Цифровой двойник тепловыделяющей сборки ядерного реактора

Ответственный исполнитель: А.И. Авксентьев, ведущий инженер отдела энергетического машиностроения ИЦ «ЦКИ» СПбПУ

Специалисты Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) (ИЦ «ЦКИ») СПбПУ завершают разработку, позволяющую оценивать в цифровой среде работу ядерного реактора.

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора – сложное изделие, на элементы которого оказывает влияние спектр взаимоувязанных воздействий, изменяющихся во времени: механические, гидравлические, тепловые, радиационные. Разработка цифрового двойника (ЦД) тепловыделяющей сборки (ТВС), позволит оценивать влияние этих процессов друг на друга во время работы ТВС в составе реактора, а также проводить многокритериальную оптимизацию изделия. На основании разработки и валидации ЦД будет проводится работа по проектированию универсальной методики расчета ТВС.

ЦД включит в себя: виртуальный испытательный полигон (ВИП) «Безопасность», оценивающий прочность транспортно-упаковочного контейнера (ТУК); взаимоувязанные виртуальный испытательный стенд (ВИС) «Прочность» и ВИС «Гидродинамика», позволяющие проводить оценку НДС изделия при статических и динамических воздействиях с учетом радиационного роста и ползучести, а также определить значения гидравлических характеристик изделия с учетом эффекта кипения рабочей среды, оптимизировать конструкцию для интенсификации теплообмена.

Алексей Авксентьев, ведущий инженер отдела энергетического машиностроения ИЦ «ЦКИ» СПбПУ: «Разработка ЦД ТВС оказалась сложной, нелинейной задачей, требующей погружения в большой объем разрозненных и недостаточных данных. Однако успешное завершение проекта позволит всесторонне оценивать влияние действующих нагрузок и воздействий и перенести в цифровую сферу значительную часть испытаний при разработке новых ТВС и модификации существующих ТВС, что значительно сократит сроки проектов и финансовые затраты на их выполнение, при этом повысит их качество».