Ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета взялись за пересмотр устаревших подходов к проектированию атомных станций. Специалисты вуза трудятся над методиками, которые позволят серьезно экономить на возведении новых объектов. Об этом рассказали в пресс-службе СПбПУ.
В партнерстве с предприятиями «НИКИЭТ» и «Обуховский завод» при поддержке госпрограммы «Приоритет-2030» политехники внедряют в процесс создания АЭС современные цифровые инструменты. Раньше при расчетах полагались на упрощенные математические модели, доставшиеся в наследство от прошлого века. Тогда численные методы еще не умели качественно описывать сложные физические процессы, которые идут внутри реактора. Из-за этого проектировщики подстраховывались и закладывали огромные запасы прочности: брали материалы толще, чем нужно, завышали допустимые нагрузки.
Теперь инженеры хотят покончить с этой практикой. Они применяют продвинутые программы конечно-элементного анализа. Эти системы позволяют досконально просчитать все мультифизические процессы, происходящие на атомной станции, причем сделать это быстро и точно.
Одно из главных достижений — новая методика оценки прочности при землетрясениях и других экстремальных ситуациях. В таких расчетах крайне важно правильно смоделировать, как ведет себя грунт под зданием и как он взаимодействует с конструкцией. Питерские разработчики применили метод синтеза динамических подструктур. Грубо говоря, огромную модель из сотен тысяч элементов удалось сжать до одного «суперэлемента», который ведет себя точно так же, как оригинал. Это колоссально ускоряет вычисления.
Благодаря детальной прорисовке волн в грунте специалисты уточнили сейсмические нагрузки и выяснили любопытную вещь. Оказалось, что реальные нагрузки более чем в два раза ниже тех, которые диктуют старые строительные нормы. Если раньше станцию проектировали с двойным запасом на случай землетрясения, то теперь можно закладывать гораздо меньше бетона и арматуры. В планах у команды — автоматизировать эти наработки и добиться, чтобы они попали в официальные отраслевые стандарты. Это значит, что в будущем каждая новая АЭС в стране сможет строиться быстрее и обходиться бюджету дешевле.
