В една голяма страна като Съединените щати, около 20% от цялата произведена електроенергия се генерира в атомните електроцентрали.
Ядрената енергия дава около 50% от така наречената „нисковъглеродна електроенергия“.
Но сега Щатите имат проблеми с това – факт е, че по-голямата част от атомните електроцентрали са построени през 70-те и 80-те години на миналия век.
Последният реактор е инсталиран през 90-те години, така че може да се смята за „млад“. Всички останали са морално и физически остарели. Вярно е, че тук преобладава моралното остаряване, тъй като американците се стараят да заменят остарялото оборудване.
Решаването на проблема, както изглежда, не е намерено от чиновниците, а от учени – експерти от Националната лаборатория на Oak-Ridge (между другото именно те са решили друг проблем – липсата на изотопа на плутония, който се използва като гориво за термоелектрични генератори на космическите апарати).
Учените са разработили цялостна методология за моделиране на оборудването на АЕЦ, включително възможността за оценка на ефективността на обновената инфраструктура.
Едно от подразделенията на Oak Ridge, което се нарича CASL, се занимава с този въпрос.
Неговата задача е да повиши максимално ефективността на американските АЕЦ. За целта се планира остарелите компоненти на реакторните установки да бъдат заменени с нови, така че самите реактори да продължат да работят.
Мениджърът на програмата сравнява действита на своето подразделение с действията на съвременните строителни фирми, на които е възложено да обновят къща от викторианската епоха.
Сградата е все още здрава, нищо не я заплашва. Но е необходимо да се промени дизайна, да се прокара електричество и да се добавят други комуникации и системи, необходими за съвременния гражданин. След обновяването сградата ще служи вярно още много години.
Моделирането от VERA дава възможност да разбере колко е ефективна работата на отделните елементи на инфраструктурата и самата енергийна мрежа след нейната модернизация.
Освен това, моделът позволява да се тестват различни схеми за интегриране на АЕЦ в енергийните мрежи на страната. Например в следобедните часове в някои райони се произвежда голямо количество енергия от слънчеви и вятърни генератори. Но тази енергия се губи, защото нивото на производство на електроенергия в атомните електроцентрали не се променя, а потребителите не стават повече.
Моделирането ще покаже кога е безопасно да се намали активността на работата на атомните електроцентрали, така че генерираната от алтернативни източници енергия да не се губи.
В допълнение, симулацията позволява да проследява сигурността на цялата система или нейните отделни елементи. „Това е необходимо, за да се постигне нашата цел – липсата на инциденти на работното място”, казва един от участниците в програмата. В някои случаи можем да намалим производството на енергия в АЕЦ от 100% на 50%, а след това, ако е необходимо, да го увеличим.
Системата позволява да се следите не само работата на отделните АЕЦ или техните реактори, но и да се контролира всяка горивна ксета, като се знае къде и какво се случва в даден момент.
CASL се надява, че разработената технология ще даде възможност постепенно да се модернизират атомните електроцентрали и елементи от мрежата, така че цялата система да работи възможно най-ефективно.
Изчислителната система на VERA има доста добри възможности, които се базират на 1000-ядреният изчислителен кластър от Националната лаборатория на Айдахо.
Фирмите, които трябва да работят с VERA, да получат собствени акаунти в системата и могат да работят дистанционно.
Според експерти работата на CASL може да повиши ефективността на действията на регулаторите в ядрената индустрия.
Те често са критикувани, че не са достатъчно бързи.
Сега основната задача на експертите е да увеличат максимално живота на АЕЦ без да намалят нивото на безопасност.
Източник: https://habr.com/ru/company/madrobots/blog/436812/
