Разработка позволит инженерам быстрее, эффективнее и безопаснее планировать производственные циклы оборудования для утилизации ядерных отходов.
Санкт-Петербург, 18 фев - ИА Neftegaz.RU. Первая в мире цифровая модель печи для остекловывания высокоактивных
радиоактивных отходов создана в Передовой инженерной школе «Цифровой инжиниринг» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (ПИШ СПбПУ).
Об этом сообщила пресс-служба вуза.
Как пояснил ведущий инженер отдела кросс-отраслевых технологий Инжинирингового центра ПИШ СПбПУ Д. Евстратов, модель демонстрирует перемещение стекломассы, изменение температуры в различных зонах и реакцию оборудования на смену режимов. Он отметил, что это критически важно для эффективной работы такого сложного оборудования.
Цифровая модель учитывает влияние сложных физических процессов, включая теплообмен, гидродинамику и электродинамику. Одновременный учет множества параметров и их взаимодействия позволяет проводить исследования для оптимизации процесса остекловывания в цифровом формате, что безопаснее и экономичнее натурных испытаний.
При создании модели ученые применили передовые методы компьютерного моделирования: методы конечных элементов и конечных объемов, дополненные алгоритмами машинного обучения и регрессионного анализа. Проведенная валидация подтвердила высокую точность разработки - сравнение с данными существующей опытной установки показало минимальные расхождения по ключевым параметрам.
Исследования в этом направлении ведутся в университете на протяжении нескольких лет. В 2023 г. команда исследователей разработала архитектуру будущего цифрового двойника, включая его подробный проект и систему математических и компьютерных моделей.
Разработка выполнена по заказу предприятия Маяк (входит в госкорпорацию
Росатом) на базе цифровой платформы для создания и применения цифровых двойников CML-Bench.
Технология остекловывания является мировым стандартом переработки жидких радиоактивных отходов. В процессе спекания в печи при температуре выше 1000℃ отходы преобразуются в твердое стеклоподобное вещество. Это позволяет решить две ключевые задачи: значительно сократить объем опасных материалов за счет удаления жидкой составляющей и заключить их в химически устойчивую и долговечную форму, пригодную для безопасного хранения в течение длительного периода времени. Данный метод считается наиболее эффективным и безопасным из существующих.
Автор:
А. Шевченко
