核電站虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
時(shí)間：2019-06-19 00:00:00
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欄目：虛擬現(xiàn)實(shí)
標(biāo)簽：核電站虛擬仿真 核工廠電子沙盤 能源數(shù)據(jù)可視化 核電vr安全培訓(xùn)
導(dǎo)讀：核工程與核技術(shù)專業(yè)教學(xué)必須緊扣工程實(shí)際，這要求在教學(xué)環(huán)節(jié)必須依靠實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生理解理論教學(xué)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。但是，相比其他工科實(shí)驗(yàn)，在學(xué)校開展核工程與核技術(shù)實(shí)體專業(yè)實(shí)驗(yàn)具有顯著的困難。由于核電廠具有高溫高壓和強(qiáng)...
核工程與核技術(shù)專業(yè)教學(xué)必須緊扣工程實(shí)際，這要求在教學(xué)環(huán)節(jié)必須依靠實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生理解理論教學(xué)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。但是，相比其他工科實(shí)驗(yàn)，在學(xué)校開展核工程與核技術(shù)實(shí)體專業(yè)實(shí)驗(yàn)具有顯著的困難。由于核電廠具有高溫高壓和強(qiáng)放射性等特點(diǎn)，給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)帶來巨大的挑戰(zhàn)，具體包括以下幾個(gè)方面：
1、核電廠的高放射性、高溫高壓特性：核反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生的裂變核反應(yīng)帶來極強(qiáng)的放射性，因此整個(gè)一回路系統(tǒng)具有不可接近性。
2、復(fù)雜的電廠系統(tǒng)實(shí)體難于分解展示：如核電廠的壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主泵等，均安裝在一回路中，在運(yùn)行過程中，根本就無法接觸；對(duì)于一些已經(jīng)建成的簡(jiǎn)化模型，也未能使學(xué)生徹底了解這些設(shè)備的結(jié)構(gòu)，這給課程的教學(xué)帶來很大的挑戰(zhàn)。
3、實(shí)體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)成本高：如前所述，電廠具有高壓高溫高功率等特點(diǎn)，如果根據(jù)電廠的特點(diǎn)建設(shè)用于分析的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，必然會(huì)造成了人力、物力成本的浪費(fèi)。另一方面，對(duì)于核電廠來說，作為一個(gè)典型的核熱耦合的系統(tǒng)，如何在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中考慮核反饋，也是建設(shè)臺(tái)架的問題之所在，因此在高校進(jìn)行此類型臺(tái)架的建設(shè)會(huì)大幅超過學(xué)科所能承受的范圍。
4、實(shí)驗(yàn)的安全性保障：鑒于系統(tǒng)高溫和高壓的特點(diǎn)，尤其是核電廠放射性的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)過程自然會(huì)帶來潛在的危害。
那么利用vr虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)核電實(shí)驗(yàn)有哪些好處呢？
那么利用vr虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)核電實(shí)驗(yàn)有哪些好處呢？
從廠房和系統(tǒng)的漫游、設(shè)備的拆裝，已逐漸拓展到與設(shè)備的虛擬維修、人因工程相關(guān)的各個(gè)方向，日趨成熟的虛擬仿真技術(shù)將對(duì)核電行業(yè)產(chǎn)生獨(dú)特的深遠(yuǎn)影響。核電設(shè)備仿真建立三維立體交互系統(tǒng)，工作人員主要通過該系統(tǒng)，對(duì)核反應(yīng)堆中子物理學(xué)、熱工水力學(xué)、核材料技術(shù)、核安全與環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法、核廢料管理方法以及輻射防護(hù)與保健物理等核能安全領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題開展基礎(chǔ)性、前瞻性、戰(zhàn)略性研究，推動(dòng)核能高效安全應(yīng)用。
核電站仿真通過該系統(tǒng)將核電廠的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，逼真展示了反應(yīng)堆廠房、內(nèi)部設(shè)備復(fù)雜結(jié)構(gòu)及道路、山體等核電站外景，并對(duì)反應(yīng)堆的運(yùn)行情況進(jìn)行仿真模擬，使用者通過虛擬交互設(shè)備可以對(duì)工況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制，切實(shí)的保證了核設(shè)施的安全運(yùn)行。
核電vr安全培訓(xùn)通過建立高端模擬仿真軟硬件平臺(tái)，結(jié)合情境教學(xué)方法，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建出逼真的核電站工作的三維場(chǎng)景，并建立典型核電站模擬仿真系統(tǒng)，具備危害辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分析、典型事故模擬、典型事故應(yīng)急救援演練、典型事故回溯等功能。
核電站仿真通過該系統(tǒng)將核電廠的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，逼真展示了反應(yīng)堆廠房、內(nèi)部設(shè)備復(fù)雜結(jié)構(gòu)及道路、山體等核電站外景，并對(duì)反應(yīng)堆的運(yùn)行情況進(jìn)行仿真模擬，使用者通過虛擬交互設(shè)備可以對(duì)工況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制，切實(shí)的保證了核設(shè)施的安全運(yùn)行。
核電vr安全培訓(xùn)通過建立高端模擬仿真軟硬件平臺(tái)，結(jié)合情境教學(xué)方法，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建出逼真的核電站工作的三維場(chǎng)景，并建立典型核電站模擬仿真系統(tǒng)，具備危害辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分析、典型事故模擬、典型事故應(yīng)急救援演練、典型事故回溯等功能。
因此，目前所開展的專業(yè)實(shí)驗(yàn)幾乎全部針對(duì)核電廠的局部子系統(tǒng)或具體設(shè)備，通過實(shí)驗(yàn)演示簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象和局部特性。盡管這些實(shí)驗(yàn)對(duì)課堂教學(xué)同樣具有重要的意義，但是對(duì)核電而言，全系統(tǒng)具有不可分割的特點(diǎn)，局部的實(shí)驗(yàn)很難反映出系統(tǒng)的特性，不利于學(xué)生從更宏觀的高度去理解核電廠的原理和運(yùn)行特點(diǎn)，限制了學(xué)生高更層次的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。
綜上所述，傳統(tǒng)的實(shí)體實(shí)驗(yàn)方法已經(jīng)無法順應(yīng)能源工程領(lǐng)域高速發(fā)展的潮流，因此對(duì)其實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新勢(shì)在必行。利用虛擬仿真技術(shù)補(bǔ)充部分電廠系統(tǒng)的實(shí)體實(shí)驗(yàn)，可以幫助學(xué)生充分理解電廠的系統(tǒng)功能、運(yùn)行和事故對(duì)策分析，在降低實(shí)驗(yàn)成本的同時(shí)，還可以提高實(shí)驗(yàn)的安全性，也拉近了學(xué)生和先進(jìn)電廠技術(shù)之間的距離，為科研成果促進(jìn)教學(xué)發(fā)展創(chuàng)造了必要條件。
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