Kuvittele, jos voisit ennalta tietää, miten voimalaitosta operoidaan ja ohjataan jo kauan ennen sen rakentamista ja jopa ennen osien hankintaa ja asennusta! Dynaamisessa Apros®-prosessisimulaatio-ohjelmistossa yhdistyvät parhaan arvion mukaisten analyysikoodien tarkkuus sekä laajojen koulutussimulaattoreiden kattavuus ja nopeus. Ohjelmisto osoittautui ratkaisevan tärkeäksi uudenlaisen kaukolämpöreaktorin varhaisen kehitysvaiheen mallinnustyössä.
Apros® on kattava, tarkka ja käyttäjäystävällinen ohjelmistotuote voimalaitosten, energiajärjestelmien ja teollisuusprosessien mallintamiseen ja dynaamiseen simulointiin. VTT:n ja Fortumin vuodesta 1986 yhdessä kehittämän Apros-ohjelmiston avulla voidaan helposti luoda realistinen digitaalinen malli koko laitoksesta tai järjestelmästä kaikkine kytkentöineen esimerkiksi piirtämällä kaaviot ja syöttämällä komponentit käyttöliittymän kautta.
Tyypillisiä Apros-sovelluksia ovat turvallisuus- ja suorituskykyanalyysit, automaatiotestaus ja operaattorien koulutus. Turvallisuusanalyysin avulla käyttäjä voi suorittaa kokeita, joita ei pystyisi tekemään todellisessa laitoksessa, mikä auttaa vähentämään riskejä ja vakuuttamaan turvallisuusviranomaiset. Vastaavasti suorituskykyanalyysi mahdollistaa kokeiden suorittamisen hyvissä ajoin ennen käyttöönottovaihetta, mikä auttaa esimerkiksi optimoimaan suurten prosessikomponenttien mitoituksen.
Automaatiotestaus Apros-ohjelmistossa yhdistää automaatiosovelluksen malliin toiminnallista testausta varten lyhentäen näin käyttöönottoaikaa, kun taas operaattorikoulutus varmistaa henkilöstön pätevyyden tarjoamalla simulointimallin käytännön harjoittelua tai itseopiskelua varten.
LDR-reaktorin konseptisuunnittelun tukena
VTT etsii jatkuvasti Apros-ohjelmistolle potentiaalisia sovellusalueita. Energian- ja lämmöntuotannon hiilidioksidipäästöjen vähentämisen noustessa yhä tärkeämpään roolin voivat simulaatio-ohjelmistot nopeuttaa kestävämpää tulevaisuutta edistävien innovatiivisten ratkaisujen kehitystyötä. Uusiin vähähiilisiin lämmitysratkaisuihin kuuluu LDR-50 (Low-temperature District Heating Reactor) -kaukolämpöreaktori, pieni modulaarinen reaktori, joka perustuu hyvin tunnettuun painevesiteknologiaan yhdistettynä passiiviseen turvallisuussuunnitteluun.
LDR-reaktori kytkeytyy kaukolämpöverkkoon erillisen välipiirin kautta. Polttoainetta jäähdyttävä vesikierto on suljettu reaktoriastian sisälle, ja lämpö siirtyy piiristä toiseen lämmönvaihtimien välityksellä.
LDR-50:n konseptia kehitettiin VTT:llä vuosina 2020–2022, jolloin Aprosilla oli keskeinen tehtävä tärkeimpänä analyysityökaluna – ja sen avulla pystyttiin lopulta osoittamaan, että alkuperäinen konsepti toimi. Ensimmäisenä tehtävänä oli rakentaa Apros-malli, jolla pystyttiin analysoimaan lämmönsiirtoa ja luonnollista kiertoa eri geometrioissa. Apros mahdollisti lämmönvaihtimen geometria- ja korkeusvaihteluiden testaamisen sekä luonnollisen kierron, virtausvastuksen ja paineistimen kokovaihteluiden testaamisen. Apros-mallia käytettiin myös kuormanseuranta-, käyttö-, transientti- ja onnettomuusanalyysien tekemiseen. Tilanteissa, joissa käyttäytyminen on hyvin kolmiulotteista – erityisesti suojarakennuksen lämmönsiirrossa – Apros-järjestelmää täydennettiin CFD-simuloinneilla (Computational Fluid Dynamics). CFD:tä hyödynnettiin myös virtausvastuksen ja -jakauman laskennassa.
Apros voi ratkaista ytimen neutroniikkaan liittyviä kysymyksiä pistekineettisellä lähestymistavalla tai hyödyntämällä sisäistä kolmiulotteista nodaalidiffuusioratkaisijaa, riippuen sovelluksen vaatimasta yksityiskohtaisuuden ja tarkkuuden tasosta.
Viimeaikainen kytkentätyö mahdollistaa myös tiedonvaihdon Apros-ohjelmiston ja VTT:llä kehitetyn, reaktorimallinnukseen käytettävän modulaarisen Kraken-laskentajärjestelmän välillä, jolloin voidaan käyttää moniryhmäiseen Ants-neutronidiffuusiokoodiin ja Serpent Monte Carlo -koodiin perustuvia neutroniikan ratkaisuja.
Joustavia yhteistyömalleja
VTT:n kanssa on mahdollista tehdä yhteistyötä useilla eri tavoilla Apros-ohjelmiston käyttöönottamiseksi omassa organisaatiossanne. Voimme tehdä turvallisuusanalyysejä, suunnittelun tuki- ja optimointianalyyseja tai toteuttaa simulaattorijärjestelmiä. Vaihtoehtoisesti tarjoamme Apros-ohjelmistolisenssejä sekä kaiken koulutuksen ja tuen, joita omien simulaatiosovellusten rakentamisessa tarvitaan – mukaan lukien 2–3 päivän mittaisen, tarpeisiinne räätälöidyn peruskoulutuksen.
Tarjoamme myös ohjelmiston räätälöinti- ja integraatiopalveluja. Parhaan tuen varmistamiseksi otamme mukaan huipputason asiantuntijoita Apros-tuotekehitysorganisaatiosta.
Kaiken kaikkiaan dynaaminen simulaatio maksaa itsensä takaisin
- tietoon perustuvina suunnittelupäätöksinä varhaisessa vaiheessa
- tuotantojärjestelmien parempana suorituskykynä
- ihmisten parempana osaamisena.
Joustavana ja käyttäjäystävällisenä työkaluna Apros on tehokas tapa tehostaa konseptien kehittämistä, sillä se tarjoaa kattavat mallikirjastot ja nykyaikaisen käyttöliittymän, jossa on intuitiivinen grafiikka ja tehokas skriptaus. Apros-ohjelmiston vakaa ja jatkuva kehitystyö sekä sen aktiivinen käyttäjäyhteisö auttavat myös varmistamaan, että työkalut ovat kunnossa pitkälle tulevaisuuteen.
Kiinnostaako rahan ja ajan säästäminen voimalaitoskehityksessä? Lue lisää simulaatiopalveluistamme ja ota yhteyttä!
Apros® on VTT:n ja Fortumin rekisteröity tavaramerkki.
