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数字孪生技术在浮动核电站设计阶段中的应用研究

李开宇 蔡琦 才鑫馨 陈玉清 彭柳 张译方

李开宇, 蔡琦, 才鑫馨, 陈玉清, 彭柳, 张译方. 数字孪生技术在浮动核电站设计阶段中的应用研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(1): 197-201. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0197
引用本文: 李开宇, 蔡琦, 才鑫馨, 陈玉清, 彭柳, 张译方. 数字孪生技术在浮动核电站设计阶段中的应用研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(1): 197-201. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0197
Li Kaiyu, Cai Qi, Cai Xinxin, Chen Yuqing, Peng Liu, Zhang Yifang. Application of Digital Twin Technology in the Design Phase of Floating Nuclear Power Plants[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(1): 197-201. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0197
Citation: Li Kaiyu, Cai Qi, Cai Xinxin, Chen Yuqing, Peng Liu, Zhang Yifang. Application of Digital Twin Technology in the Design Phase of Floating Nuclear Power Plants[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(1): 197-201. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0197

数字孪生技术在浮动核电站设计阶段中的应用研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.01.0197
详细信息
    作者简介:

    李开宇(1994—),男,博士研究生,现主要从事核动力装置信息化方面的研究,E-mail: lky719@163.com

  • 中图分类号: TM623

Application of Digital Twin Technology in the Design Phase of Floating Nuclear Power Plants

  • 摘要: 以浮动核电站换料作业为研究对象,提出数字孪生技术应用到浮动核电站的技术路线,整合设计数据并开发核燃料装卸舱的数字孪生系统,建立虚拟舱室模型并开发新燃料运输过程控制程序,采用基于过程控制中的对象链接与嵌入技术统一架构(OPC UA)的通讯协议实现虚拟舱室模型和控制系统的双向交互。结果表明,开发的数字孪生系统能够为换料作业操作设计过程的人员站位、操作流程设计优化提供依据。因此,本文提出的数字孪生技术应用方法能够服务于浮动核电站的设计阶段,并为其在浮动核电站全生命周期的应用提供参考。

     

  • 图  1  数字孪生技术应用于浮动核电站的技术路线

    Figure  1.  Technical Route of the Application of Digital Twin Technology in Floating Nuclear Power Plant

    图  2  核燃料装卸舱数字孪生系统架构

    Figure  2.  Digital Twin System Architecture for Nuclear Fuel Handling Cabin

    图  3  核燃料装卸舱虚拟舱室

    Figure  3.  Virtual Bunker for Nuclear Fuel Handling Cabin

    图  4  新燃料接收控制流程和控制逻辑流程图

    Figure  4.  Control Flow and Control Logic Flow Chart for New Fuel Receiving

    图  5  HMI界面

    Figure  5.  Interface for HMI

    图  6  操作人员视角

    Figure  6.  Operator’s Sight Range

    表  1  开发环境

    Table  1.   Development Environment

    模块硬件环境软件环境
    控制系统PC机1台WinCC
    S7-1500系列PLCTIA portal
    虚拟舱室模型PC机1台虚拟现实引擎
    双向交互接口戴尔机架式服务器虚拟化数据中心
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-12-14
  • 修回日期:  2021-01-07
  • 刊出日期:  2022-02-01

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