ZJGKXNY01-壓水堆核電站仿真模擬實訓(xùn)裝置
壓水堆核電站仿真模擬實訓(xùn)裝置包括“AP1000MW壓水堆核電站模擬實體+AP1000MW壓水堆核電站工藝流程演示板+核電站三維動畫軟件”聯(lián)合教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)。結(jié)合《能源與動力工程專業(yè)》《核工程與核技術(shù)專業(yè)》《新能源科學(xué)與工程專業(yè)》基礎(chǔ)理論教學(xué)和實訓(xùn)教學(xué)，以設(shè)備認(rèn)識實訓(xùn)為重點，突出實訓(xùn)系統(tǒng)在學(xué)生基本技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用，滿足培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才需要的教學(xué)環(huán)境；實現(xiàn)職前、職后教培資源共享。設(shè)備以實踐實訓(xùn)為出發(fā)點，保持其一定的先進(jìn)性、開放性和持續(xù)性。為培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣、專業(yè)基本技能和專業(yè)素質(zhì)發(fā)揮了積極作用，激發(fā)了學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性。
一、設(shè)備規(guī)格型號及配置：
1.1、實訓(xùn)模擬實體：4000×1500×1800mm；
演示板（懸掛式）：3000×1500mm；
1.2、設(shè)備電源：
220V.50HZ,電流≤5A，燈泡負(fù)載電壓6-12V；具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實驗導(dǎo)線。
1.3、主要材質(zhì)：
進(jìn)口聚氨脂、鋼材、演示系統(tǒng)、語音系統(tǒng)；框架承臺采用工字鋼焊接支撐；內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視可見，便于觀察了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。管線采用PVC管線連接；工藝中燈光采用LED實現(xiàn)。本裝置采用電氣動態(tài)運轉(zhuǎn)、演示。
1.4、中控中心：
1.4.1控制柜配置：
靜電噴塑工藝/機(jī)械鎖；I/O控制平臺；系統(tǒng)構(gòu)成: 開放式的控制平臺、人性化的中文操作界面、交互式的控制結(jié)構(gòu)；輸入端口:8路獨立可編程RS-232控制接口、8路數(shù)字I/0輸入；輸出端口: 20路獨立 發(fā)射口、20路數(shù)字I/0輸出口；電力輸入:110V-240V；電力輸出: 20路控制接口。
1.4.2電氣部分：
主要有電源模塊、按鈕模塊、可編程控制器（PLC）模塊、變頻器模塊、接線端子排等組成。所有的電氣元件均連接到接線端子排上，通過接線端子排連接到安全插孔，由安全接插孔連接到各個模塊。結(jié)構(gòu)為拼裝式，各個模塊均為通用模塊，可以互換，能完成不同的實訓(xùn)項目。
1.4.3計算機(jī)：
1）英特爾®奔騰處理器G3240（3M緩存，3.1GHz）。2）主板：Inb H81或以上芯片。3）內(nèi)存4G DDRIII 1600MHz或以上。4）≥500GB SATA3 6Gb/s（7200轉(zhuǎn)）硬盤，帶有硬盤故障保護(hù)技術(shù)，提供故障前保修，硬盤數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，硬盤防震設(shè)計；5）原廠隔電防水鍵盤+光電鼠標(biāo)。6）AMD Radeon HD 84702G128bit或同檔次其他型號三頭DVI+VGA+HDMI（可以支持最多3個輸出）顯卡。7）19寸寬屏顯示器。
二、壓水堆核電站模擬實訓(xùn)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)：
我國當(dāng)前建設(shè)核電站也是以壓水堆為主力堆型，建成了一個以壓水堆（熱中子反應(yīng)堆中的一種）為主體的核動力體系（包括反應(yīng)堆及有關(guān)設(shè)備的設(shè)計、制造、運行、發(fā)電、送電等），還初步建立了一個相應(yīng)的核燃料循環(huán)體系（包括鈾礦的勘探、開采、核燃料濃縮、加工、處理和最終處理）。我國大陸的核電站，如大亞灣核電站（ 2×98.4 萬千瓦）、嶺澳核電站（ 2×99 萬千瓦+2×100 萬千瓦）、秦山核電站（ 1×31 萬千瓦+2×65 萬千瓦）、田灣核電站（ 2×106 萬千瓦）、陽江核電站（ 2×100 萬千瓦）、三門核電站（ 2×100 萬千瓦）、海陽核電站（2×100 萬千瓦）等核電站也是壓水堆核電站。
