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由于核能具有绿色、高效、低碳排放和可规模生产的突出优势,现阶段核电在我国得到快速发展,但是世界上发生的儿起核事故让人们对核安全越来越重视。核电站仿真机主要用于培训核电站运行人员,提高核电站运行人员的素质和能力,是确保核电站安全稳定运行的关键。因此,随着国内核电的快速发展,对核电站仿真机的需求也越来越迫切。本论文是以国内某大型压水堆核电站用于安全控制的数字化仪控系统TXS为研发对象,研究开发了虚拟仿真控制系统软件VTXS,这也是东南大学与国内核电仿真领域某公司合作压水堆核电站虚拟仿真系统研发项目的组成部分。
TXS系统是核电站所特有的,TXS所实现的安全控制功能在核电站运行中占有核心地位,其重要性显而易见。由于国内专家没有对TXS系统进行过仿真研究,因而本文对TXS系统所做虚拟仿真研发显得尤为重要。
本文主要研究开发了核电站安全仪控系统TXS虚拟仿真控制软件系统VTXS,具体工作如下:
(1)分析了大型压水堆核电站数字化仪控系统,深入研究了压水堆核电站数字化安全仪控系统TXS;
(2)阅读了TXS系统手册,并对TXS功能模块进行深入分析,采用面向对象的编程方法和模块化程序设计思想编制虚拟TXS功能模块程序,并封装成类库文件供服务器程序调用:
(3)采用面向对象的编程机制结合多线程程序设计思想编制虚拟TXS系统控制服务器程序,并对服务器程序软件进行了优化;
(4)采用Socket、共享内存技术编制虚拟TXS软件与外部程序软件的接口,并在集成调试时对接口程序进行完善;
(5)虚拟TXS软件应用研究,以压水堆核电站高压安注系统启动过程、安全壳喷淋系统启停过程以及应急给水系统启动过程为例,研究TXS系统在核电站安全运行中发挥作用,同时简要分析了虚拟仿真软件系统在核电站PSA分析中的作用。
本文通过相关理论和工程实验探讨了实现核电站安全仪控系统虚拟仿真软件的技术可行性,并给出了具体的设计方案和技术实现路径。项目的圆满成功验证了核电站模拟机DCS系统仿真采用虚拟实物模拟(Emulation)方法的可行性,为国内第三代核电站全范围模拟机的国产化提供一定的指导意义。