SYSTUS

通过数字化转型增强核安全

核工业可能是世界上监管最严格的行业。一旦发生事故,后果会非常严重,因此应杜绝所有实质性故障。核电站 (NPP) 制造商和原始设备制造商 (OEM) 必须对复杂的行业规则和标准有充分的认识,同时还要能不断推陈出新。NPP 制造商面临的另一个挑战是如何拓展业务。毫无疑问,这些工厂所需的成本是限制许多财政资源较少的国家对其投入的主要因素。然而,小型模块化反应堆 SMR(厂内制造并现场组装)的发展打开了一扇通往全新商机的大门。在这个领域,国际监管规则同样严格,这促使业内的企业试着寻找简单的解决方案,以增加他们的商机。

核电站制造商所面临的挑战使高精度的仿真模拟对于组件的预验证起到至关重要的作用,因为这种模拟的目标是确保安装于无法进行实际检测的区域的装置足够安全。  

借助仿真模拟,核电企业可以根据众多不同的“运行时”负荷情况,实施精确的“完工”模型,从而做出关键决策并且显著提高可靠性。

ESI SYSTUS 是 20 多年以来持续创新的成果。当前,SYSTUS 是唯一一款能够让核工程师按照核工业法规对新组件设计进行预评审的行业解决方案。SYSTUS 为力学、热传导和电工技术分析方面的挑战提供了完备的解决方案。

SYSTUS 旨在帮助您在设计阶段对能源组件(例如喷嘴、主回路泵、反应堆和蒸汽发生器)以及阀门等其他工业组件的性能进行验证,并且有助于在维护操作时快速作出决策。此外,您还可以将生产工艺的影响(例如焊接残余应力、铸造、机械加工)整合到组件研究中,以确保其符合安全法规。

SYSTUS 解决方案的优势

  • 确保设计合规,保证产品性能
  • 基于基础的和先进的材料本构和损伤模型进行精确模拟
  • 缩短产品验证周期,从而加快产品上市速度并减少支出
  • 确保仿真过程具有可追溯性
  • 在用户工具箱中添加一套经过多年行业验证的核工业解决方案
  • 提供用于核法规分析和断裂力学研究的高级应用

We virtually completed […a] stress report for the replacement of steam generators provided by Mitsubishi Heavy Industries for EDF French nuclear power plants and [successfully] demonstrated the equipment’s full conformity with French nuclear regulation.

 

Dr. François Billon
Technical and Innovation Director / ONET Technologies

 

法规分析

ESI SYSTUS 使能源行业的利益相关方能够根据法规要求预审新的组件设计。对核一级和二级组件的设计进行疲劳分析,快速地对组件进行从网格设计到热力学分析(包括非线性分析)、再到论证的全面研究。SYSTUS 符合以下法规要求:

  • RCC-M 规范(压水堆核岛机械设备设计和建造规则),为此 SYSTUS 整合了 Afcen 发布的最新版本
  • ASME 规范(美国机械工程师协会发布的美国标准)
  • RCC-MRx(高温堆、研究堆和聚变反应堆的机械组件的设计和建造规则)

通过专业且易于使用的界面,您可以自定义和检查法规分析的每一次输入并启动计算,还可以依据图形化的分析确认是否符合标准。

横截面交互定义

横截面结果可视化

法规分析结果可视化

断裂力学

ESI SYSTUS 为用户提供了脆性、韧性以及疲劳断裂分析从基础到高级的各种方法。

  • 如果使用全局方法,可以通过计算应力强度系数 K 和能量恢复率 G,对裂纹形成和断裂进行评估
  • 如果使用局部方法,则可以重现裂纹形成和扩展的宏观物理现象。这些分析方法分别是基于脆性断裂的 WEIBULL 统计模型和损伤模型
  • 使用革新的 X-FEM(扩展有限元)方法,可以计算出相同的参数 K 和 G,而无需对所研究的结构中的裂纹进行网格化处理,从而避免耗费过多时间,极大地方便了对裂缝扩展进行分析

动态分析

ESI SYSTUS 可以帮助对建筑物和组件的抗震性能进行预审。这依据 NRC(美国核管理委员会)的 RG 1.92 规则进行,采用单谱和多谱分析。其中,激振是由其伪加速度谱定义的支撑件的独特运动行为。

  • 此外,ESI SYSTUS 还有许多其他用途,包括:
  • 谐响应分析,以频率定义激振幅值
  • 时程激振下的模态响应分析  
  • 随机响应分析(随机振动),将其功率谱密度 (PSD) 与经历的每个零均值静止型激振联系起来;它们是通过响应 PSD 和响应的数学期望等传递函数和各种统计参数计算得出

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