以海陽第三代AP1000核電站機(jī)組為原形按比例縮小仿真加工展示；系統(tǒng)詳細(xì)描述了核電站核島和常規(guī)島組成系統(tǒng)知識、工藝流程、設(shè)備基礎(chǔ)知識；目的是讓學(xué)生熟悉核電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、工藝裝置及工作原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)；通過學(xué)習(xí)、觀摩、操作、應(yīng)用核電站系統(tǒng)模擬實訓(xùn)裝置；將專業(yè)課的理論教學(xué)與實體模擬裝置有機(jī)的結(jié)合形成一體化教學(xué)模式，實現(xiàn)融理論教學(xué)與技能培訓(xùn)，職業(yè)能力與素質(zhì)養(yǎng)成為一體的教學(xué)模式。通過對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能的形象化教學(xué)；使學(xué)生不出校門就能感受壓水堆核電系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)原理、工作過程，達(dá)到現(xiàn)場實習(xí)的目的。
2.1、AP1000壓水堆核電站技術(shù)參數(shù)：
以壓水堆為熱源的核電站，它主要由核電站廠房、核島和常規(guī)島組成；壓水堆核電站廠房由核島、汽輪機(jī)廠房、附屬廠房、柴油發(fā)電機(jī)廠房和放射性廢物廠房。核島由安全殼廠房、屏蔽廠房和核輔助廠房組成,核島中的四大部件是蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主泵和堆芯。在核島中的系統(tǒng)設(shè)備主要有壓水堆本體，一回路系統(tǒng)，以及為支持一回路系統(tǒng)正常運行和保證反應(yīng)堆安全而設(shè)置的輔助系統(tǒng)。常規(guī)島主要包括汽輪機(jī)組及二回等系統(tǒng)。
2.1.1、核電站廠房介紹
1）安全殼廠房：是安全殼容器以及該容器內(nèi)所含的所有結(jié)構(gòu)；主要系統(tǒng)是反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)、安全相關(guān)系統(tǒng)。
2）屏蔽廠房: 是環(huán)繞安全殼容器的結(jié)構(gòu)和環(huán)形區(qū)域;屏蔽廠房與安全殼廠房的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為安全殼內(nèi)的反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)和所有其它放射性系統(tǒng)和部件提供所要求的屏蔽保護(hù)。
3）輔助廠房:是為位于安全殼廠房外的安全相關(guān)抗震Ⅰ類機(jī)械和電氣設(shè)備提供保護(hù)和隔離; 設(shè)備和系統(tǒng)有: 主控室、儀控系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、燃料吊裝區(qū)、燃料廠房、乏燃料水池、機(jī)械設(shè)備區(qū)、安全殼貫穿區(qū)和主蒸汽、給水閥門隔間.
4）汽輪機(jī)廠房:廠房內(nèi)不含安全相關(guān)設(shè)備。安裝了主汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)相關(guān)流體和電氣系統(tǒng)。
5）柴油發(fā)電機(jī)廠房:裝備了2 臺柴油發(fā)電機(jī);
6）放射性廢物廠房:包括各類廢料在處理前的隔離儲存設(shè)施、移動式廢物系統(tǒng)的處理設(shè)施和將經(jīng)處理的廢物貯存裝入輸送和處置容器的設(shè)施。
2.1.2、核島系統(tǒng)
核島主要設(shè)備由核反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主循環(huán)泵以及相應(yīng)的管道等組成。
1)核反應(yīng)堆：它由堆芯組織、堆內(nèi)構(gòu)件、壓力容器和控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)等主要部件組成；反應(yīng)堆堆芯裝載有193束燃料組件，61組控制棒組件，2組啟動中子源和整體可燃毒物組件及部分阻力塞組件。
2)蒸汽發(fā)生器：蒸汽發(fā)生器是一回路冷卻劑將反應(yīng)堆熱能傳給二回路工質(zhì)使其變?yōu)檎羝臒峤粨Q設(shè)備。采用立式倒“U”形管自然循環(huán)結(jié)構(gòu)形式。它由一次側(cè)下封頭、管板、U形管束和二次側(cè)筒體、汽水分離裝置等組成。
3)穩(wěn)壓器: 穩(wěn)壓器的作用是補償一回路冷卻水溫度變化引起回路水容積的變化和調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作壓力，防止一回路系統(tǒng)壓力變化引起設(shè)備損壞或堆內(nèi)冷卻劑沸騰。普遍采用立式電加熱式穩(wěn)壓器，它的結(jié)構(gòu)呈鐘罩形筒體。頂部設(shè)有安全閥，卸壓閥噴霧裝置，底部設(shè)置電加熱元件。
4)主冷卻劑泵: 冷卻劑主泵用于即送高溫高壓冷卻劑，將反應(yīng)堆熱能輸送到蒸汽發(fā)生器，以保證二回路系統(tǒng)正常工作，是系統(tǒng)中重要轉(zhuǎn)動設(shè)備采用直立式、單級、混流式軸封泵，它由泵殼、葉輪、轉(zhuǎn)軸部件、密封部件，飛輪和電機(jī)等組成。
5)核II級泵: 高壓安注泵，余熱排出泵，安全殼噴淋泵和上充泵是核島輔助系統(tǒng)中重要安全設(shè)備。高壓安注泵選用多級，雙殼、臥式離心泵;余熱排出泵通常采用單級，懸臂臥式離心泵;噴淋泵一般為單級，單吸、懸臂立式離心泵;上充泵有往復(fù)式及離心式兩種，往復(fù)式一般為臥式三柱活塞泵.
