- รัฐไวโอมิงติดตั้งเครื่องจำลองดิจิทัลขนาดเต็มเพื่อฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
- เครื่องจำลองใช้ซอฟต์แวร์ 3KEYMASTER ที่สามารถจำลองปรากฏการณ์ทางกายภาพได้แบบเรียลไทม์
- การออกแบบ Natrium ใช้โลหะเหลวโซเดียมในการระบายความร้อน ซึ่งแตกต่างจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบดั้งเดิม
- เครื่องจำลองใหม่ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานเข้าใจการทำงานของระบบโลหะเหลวและระบบเก็บความร้อน
วิศวกรในรัฐไวโอมิงได้ติดตั้งเครื่องจำลองดิจิทัลขนาดเต็มเพื่อฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นใหม่ อุปกรณ์นี้ได้ถูกส่งไปยังสถานที่ก่อสร้างของ Natrium ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก TerraPower ของ Bill Gates ระบบที่สร้างโดย Curtiss-Wright ทำหน้าที่เป็นดิจิทัลทวินที่แม่นยำสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกในอนาคต ช่วยให้ช่างเทคนิคสามารถสัมผัสกับระบบควบคุมของโรงไฟฟ้าได้เป็นครั้งแรกก่อนที่เครื่องปฏิกรณ์จะเริ่มดำเนินการในปี 2030 การฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานล่วงหน้าเป็นความท้าทายที่สำคัญสำหรับการออกแบบนิวเคลียร์ที่ไม่เป็นแบบดั้งเดิม
ฟังก์ชันและการทำงานของเครื่องจำลอง
เครื่องจำลองทำงานบนซอฟต์แวร์เอนจินที่เรียกว่า 3KEYMASTER ซึ่งสามารถจำลองปรากฏการณ์ทางกายภาพได้แบบเรียลไทม์ คำนวณการไหลเวียนของของไหล การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และพฤติกรรมของแกนเมื่อเกิดการหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด ผู้ปฏิบัติงานสามารถทำการฝึกซ้อมฉุกเฉิน ทดสอบมาตรการความปลอดภัยอัตโนมัติ และบันทึกชั่วโมงการทำงานที่จำเป็นสำหรับการขออนุญาตดำเนินการจากรัฐบาลกลาง
ในเวลาเดียวกัน ระบบนี้ยังทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มทดสอบสำหรับวิศวกร Curtiss-Wright ยังได้สร้าง "สมอง" ทางกายภาพของโรงไฟฟ้านี้ ซึ่งเป็นระบบควบคุมแบบกระจายและระบบป้องกันเครื่องปฏิกรณ์อัตโนมัติ โดยการรันโปรแกรมควบคุมเหล่านี้ในเครื่องจำลอง ช่างเทคนิคสามารถระบุข้อผิดพลาดของซอฟต์แวร์และตรวจสอบการตอบสนองของฮาร์ดแวร์ได้ในช่วงหลายปีก่อนการโหลดเชื้อเพลิง แตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์มาตรฐาน วิธีการทำงานของสิ่งอำนวยความสะดวกนี้แตกต่างจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกา โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ใช้การระบายความร้อนด้วยน้ำหนักเบาที่ความดันสูงเพื่อระบายความร้อนแกน ในขณะที่การออกแบบ Natrium ใช้โลหะเหลวโซเดียม
โลหะเหลวโซเดียมสามารถถ่ายโอนความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ยังคงอยู่ในสถานะของเหลวที่อุณหภูมิสูงมาก เนื่องจากจุดเดือดของมันอยู่ใกล้ 900°C ระบบนี้ทำงานที่ความดันบรรยากาศปกติ ซึ่งช่วยขจัดความจำเป็นในการมีโดมป้องกันที่หนาแน่นขนาดใหญ่ตามที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบดั้งเดิมต้องการ
