Техническое совещание по содействию информационной доступности и использованию ядерных установок и связанных с ними тренажеров для образования, проведения исследований и создания энергоблоков
В мае 2011 г. специалисты Лаборатории Тренажерных Систем (ЛТС) кафедры "Автоматика" НИЯУ "МИФИ" приняли участие в техническом совещании по содействию информационной доступности и использованию ядерных установок и связанных с ними тренажеров для образования, проведения исследований и создания энергоблоков (IAEA Technical Meeting to Promote the Awareness and the Use of Nuclear Facilities and Related Simulators as Effective Tools for Education and Research and for Capacity Building). Техническое совещание было организовано и проведено под эгидой МАГАТЭ в Центре Тренажерного Обучения (Gesellschaft für Simulatorschulung mbH) в Эссене, Германия.
В ходе технического совещания специалист ЛТС Чернов Е.В. представил участникам доклад о применении Многофункционального анализатора режимов реакторного отделения (МФА-РО) для обучения и проведения исследований преподавателями и студентами профильных ВУЗов.
МФА-РО может использоваться для анализа стационарных и переходных процессов в реакторе ВВЭР-1000. Анализатор верифицирован на большом количестве расчётно-экспериментальных данных АЭС и аттестован ГАН РФ для расчета реакторов типа ВВЭР-1000. МФА-РО специальным образом адаптирован для решения большого круга учебных задач в области нейтронной физики, теплогидравлики и управления ядерными реакторами.
Объем моделирования МФА-РО включает реактор, системы управления, системы СВРК и АКНП. Т.к. анализатор является частью полномасштабного тренажера реактора ВВЭР-1000, объём моделирования МФА-РО может быть легко расширен до реакторного отделения и дальше.
МФА-РО моделирует статические режимы работы реактора, переходные режимы на мгновенных и запаздывающих нейтронах, радиальные и аксиальные ксеноновые колебания, отравление самарием, выгорание топлива, остаточное энерговыделение в активной зоне и т.д.
МФА-РО обладает доброжелательным пользовательским интерфейсом, который отображает основные параметры состояния реактора, графики в реальном масштабе времени, аксиальное и радиальное распределение параметров, обеспечивает управляющие воздействия пользователя на органы регулирования, положения различных задвижек, режимы работы оборудования и т.д.
МФА-РО обладает широкими возможностями по конфигурации активных зон реактора:
- в библиотеке нейтронных сечений содержится более 50 различных типов ТВС;
- произвольная первая топливная загрузка;
- произвольный режим перегрузок топлива при моделировании топливных циклов;
- произвольное расположение органов регулирования в активной зоне и произвольное объединение их в группы.
МФА-РО обладает следующими возможностями для проведения расчётов:
- расчёт в статике и в динамике;
- борный регулятор для вывода реактора в критику или поддержания критики в ходе переходного процесса;
- подключение модели активной зоны к модели первого контура или работа на граничных условиях по нижней камере смешения;
- с помощью моделей АКНП возможно прямое воспроизведение реакторных экспериментов, проводимых на АЭС.
МФА-РО может быть использован для решения следующих учебных задач:
- исследование характеристик групп ОР СУЗ;
- моделирование сброса аварийной защиты реактора;
- расчёт и анализ коэффициентов и эффектов реактивности;
- моделирование различных топливных загрузок и анализ топливных циклов;
- моделирование и анализ ксеноновых переходных процессов;
- подавление ксеноновых колебаний;
- исследование характеристик автоматических регуляторов, например, автоматического регулятора мощности.
В докладе на техническом совещании Чернов Е.В. представил в качестве образца лабораторной работы работу по расчёту и анализу веса групп ОР СУЗ. Были представлены:
- цели работы;
- список задач, которые необходимо решить при выполнении работы;
- интерфейс;
- пошаговая инструкция выполнения лабораторной работы;
- образец отчета по лабораторной работе и рекомендации студенту по его подготовке.
В настоящее время на базе МФА-РО подготовлены лабораторные практикумы, которые используются в МИФИ в следующих учебных курсах:
- Лекции "Автоматизация в ЯЭУ" и Лабораторные работы "Системы управления и защиты";
- Лекции "Моделирование физических процессов в оборудовании АЭС" и Лабораторные работы "Управление и безопасность ЯЭУ".
МИФИ успешно передаёт опыт использования МФА-РО для подготовки специалистов в высшей школе Белорусскому Государственному Университету (БГУ), запланировано сотрудничество с ВУЗами Армении и Украины при поддержке МАГАТЭ.
По результатам технического совещания:
- МФА-РО признан хорошим образцом применения компьютерного тренажера для образовательных и исследовательских целей в высшей школе;
- Рекомендовано поощрять использование тренажеров и соответствующих учебных курсов в образовании в вузах стран-участников МАГАТЭ;
- Странам-участникам МАГАТЭ рекомендовано включить в образовательные программы курсы, основанные на использовании соответствующих компьютерных тренажеров реакторов.