6)主冷卻劑管道：主冷卻劑管道包括連接壓力容器，蒸汽發(fā)生器、主泵的熱端和冷端管段。為雙回路布置，每個回路有一條31英寸內(nèi)徑的熱段將冷卻劑運到蒸發(fā)器，和兩條22英寸內(nèi)徑的冷段將冷卻劑運回壓力容器，完成一個循環(huán)。蒸汽發(fā)生器/主泵的豎向支撐與蒸汽發(fā)生器的下封頭相聯(lián)并生根在平臺上。 蒸汽發(fā)生器下封頭采用一體鍛制而成。
2.1.3、常規(guī)島主、輔設(shè)備系統(tǒng)
1）反動式汽輪機(jī)；型號TC6F－49，雙組復(fù)合四缸六排汽機(jī)組。四個汽缸與發(fā)電機(jī)，勵磁機(jī)用單軸串聯(lián)，布置在同一平臺上，兩側(cè)設(shè)置兩臺汽水分離再熱器；具有一個高壓缸和三個相同的低壓缸。每個低壓缸配備一臺冷凝器。每臺低壓缸有兩個排汽口，往冷器器排汽。
2） 汽水分離再熱器：將高壓缸排出的蒸汽進(jìn)行分離除濕，并進(jìn)行加熱升溫，使其成為微過熱蒸汽，然后再進(jìn)入低壓缸繼續(xù)作功。汽水分離再熱器采用臥式筒體結(jié)構(gòu)，一級分離和兩級再熱。由分配管、導(dǎo)流孔板、波紋板、低壓再熱器、高壓再熱器及安全閥等組成。
3）冷凝器：汽輪機(jī)低壓缸配備冷凝器，橫向布置，雙通道，雙流程，單背壓；
4）除氧器：采用淋水盤式除氧器，設(shè)有多層平行的淋水盤，盤上鉆有許多小孔，待除氧的水由淋水盤上部引入，由噴霧器粉碎成霧滴，在降落過程中被流動蒸汽加熱進(jìn)行初級除氧，再通過小孔，分散成細(xì)流，以此通過各層淋水盤流至給水箱。
5）發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)采用國際成熟大型水，氫冷卻發(fā)電機(jī)，定子線圈采用水冷，轉(zhuǎn)子線圈采用氫冷，鉻牌出力為1345MVA(或1450MVA)電壓22KV，發(fā)電機(jī)為三相兩極，轉(zhuǎn)速1500rp/min。
2.1.4、AP1000壓水堆核電站工藝流程板
AP1000壓水堆核電廠主要由壓水反應(yīng)堆、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（簡稱一回路）、蒸汽和動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（又稱二回路）、循環(huán)水系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)和輸配電系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)組成。板面設(shè)備制作成半剖式結(jié)構(gòu)，工藝流程采用LED燈管分色演示生產(chǎn)過程.
