Framför allt handlar samarbetet om att man utnyttjat Ansys multifysiklösningar i sin digitala transformation. Jobbet är inte klart men en överenskommelse är sluten och när man kommer i nivå med målsättningarna i denna kommer EDF att kunna utveckla avancerad kontroll och styrning av sina anläggningar betydligt snabbare och mer kostnadseffektivt än med traditionella metoder för utveckling och testning av prototyper.
Överenskommelsen är ett resultat av Ansys stöd till det EDF-ledda ConnexITys digitala forskningsprogam. ConnexITy är ett franskt initiativ för att förbättra processer, optimera prestanda och förlänga livslängden för kärnkraftverk till mer än den siffra vi ofta hör talas om
idag, d v s ca 40 år. Den amerikanska simulerings- och analysutvecklaren har varit en av ConnexITys ledande teknologipartners sedan 2017 och hjälpt till med att utveckla ett mycket avancerat kontrollrum för nästa generations kärnkraftverk.
Utnyttjar digitala tvillingar
Inom ramen för programmet använder man även Ansys Twin Builder för att skapa digitala tvillingar av turbogeneratorerna i anläggningar och man räknar därmed att kunna genomföra prediktivt underhåll. Detta kommer inte bara att minska haveririskerna relaterat till eventuella trasiga komponenter, utan även minska kostnaderna för reparationer.
– Samarbetet med Ansys, för att utveckla ledande kärnkraftsanläggningar, innebär att vi kan erbjuda produktion av förnybar energi snabbare och mer effektivt och med kundaccess utan motstycke, säger Levesque Benoit, projektledare på EDF, och tillägger:
– Genom att digitalisera våra tillverkningsprocesser kan vi minska utsläpp, radikalt kapa underhållskostnader och maximera vår andel av kraftproduktionsmarknaden samtidigt som vi följer de strikta internationella regleringsstandarderna, avslutar Levesque Benoit.
– EDF är en global ledare inom koldioxidsnål kraftproduktion. Digital transformation hjälper EDF in i en ny era av rena, kostnadseffektiva och innovativa koldioxidsnåla kraftverk, med en livslängd på mer än fyra decennier, sammanfattar Ansys Eric Bantegnie.
COMSOL inom kärnkraftssimulering
Detta sagt kan även noteras att svenska programutvecklaren inom multifysik, COMSOL, har lösningar för simulering i samband med kärnkraft och kärnbränslehantering. Vid Oak Ridge National Laboratory (ORNL), i USA, har COMSOLs Multiphysics mjukvara blivit en tillförlitlig och viktig resurs för att uppskatta och utvärdera termiska säkerhetsmarginaler för flera kärnkraftsapplikationer.
Bakgrunden är att man, som ett svar på den ökande medvetenheten om riskerna i samband med spridningen av nukleära ämnen, tagit initiativ till ett program – Global Threat Reduction. Detta kräver att forskningsreaktorer som använder mycket höganrikat uran (HEU) som bränsle ska omvandla detta till låganrikat uran (LEU). Reaktorn ”High Flux Isotoop Reactor” (HFIR), belägen vid Oak Ridge National Laboratory, är en sådan anläggning som använder HEU-bränsle. Genom att använda multifysikssimulering bedriver ORNL-ingenjörer forskning och arbetar mot en ny design för HFIR som kommer att bevara reaktorns prestanda, minimera negativa effekter på driftseffektivitet och säkerställa reaktorsäkerhet när reaktorns bränsle har konverterats.
Denna process kräver att mycket noggranna multifysikanalyser genomförs i fluidstrukturinteraktion (FSI) på reaktorns bränsleplattor och att en förståelse uppnås för hur LEU-bränslets nya densitet kommer att påverka reaktorns prestanda.
ORNL-forskare utvecklade för detta en modell av bränsleplattans avböjningar i COMSOL Multiphysics, som de validerade mot representativa test med användning av kärnkonfigurationer liknande HFIR. Modellen ska vidare användas för att testa nya designmöjligheter och så småningom underlätta reaktorns omvandling till att använda LEU-bränsle.
Från höganrikat till låganrikat uran
Några av aktiviteterna i detta presenterades under COMSOLs event i Boston 2018:
• Bland annat hur man går från högt anrikat uran till låganrikat uran via omvandling i en ”High Flux Isotoop Reactor” (HFIR)
• Utvecklingen av en ny och förbättrad säkerhetsanalys avseende kapaciteten i den nuvarande HFIR höganrikade uran-kärnan
• Plutonium-238 isotopproduktionen i HFIR för NASAs (National Aeronautics and Space Administration) rymduppdrag
• HFIR-strålsäkerhetsanalys
• Design, säkerhetsanalys och tekniska granskningar gällande materialbestrålningstester i HFIR.
