Realizacje sprzętowo-programowe symulatorówpodstawowych zasad przebiegu procesów reaktora jądrowego

• Autorzy: Karla T. , Tarnawski J. , Duzinkiewicz K.

Warianty tytułu

EN

Hardware-software implementation of basic principles simulator of nuclear reactor processes

• Konferencja: XVII Międzynarodowa Konferencja Naukowa AKTUALNE PROBLEMY W ELEKTROENERGETYCE APE’15 (17-19.06.2015, Jastrzębia Góra, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono możliwości i proces budowy symulatorów podstawowych zasad działania procesów reaktora jądrowego w oparciu o modele punktowe: kinetyki neutronów, procesów generacji i wymiany ciepła oraz procesów zatruwania i wypalania paliwa. Referencyjny symulator został opracowany w środowisku MATLAB/Simulink. Na jego podstawie zbudowano w środowisku xPC drugi symulator pracujący w czasie rzeczywistym. Po dekompozycji funkcjonalnej reaktora jądrowego wydzielono procesy o różnych skalach czasowych i zaimplementowano wraz z mechanizmem synchronizacji w jednostkach Raspberry PI uzyskując rozproszoną wersję symulatora. W artykule rozpatrywany jest również sieciowy symulator obsługiwany z poziomu przeglądarki internetowej. Przeprowadzono weryfikację poprawności działania symulatorów. Dokonano porównania funkcjonalności i możliwych zastosowań symulatorów.

EN

The paper presents implementation process of basic principle simulators of a nuclear reactor processes. Simulators are based on point-models of processes: kinetics of neutrons, heat generation and exchange, poisoning and burning-up nuclear fuel. Reference simulator was developed in MATLAB / Simulink without taking into account real-time operation. Second simulator was built using the toolbox xPC with hard real-time requirements. Functional decomposition of a nuclear reactor was performed and processes with different time scales were isolated. Simulation of each separated process in Raspberry PI computer with coordination mechanism among them led to a distributed soft real-time simulator. Idea of web-based simulator is also presented. The engine of the web-based simulator can be implemented on the server while the presentation of the state of the simulator and the prescription of parameters can be performed using a web browser. This allows simultaneous access to the simulator using different devices, including mobile as tablets, laptops and mobile phones. Compliance tests of simulators with reference simulator were conducted and the results proved the correctness of implementation. A review of the properties and potential applications of the various versions of developed simulators is presented.

Słowa kluczowe

PL

symulatory; reaktor jądrowy; kształcenie; praca w czasie rzeczywistym

EN

modeling; simulation; nuclear reactor; real-time requirements; education; training

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 42
• Strony: 125--128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Karla T.

• Katedra Inżynierii Systemów Sterowania, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Politechnika Gdańska, tel.: [phone]

autor

Tarnawski J.

• Katedra Inżynierii Systemów Sterowania, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Politechnika Gdańska, tel.: [phone]

autor

Duzinkiewicz K.

• Katedra Inżynierii Systemów Sterowania, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Politechnika Gdańska, tel.: [phone]

Bibliografia

• 1. Baum G., Duzinkiewicz K, Michalak A., Wojtoń K., Modele symulacyjne procesów zachodzących w podstawowych urządzeniach obiegu pierwotnego w warunkach normalnej eksploatacji i niedużych zakłóceń (SYMREP), Instytut Elektroenergetyki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, 1989.
• 2. Karla T., Tarnawski J. Duzinkiewicz K., Symulator czasu rzeczywistego procesów reaktora jądrowego, Aktualne Problemy Automatyki i Robotyki, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2014, s. 558-569
• 3. Duzinkiewicz K., Cimiński A., Michalczyk Ł., Symulator szybkich procesów dynamiki reaktora jądrowego wodnego ciśnieniowego, Pomiary Automatyka Robotyka, 9/2013, s. 97-101.
• 4. Puchalski B., Rutkowski T., Tarnawski J., Duzinkiewicz K., Programowo-sprzętowa platforma symulacyjna - Hardware In the Loop - zaawansowanego układu sterowania poziomem wody w pionowej wytwornicy pary elektrowni jądrowej, Aktualne Problemy Automatyki i Robotyki, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2014, s. 570-580
• 5. Oka Y., Suzuki K., Nuclear Reactor Kinetics and Plant Control, Springer, 2013
• 6. Hetrick D. L., Dynamics of Nuclear Reactors, The University of Chicago Press, Chicago and London, 1971
• 7. Sterling L. Taveter K., The Art of Agent-Oriented Modeling, The MIT Press, 2009
• 8. Flynn, D., Thermal power plant simulation and control (No. 43). IET, 2003.
• 9. Raspberry PI Website http://www.raspberrypi.org, Dostęp 30.10.2014