三、AP1000壓水堆核電站仿真動畫軟件：
采用Sparkle Interactive Designer 軟件設(shè)計開發(fā)，以Windows Vista操作系統(tǒng)中WinFX編程模型為基礎(chǔ)，開發(fā)出混合3D內(nèi)容、動畫、ASP、HTML和多媒體內(nèi)容、多格式文本、矢量圖；Sparkle 全方位的3D、動畫、加速顯示引擎，將矢量圖形、位圖、3D內(nèi)容、視頻、音頻和富文本合成，自由地混合在2D和其他元素之間，不同元素之間進(jìn)行功能強(qiáng)大的可視化交互。
3.1、操作系統(tǒng)：
Windows XP或更新的Windows操作系統(tǒng)。適應(yīng)校園網(wǎng)內(nèi)所有計算機(jī)，都可以運行鍋爐全尺寸虛擬軟件，可以與電站汽輪機(jī)全尺寸虛擬軟件相連接。
3.2、參數(shù)說明：
AP1000壓水堆核電站實訓(xùn)軟件是對系統(tǒng)的原理、數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)等全面解析系統(tǒng)。操作者可以任意角度進(jìn)行三維虛系統(tǒng)漫游、三維虛擬設(shè)備局部漫游，漫游的角度、速度、行進(jìn)、停留，全部由操作者來控制。系統(tǒng)的全部設(shè)備（包括設(shè)備的各個主要部件），全部按照原尺寸進(jìn)行縮放建模。三維虛擬漫游系統(tǒng)包含系統(tǒng)的全部主要功能等。
主要設(shè)備的3D結(jié)構(gòu)演示，主要有反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器、主泵、穩(wěn)壓器、冷卻劑管道、核汽輪機(jī)等設(shè)備。
3.3、功能說明：
AP1000壓水堆核電站“漫游、360o全景觀看”、“重點展示”、“設(shè)備參數(shù)說明”四個模塊。通過三維虛擬現(xiàn)實進(jìn)行系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)的演示，又形象又直觀，配以模型、文字、語音的說明，方便進(jìn)行產(chǎn)品使用的說明和培訓(xùn)。該系統(tǒng)具有真實性、沉浸性、交互性和易實現(xiàn)等特點，不僅大大提高了教學(xué)容量，彌補了課堂教學(xué)的不足，運用生動、形象的方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，是教學(xué)不可缺少的崗位平臺。
學(xué)員可以通過選擇目標(biāo)設(shè)備，對其進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范操作，實現(xiàn)設(shè)備的運作原理、尺寸數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、設(shè)備零件信息等，使得學(xué)員對目標(biāo)設(shè)備增加學(xué)習(xí)趣味的同時，對其有更清晰的認(rèn)知。分別實現(xiàn)對設(shè)備總體、主要零部件結(jié)構(gòu)及性能介紹。通過該模塊可以使學(xué)員直觀地掌握設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、各個零部件位置、信息及其作用。
四、壓水堆核電站仿真模擬實訓(xùn)裝置展臺參數(shù)：
設(shè)備結(jié)構(gòu)主體承重部分臺座建筑結(jié)構(gòu)采用型鋼制作，保證的牢固耐用，用奧松板制作龍骨，底座高不低于700 mm，邊框不小于10 mm寬，采用國標(biāo)2 mm以上不銹鋼包邊。
五、壓水堆核電站仿真模擬實訓(xùn)裝置安裝：
實現(xiàn)了系統(tǒng)裝置等全過程仿真模擬；動態(tài)演示，形象逼真，仿真性強(qiáng)，使人有身臨其境的感覺。具有很高的觀賞性，直觀性，操作性。使學(xué)生不出校門就掌握了作業(yè)實習(xí)所需掌握的大部分內(nèi)容，使學(xué)生猶如在寶貴的工廠實習(xí)時間里，去真正實習(xí)生產(chǎn)、實習(xí)操作和控制演示運行過程，完成一個高起點、高效率的實習(xí)環(huán)節(jié)。
實訓(xùn)裝置在教學(xué)實踐中的應(yīng)用，不僅使學(xué)員對各設(shè)備的布局模塊、系統(tǒng)與實際應(yīng)用、裝置的部件組成、實訓(xùn)裝置的運行演示、實訓(xùn)裝置的運行功能等進(jìn)行初步了解，還可通過演示操作來加深學(xué)員對系統(tǒng)裝置的觀摩認(rèn)識。訓(xùn)練學(xué)員從事專業(yè)類設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝、運行、維護(hù)及檢修的基本技能；達(dá)到“教、學(xué)、訓(xùn)”一體化功能。仿真實訓(xùn)系統(tǒng)安裝培訓(xùn)正式移交用戶運行后進(jìn)入質(zhì)保期，仿真機(jī)軟件質(zhì)保期為24個月，在質(zhì)保期內(nèi)對仿真系統(tǒng)的升級、模型修改、維護(hù)、故障處理等提供全部免費服務(wù)。提供多種形式的技術(shù)支持服務(wù)。包括：技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)咨詢、專人現(xiàn)場維修服務(wù)、電子郵件響應(yīng)、電話響應(yīng)等。
六、參考圖片：
