Цифровой двойник начальной стадии ядерного цикла

Ответственный исполнитель: Н.К. Ефимов-Сойни, начальник сектора общего машиностроения ИЦ «ЦКИ» СПбПУ

Специалисты ИЦ «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab^®) СПбПУ работают над созданием цифрового двойника тепловыделяющей сборки (ТВС) водо-водяного реактора, позволяющего системно учитывать все основные процессы и явления в ТВС.

Основные направления работы:

• разработка цифровых двойников ТВС-К реактора PWR (Pressurized Water Reactor) и ТВС реактора ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор);
• выполнение расчетного анализа напряженно-деформированного состояния ТВС-К и ее конструктивных элементов в проектных условиях эксплуатации;
• создание универсальных алгоритмов проведения расчетной оценки прочности, безопасности и надежности ТВС-К и ТВС ВВЭР и обоснование соответствия проектным критериям и требованиям;
• проведение многокритериальной оптимизации конструкции и расположения перемешивающих решеток;
• создание цифрового полигона испытания транспортного упаковочного комплекта (ТУК) и оптимизация конструкции ТУК ТК-С69;
• проведение валидации моделей по результатам экспериментальных исследований.

Главным вызовом при разработке и оптимизации конструкций ТВС является сложность и масштабность процессов, происходящих в ней. Создание цифрового двойника ТВС на базе Цифровой платформы CML-Bench™ – собственной разработки ИЦ – позволит системно учитывать все основные процессы и явления в ТВС, разрабатывать новые конструкции как элементов ТВС (перемешивающие и дистанцирующие решетки, антидебризный фильтр и т.д.), так и всей сборки целиком. Наконец, разработка откроет возможности для применения новых технологий, таких как аддитивная печать цирконием или изготовление из керамических материалов.

Николай Ефимов-Сойни, начальник сектора общего машиностроения ИЦ «Центр компьютерногоинжиниринга» (CompMechLab^®) СПбПУ:

«До 70% стоимости изделия закладывается на этапе проектирования. Применение цифровых двойников в атомном машиностроении поможет снизить себестоимость изготовления и эксплуатации изделия, а также уменьшить количество проводимых испытаний. При этом необходимо использовать существующий задел по данной тематике, чтобы учесть все нюансы столь сложной системы».