RusAtom

Средства и системы проектирования

САПФИР
Единая среда для создания математических моделей технологических объектов и устройств атомной и тепловой энергетики.


«Программный комплекс «САПФИР» представляет единую среду для создания математических моделей технологических объектов и устройств атомной и тепловой энергетики, а также позволяет реализовывать человеко-машинный интерфейс с помощью виртуальных панелей и видеокадров.

ПК «САПФИР» позволяет вести разработку, наладку и сопровождение изготовленной продукции
на протяжении всего цикла выполняемых работ так, чтобы пользователь оперировал понятными
ему объектами гидравлики, автоматики, электрики), не прибегая непосредственно к
программированию на языках высокого уровня. Это уменьшает время выполнения операций и
снижает вероятность ошибки, повышая качество конечного продукта.

ПК «САПФИР» обладает развитыми средствами обнаружения и диагностики ошибок. Реализован
метод ввода данных из списка допустимых вариантов. Графические средства отладки позволяют
контролировать изменения  параметров непосредственно на диаграммах, как текущие, так и в виде
графиков или в виде изменения цвета/изображения элемента на диаграмме.


Графическая оболочка ПК «САПФИР» создана с использованием языка программирования Java  и функционирует, в среде операционных систем не только Windows, но и других, в которых реализована поддержка платформы Java (Linux, Windows и др).

Автоматизированная технология создания виртуальных пультов и панелей

На виртуальных пультах и панелях отображается вся информация, присутствующая на реальных пультах и панелях, а также активные элементы, такие как ключи, кнопки, переключатели и т.п., которыми оператор может управлять, воздействуя на работу тренажерного комплекса.

Виртуальные пульты и панели реализованы на базе Intel-совместимых компьютеров под управлением OC семейства Windows или Linux с использованием платформы  JAVA.

В компании разработана технология автоматического создания изображений виртуальных панелей и пультов.

Автоматизированная технология создания виртуальных пультов и панелей представляет собой набор компьютерных программ, в состав которого входит генератор виртуальных панелей и пультов, и программный комплекс “САПФИР” в качестве платформы для  отображения и редактирования.

Генератор виртуальных пультов и панелей преобразует чертежи пультов и панелей, выполненные в системе автоматизированного проектирования и черчения AutoCAD проектными организациями, в набор объектов, из которых, с помощью программного комплекса “САПФИР” создается визуальное представление виртуальных панелей и пультов.


После генерации и обработки программным комплексом “САПФИР виртуальная панель (пульт), по внешнему виду ничем не отличается от исходного чертежа и может выполнять все интерактивные функции реальных панелей и пультов.

Расчётные коды

Моделирование теплогидравлических систем

Расчетный код CMS был разработан для динамических расчетов теплогидравлических систем в реальном масштабе времени. CMS может использоваться для моделирования практически любой теплогидравлической системы энергоблока АЭС, что делает данный код универсальным инструментом разработчика.


CMS позволяет создавать модели для теплогидравлических систем с двухфазными и двухскоростными потоками (вода, пар, газы). Модели СMS могут быть интегрированы с моделями нейтронной физики и кинетики реактора, моделями электрических цепей и систем управления, а так же с моделью тяжелых аварий с расплавлением активной зоны реактора.

CMS оснащен мощным интерактивным графическим редактором, который используется как для разработки расчетных схем, так и для отладки готовых математических моделей.

Моделирование нейтронно-физической системы

Нейтронно-физическая модель активной зоны в тренажерах АЭС обеспечивает детальное описание процессов переноса нейтронов и энерговыделения в стационарных и нестационарных режимах. Диапазон моделируемых режимов включает в себя пуск, эксплуатацию на номинальной мощности, изменение мощности и останов блока, а также аварийные режимы, сопровождающиеся быстрым вводом реактивности, потерей теплоносителя, в том числе с отказом аварийной защиты реактора.

Программа ТРЕК представляет собой третье поколение нейтронно-физической модели для тренажеров АЭС и является результатом 20-летнего развития методов нейтронно-физического расчета реакторов в реальном времени.

Программа ТРЕК способна эффективно использовать многопроцессорные вычислительные средства, позволяет использовать нодализацию в одну или шесть точек на ТВС в горизонтальном плане для расчетов реального времени и 24 или 54 точки на ТВС, если нет требования реального времени расчета, снабжена автоматизированной системой подготовки константного обеспечения АСКО. Эта система позволяет на основе современных ядерных данных с помощью автоматизированных процедур формировать константное обеспечение для нейтронно-физической модели активной зоны реакторов ВВЭР, а также создавать исходные состояния для тренажера в части нейтронно-физической модели.