นวัตกรรมในการออกแบบ Natrium
การออกแบบนี้ยังได้ทำลายกรอบความคิดแบบดั้งเดิม โดยแยกการผลิตไฟฟ้าออกจากการผลิตความร้อนนิวเคลียร์ ความร้อนที่ผลิตจากเครื่องปฏิกรณ์สนับสนุนการผลิตไฟฟ้าขนาด 345 เมกะวัตต์ และส่งผ่านระบบเก็บความร้อนด้วยเกลือหลอมเหลว เมื่อความต้องการในกริดต่ำ เครื่องปฏิกรณ์จะทำงานที่กำลังเต็มที่ ในขณะที่ความร้อนส่วนเกินจะถูกเก็บไว้ในถังเกลือร้อน เมื่อความต้องการในท้องถิ่นเพิ่มขึ้น ผู้ปฏิบัติงานสามารถดึงความร้อนที่เก็บไว้เหล่านี้เพื่อผลิตไอน้ำเพิ่มเติม ระบบนี้สามารถเพิ่มการผลิตไฟฟ้าเป็น 500 เมกะวัตต์โดยไม่เปลี่ยนแปลงการผลิตไฟฟ้าขั้นพื้นฐานของแกนเครื่องปฏิกรณ์เป็นเวลานานกว่า 5 ชั่วโมง
การจัดการกับการออกแบบนี้ต้องการให้ผู้ปฏิบัติงานมีความรู้ในสองสาขาที่แยกจากกัน พวกเขาต้องติดตามแรงดันของโลหะเหลวในแกนในขณะที่ดำเนินการระบบเก็บความร้อนที่ตอบสนองอย่างรวดเร็ว เครื่องจำลองที่ติดตั้งใหม่ช่วยให้พวกเขาฝึกฝนการปรับสมดุลการถ่ายโอนความร้อนเหล่านี้โดยไม่กระทบต่อเสถียรภาพของเครื่องปฏิกรณ์ Kemmerer หน่วยนี้ถูกสร้างขึ้นภายใต้โครงการสาธิตเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงของกระทรวงพลังงานสหรัฐ หากสถานที่นี้พิสูจน์ความเป็นไปได้ TerraPower มีแผนที่จะใช้รูปแบบการดำเนินงานนี้ในการนำเสนอเชิงพาณิชย์ทั่วประเทศ รองประธานฝ่ายปฏิบัติการของ TerraPower จอร์จ พิคการ์ด (George Piccard) สรุปว่า "การสร้างเครื่องปฏิกรณ์ที่ทันสมัยที่สุดในโลกต้องการวิธีการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานที่ทันสมัยเช่นกัน"
การร่วมมือกับ Curtiss-Wright ในการส่งมอบเครื่องจำลองการฝึกอบรม Natrium ทำให้เราสร้างพื้นฐานในการพัฒนาทรัพยากรมนุษย์ด้านนิวเคลียร์ที่มีคุณภาพในโรงไฟฟ้า Natrium ในอนาคตทุกแห่ง และมั่นใจว่าผู้ปฏิบัติงานของเราจะได้รับการเตรียมพร้อมอย่างเต็มที่ก่อนที่โรงไฟฟ้าจะเริ่มดำเนินการ
ความสำคัญของเทคโนโลยีดิจิทัลทวินในการฝึกอบรมด้านพลังงานนิวเคลียร์
การนำเทคโนโลยีดิจิทัลทวินมาใช้มีความสำคัญต่อการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โดยเฉพาะในการดำเนินงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นใหม่ ผ่านเครื่องจำลอง ผู้ปฏิบัติงานสามารถทำการฝึกซ้อมฉุกเฉินและทดสอบในสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัย ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความสามารถในการปฏิบัติงานของพวกเขา แต่ยังช่วยในการระบุข้อผิดพลาดของซอฟต์แวร์ที่อาจเกิดขึ้นได้ในระยะเริ่มต้น ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานนิวเคลียร์ วิธีการฝึกอบรมที่ทันสมัยนี้จะกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการรับประกันการดำเนินงานที่ปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ และอาจส่งเสริมการขยายตัวของสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงานนิวเคลียร์ใหม่ทั่วประเทศ