未来核电站将向着数字化、智能化发展,“少人值守、智能监测”会广泛应用于核电站运行管理。利用数字孪生技术,可以对实体核电站和孪生核电站的数据进行交换分析,促进核电站的运行管理和监测,更好地确保反应堆运行安全。
数字孪生核电站促进界面监测的应用实践
北京智汇云舟科技有限公司成立于2012年，专注于创新性的“视频孪生（实时实景数字孪生）”技术研发与应用。目前，智汇云舟依托自研“孪舟”数字孪生专属引擎，推出了“披萨”低代码PaaS视频孪生开发平台、“速融咖啡”视频孪生一体机及视频孪生行业解决方案等多个产品线。
数字孪生核电站促进界面监测的应用实践
凭借领先的技术基础，智汇云舟持续助力能源行业数字化转型，以及推动产业协作的数字化升级。公司先后参与了许多重点项目建设，应用领域涉及智慧城市、数字乡村、智慧园区、工业生产、交通、水利、电力、军事、应急、场馆等全行业场景。
目前数字孪生核电关键开发技术、产品生命周期开发各阶段存在一定的技术挑战。国内部分核电站已经建立了一体化的生产运行管理管理系统、数字化平台、三维可视化平台、虚拟现实系统等,积累了良好的基础,具备了一定的数字孪生的基础。
数字孪生核电站促进界面监测的应用实践
数字孪生核电站支撑核电工程从设计到建造、运行、维护的业务全贯通,随着数字孪生核电站技术在模型建立、信息处理、交互仿真等领域的应用,建立起连接现有核电站和数据的虚拟空间。在数字空间中,建立与核电站需求分析、概念设计、详细设计、工艺设计、仿真分析、工程建设、试验验证、运行管理和运维保障相适应的业务模型,改变传统流程分工带来的数据割裂等诸多问题,实现全生命周期数据协同。应用的主要方面有
1、 核电设备设计
基于数字化孪生的核电系统设备设计,在总体论证和设计阶段,实现数字化全专业协同设计 成果的信息关联、构建核电设备设计规则库,实现基于数字孪生设计成果的智能组包。孪生模型支持在总体级、系统级和设备级建立数字样机,从功能、性能、行为等方面全面真实地模拟核电系统及装备,通过建立数字化孪生核电系统为基础,实现基于多学科数字样机的协同仿真与优化,实现对核电设备功能性能的各类仿真,支撑总体设计,缩短设计改进周期。
数字孪生核电站促进界面监测的应用实践
2、 核电设备制造
通过开发涵盖核电制造系统、设备资源以及 模拟设备制造环境的数字孪生模型。通过核电设备模型中的工艺分析、参数的优化、集成的优化,分析核电设备可优化制造流程、合理配置制造资源,可以减少核电关键返工、提升核电关键设备制造效率,缩短设备制造时间,进而提高核电生产资源利用率、降低核电建设生产成本。
3、 核电设备性能监测与健康管理
利用数字孪生技术开发孪生核电站的设备及系统模型,建立基于数字孪生的核电机组故障预 测机制。核电站实体设备和孪生核电设备的状态可进行实时动态比较和分析。实体设备在实时运行的同时,虚拟设备也与实体设备同步运行,产生各种评估和分析数据。可以通过相关监测设备获得实时的设备信息、运行信息和重要结构应力状态信息,结合核电站系统相关模型进行信息融合处理,从而提供核电运行时的设备实时状态和疲劳寿命状态信息,有助于运行单位掌握核电设备健康状态。还可利用智能算法 (如神经网络算法、随机森林算法等)预测系统及设备在正常工作条件下的性能趋势等,进而制定优化维修进度、减少核电站设备计划外停机,大幅提高核电站运营业绩。
数字孪生核电站促进界面监测的应用实践
4、 核电运行保障
将建立的孪生核电站与核电日常运维、维修管理等深度融合,形成维修状态管理模型和核电 站运行信息深度融合系统,为日常维修的人、机、料管理和安排提供准确依据。通过对孪生核电站对象设备资料规格、设计图、检查结果、检查计划等进行统一存储整理,实现对核电站系统化的管理。并可进行孪生运维方法仿真模拟,建立智能化的运维保障体系及方法。
数字孪生核电站促进界面监测的应用实践
5、 核电性能优化
通过建立孪生核电站模型,在虚拟核电站中形成端到端的数据归集、汇聚和流动机制,建立贯穿各核电系统及设备稳定的信息流,利用知识自动化、专业分析算法等技术,快速掌握核电机 组运行的内在规律,并通过机器学习等手段,实现自主学习和模型的自我进化,提升核电机组基于数据的设备参数的优化及调整,推动核电系统性能指标优化。逐步构建起体验化的,数据与模型驱动的沉浸式应用形态和氛围,推动智慧运行、智慧维修、智慧管理和智慧优化的核电运行生产模式。