Моделирование тяжелых аварий

 Расчетный код SAM позволяет моделировать:

  • теплогидравлику реакторного контура;

  • работу современных систем безопасности на АЭС нового поколения;

  • тяжелые аварии;

  • контаймент (герметичную оболочку);

  • выделение и выход горючих газов и газообразных продуктов деления в процессе тяжелой аварии.

Основным преимуществом кода SAM является то, что он позволяет моделировать запроектную аварию в реальном масштабе времен,  в том числе и в рамках тренажерного моделирования.


SAM включает в себя пять пакетов, которые рассматривают основные группы процессов, характерные для тяжелой стадии аварии:

  • теплогидравлические процессы, происходящие в первом контуре;

  • процессы разогрева и разрушения активной зоны (пакет SACORE);

  • процессы, происходящие в нижней камере реактора после начала выпадения в нее материалов деградирующей АЗ (пакет SADOCO);

  • процессы взаимодействия расплава с бетоном (для блоков, не оборудованных устройством локализации расплава) (пакет SACONC);

  • процессы, протекающие в устройстве локализации расплава после проплавления днища корпуса реактора и вываливания находящихся на нем расплавленных материалов активной зоны, внутрикорпусных устройств и днища в устройство локализации (пакет SALOV).

Модель контайнмента включает в себя 25-40 контрольных объемов, что позволяет не только моделировать изменение теплофизических параметров среды в контайнменте при авариях с течью теплоносителя из первого контура, но и контролировать распределение концентрации водорода и радиоактивных продуктов. Кроме того, моделируется работа спринклерной системы, системы рекомбинаторов водорода, учитываются тепловые потоки от оборудования на внутрикорпусной стадии тяжелой аварии и расплава - на внекорпусной стадии, выделение газов от химических реакций, а также отвод тепла от парогазовой смеси за счет конденсации на стенках контайнмента. 


Разработанный пакет расчетного кода SAM применен на  тренажерах для анализа запроектных аварий и разработке мер по ослаблению влияния их последствий на безопасность населения и окружающей среды.


Моделирование радиационной обстановки в окружающей среде

Код ADM (AtmosphericDispersionModeling) разработан для интеграции в состав программного комплекса (ПК) КАРАВАН и предназначен для оценки последствий аварий, сопровождающихся выбросом токсичных или радиоактивных веществ в окружающую среду, как в реальном времени, так и с ускорением.

В основу программы положена гауссова модель струи, в соответствии с которой примесь, выбрасываемая точечным источником, образует факел  в котором распределение концентраций характеризуется как гауссовское в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Данная модель является надежным и достаточно точным инструментом для оценок концентрации примеси в воздухе и плотности ее выпадения на подстилающую поверхность.Простота математической формулировки и легкость ее реализации в виде программного кода объясняют широкую распространенность этого подхода. Кроме того, к его достоинствам можно отнести небольшое количество входных параметров, которые могут быть получены из данных измерений метеостанций, либо импортированы из метеосайтов.

Представленная математическая модель позволяет рассчитывать распространение облака радиоактивной примеси в атмосфере для двух типов аварий: выброс из непрерывного точечного источника и мгновенного точечного источника, когда время выброса не превышает 15-20 минут.

Результатом расчета является четырехмерный массив, каждый элемент которого –  концентрация i-го радионуклида в точке x, y, z в момент времени t. Качественный состав выброса определяется разработанным ранее кодом PCAM (Primarycoolantactivitymodeling), предназначенным для моделирования накопления активности под оболочкой твэлов и выходом газообразных продуктов деления в первый контур и так же включенным в состав ПК КАРАВАН.

Программа адаптирована для работы в составе тренажеров АЭС, допускает ускорение расчета до 10 раз по отношению к реальному времени и может быть дополнена модулем сбора метеорологических данных из Интернета.

ГЕНТА
Технология «ГЕНТА» представляет собой технологию создания модели алгоритмов управления функциональными модулями ТПТС и их комплексной отладки на компьютерах под управлением операционной системы LINUX.
При создании тренажеров возникла задача использования готового ПО СКУ в построении математической модели, а также задача автоматической поддержки актуальности модели в условиях постоянных и поэтапных изменений ПО, происходящих вплоть до сдачи энергоблока в эксплуатацию.



С помощью технологии «ГЕНТА» при перепрограммировании любой из подсистем реального ПТК ТПТС, произведенном  со стороны проектировщиков ПО СКУ блока,  автоматически будут произведены все действия по приведению математической модели тренажера  в соответствие с данными изменениями.

Технология включает в себя предкомпилятор языка STEP-M  в язык Си, библиотеку функциональных блоков, графические средства для наблюдения за аналоговыми и дискретными сигналами блоков ТПТС, программу сравнения различных версий GET проектов.

ГЕНТА предназначена для создания полномасштабных и аналитических тренажёров для подготовки оперативного персонала электростанций, а также для статического и динамического тестирования алгоритмов АСУТП.