升,加强复合型人才培养力度 为我国核电仿真技术的可持续发展提供人才支撑。
3、2加大知识产权保护力度
加强核电仿真技术的知识产权保护力度,一方面是为相关技术的发展营造良好的市场发展环境,避免出现无序的市场价格竞争,导致仿真技术发展中资源分散。尤其是在现阶段技术力量分散的情况下,加大知识产权保护的力度,显得尤为重要。另一方面,在引进国外相关技术的过程中,加大知识产权保护的力度,能够为技术引进研究提供环境支持,短时间内缩短国内核电仿真技术与国外的差距。
3、3加大自主化政策扶持力度
加大核电仿真技术方面的自主化政策扶持力度,是发挥政府作用,为核电仿真技术的自主化发展提供政策支持的主要途径。在具体的实践过程中,政策的扶持不仅在于技术人才的支持,还应技术发展提供制度保障,并通过相应的配套政策措施,为核电仿真技术发展提供具体支持。另外,在核电仿真技术研发人才的培养方面,政府应当发挥主导作用,推动资金支持,尤其在培养模式及配套设施跟进方面,应当根据具体的核电仿真技术发展需要,灵活调整,以最大程度发挥政策支持作用。
4、 结语
现阶段,我国核电事业发展面临前所未有的挑战,在可持续发展展战略的支持下,也迎来新的历史发展机遇。在此背景下,推进核电仿真系统核心技术的技术研究突破,提高技术自主化程度,对于缩小与该领域世界先进技术差距,促进核电事业发展具有实际意义。
参考文献
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