15 апреля 2022

Для энергокомплекса с реактором БРЕСТ-300 будет создан цифровой двойник

Страна Росатом

У опытно­демонстрационного энергокомплекса (ОДЭКа) с реактором БРЕСТ-ОД‑300, который строится в Северске в рамках проекта «Прорыв», будет цифровой двойник. Отдельные части будущей системы готовы: ВНИИНМ, снежинский ядерный центр и Томский политех разработали программные комплексы «Визарт» и «Код ТП». Что они умеют и кому полезны — ​объясняет руководитель проекта, ведущий эксперт ВНИИНМ Ольга Шмидт.

Расчетные коды, моделирующие технологические процессы замыкания топливного цикла — ​фабрикацию и рефабрикацию топлива, переработку ОЯТ, обращение с РАО, нужны на всех этапах жизненного цикла ОДЭКа: от проектирования и обоснования безопасности до вывода из эксплуатации.

«Код ТП» — ​модель автоматизированной системы управления технологическими процессами. Разработан совместно со специалистами Томского политехнического университета. Программный комплекс включает математическое описание приборов АСУ ТП и физико-химические модели технологических процессов. Это в первую очередь инструмент для оператора технологических линий. Прежде чем что-либо делать в реальности, он может на модели посмотреть, к каким результатам приведут его действия. «Код ТП» дает подсказки, как лучше поступить в той или иной ситуации. Также его планируют использовать как тренажер в обучении операторов ОДЭКа.

Этот код готов, верифицируем его элементы на экспериментальном аффинажном экстракционном каскаде Сибирского химкомбината. С прошлого года на базе «Кода ТП» начали делать цифровой двой­ник модуля фабрикации.

Второй программный комплекс, «Визарт», — ​больше прогнозная, концептуальная модель. Разрабатываем его с командой математиков и программистов РФЯЦ-ВНИИТФ.

С каждым годом у комплекса все больше функций, хотя изначально заказчики ждали от «Визарта» меньше, чем он умеет уже сейчас, — ​только расчета баланса всех материальных потоков на модулях фабрикации топлива, переработки и обращения с РАО. Думали, что комплекс нужен будет на стадии проектирования технологических переделов ОДЭКа, обоснования технических решений. Оборудование и технологии для разных процессов разрабатывают разные люди, а когда начинают все собирать в технологическую цепочку, могут быть нестыковки узлов. Предотвратить их на этапе разработки технологий и проектирования объектов — ​это и была задача «Визарта».

«Код ТП» позволяет управлять производственными процессами, «Визарт» — ​согласовывать производственные процессы, проектировать оборудование, здания и сооружения, планировать штатное расписание и загрузку персонала, делать экономические расчеты, а также подготавливать данные для обоснования ядерной и радиационной безопасности с использованием нейтронно-физических кодов.

Этим комплексам суперкомпьютер не нужен — ​они отлично работают на обычном ПК. Частично интегрированы друг с другом, есть возможность обмениваться данными.

Оба кода отчуждаемы, то есть могут применяться без участия разработчиков. Но есть нюансы. «Код ТП» относительно прост в использовании. Достаточно быть хорошим технологом, чтобы его освоить. С «Визартом» сложнее. Отдельным функционалом легко пользоваться, а чтобы освоить весь комплекс, нужна серьезная квалификация. Мы сейчас стараемся сделать его более user-friendly. Возможно, нарежем код на модули. Конструктору — ​свой, экономисту — ​свой, технологу — ​свой.

Программные комплексы уже вышли за рамки «Прорыва». «Визарт» используют разработчики инновационного жидкосолевого реактора. В прошлом году смоделировали технологии фабрикации топлива и регенерации топливной соли и рассчитали тепловые балансы по всей технологической схеме.