Атомная промышленность

Задачи и способы решения

В условиях повышающегося спроса на электричество, растущего внимания к проблемам окружающей среды, усиления государственного контроля за соблюдением правил безопасности предприятия атомной промышленности сталкиваются с проблемами обслуживания, повышения мощности, увеличения срока эксплуатации существующих АЭС, у которых истекает срок лицензированной эксплуатации. В то же время, разработчики и инженеры предлагают и внедряют инновационные разработки для того, чтобы АЭС соответствовали современным требованиям. На протяжении почти 40 лет инженеры, работающие в атомной промышленности, используют программные продукты инженерного моделирования компании ANSYS для оценки процессов и операций, а также для эффективной, надежной и безопасной эксплуатации АЭС. Основной ценностью инженерного моделирования в атомной промышленности является возможность повышения безопасности, значительного снижения временных и денежных затрат на разработку, оптимизацию, исправление неполадок, ремонт элементов и систем АЭС.

Проектирование новых АЭС

При разработке новых АЭС необходимо добиться снижения времени проектирования и финансовых затрат, получить лучшие характеристики производительности и надежности по сравнению с предыдущими АЭС. Упрощенные проекты АЭС и использование модульных принципов построения часто позволяют снизить капитальные вложения и время строительства. Непрерывное улучшение характеристик производительности и запаса по теплонапряженности активной зоны реактора, а также улучшения, повышающие стабильность топлива, позволяют энергетическим компаниям добиваться большей производительности АЭС. Инструменты инженерного моделирования в совокупности с инструментами оценки параметров и оптимизации дают широкий набор возможностей для расчетов альтернативных вариантов конструкции.

 

 

Безопасность ядерного реактора

Безопасное производство атомной энергии, вероятно, является одной из основных задач, стоящих перед инженерами, разрабатывающими и обслуживающими АЭС. Независимо от задачи, будь то прочность конструкции, задачи эрозии, загрязнения, потери теплоносителя, сейсмических явлений, гидроудара или аварийных переходных эксплуатационных режимов, разработчики продолжают повышать производительность оборудования, улучшать инженерно-технические средства безопасности, при возможности объединять средства пассивной безопасности и оценивать способы предотвращения распространения радиоактивности. Набор инструментов инженерного моделирования компании ANSYS, включающий в себя средства для выполнения конструкционного анализа, для решения задач динамики в явной постановке, задач термогидравлики, динамики жидкостей и газов, электромагнитных задач, позволяет оценить соответствие АЭС требованиям регулирующих органов.

Хранение, транспортирование и уничтожение отходов

Одной из важнейших операций, требующих соблюдение дополнительных мер безопасности, является утилизация отходов, например, отработанного ядерного топлива. Многие компании-производители атомной энергии хранят отработанное ядерное топливо в контейнерах прямо на территории, на которой расположен реактор, в течение многих лет. Для удаления отходов требуется транспортировочный контейнер, для которого необходимо предусмотреть возможность падения, пожара, столкновения и других возможных аварий. Возможность предвидеть прочностные, термогидравлические характеристики такого оборудования в различных ситуациях является очень важной. В подобных задачах инструменты инженерного моделирования позволяют тщательно изучить изделие «изнутри», что трудно сделать какими-либо другими способами.

Обеспечение качества

Поскольку исторически компания ANSYS начинала работать именно в области атомной энергии, имя ANSYS фактически является синонимом к слову «качество» в атомной энергетике. Система контроля качества ANSYS, Inc. соответствует международному стандарту ISO 9001:2008, введенному Международной Организацией по Сертификации, расположенной в Женеве, Швейцария. Система контроля качества ANSYS также соответствует требованиям Комиссии по управлению деятельностью в области атомной энергетики (NRC)США 10CFR50, приложение B, и стандарту качества Американского общества инженеров-механиков (ASME) NQA-1. Обе организации предъявляют самые строгие требования по безопасности к программному обеспечению. Кроме того, ANSYS долгие годы сотрудничает с клиентами-компаниями, занятыми в атомной промышленности, в области контроля качества. Это позволило соблюсти все требования, предъявляемые к программному обеспечению, которое используется для анализа конструкций оборудования, применяемого в атомной промышленности.

Возможности

  • Механика деформируемого твердого тела: статический, динамический анализ; усталость конструкции; тепловой анализ; сложный нелинейный контакт; задачи в явной постановке; вибрации; отклонение; потеря устойчивости при изгибе; роторная динамика; ползучесть; нелинейные материалы и геометрии; другие виды анализа механических систем и материалов.
  • Динамика жидкостей и газов: тепловой анализ; анализ течений; однофазные и многофазные потоки с кипением, конденсацией, равновесным испарением или фазовым переходом; моделирование турбулентности; взаимодействие нескольких жидкостей/газов; выполнение различных типов анализа, учитывающими взаимодействия между жидкостями, газами и твердыми телами; анализ статических и переходных процессов.
  • Электромагнитные явления в электронных и электромеханических системах: разработка и проверка интегральных схем; СВЧ/ВЧ явления; целостность сигнала; электромеханические системы.
  • Специализированные инструменты: параметрическое моделирование; оптимизация; выполнение анализа для задач в явной постановке; управление знаниями и данными, полученными от разных разработчиков; настройка взаимодействия для программных инструментов сторонних производителей.