ФОРМИРОВАНИЕ СРЕДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕАКТОРНОЙ

УСТАНОВКИ ВБЭР-300

П.Л. Балыкин,

нач. бюро,

В.В. Банкрутенко,

нач. отдела, к.т.н.,

В.В. Петрунин,

главный конструктор, д.т.н.

Ю.П.Фадеев,

нач отдела

В.В. Штарев,

зам. директора по ИТ,

ОКБМ, Нижний Новгород

ВВЕДЕНИЕ

Маркетинговые исследования энергетических потребностей на территории России и за рубежом подтверждают ожидания разработчиков АЭС на освоение трех секторов регионального рынка энергопотребления: электроэнергии, электроэнергии и тепла, только тепловой энергии. В газовой промышленности определен спрос на мощности 250…300 МВт – до 600 потребителей, в диапазоне до 100 Мвт запланировано строительство плавучих атомных станций – 15 ПАЭС до 2016 года, а мощностной диапазон до 5 Мвт востребован в Якутии.

ОКБМ предлагает в качестве энергоисточников атомные станции с реакторными установками ВБЭР-300 на базе отработанных судовых технологий. Начато строительство первой ПАЭС в Северодвинске, а также планируется заключение международного контракта на проект АЭС с РУ ВБЭР-300.

1. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА АЭC

Проект носит международный характер, в связи с этим планируется применение набора информационных технологий, поддерживаемых освоенными графическими системами трехмерного проектирования верхнего и среднего уровня, современными системами управления проектными данными Smart Plant Foundation и Search, приложениями Microsoft Office. Для управления графиком выполнения проекта предусматривается использования системы управления планированием Primavera.

Основные предприятия-участники осуществляют проектно-конструкторские работы с использованием различного программного обеспечения. Главный конструктор реакторной установки, головной разработчик АЭС - ФГУП «ОКБМ» эксплуатирует графические системы верхнего и среднего уровня Unigraphics NX, Inventor, конструкторско технологический комплекс Интермех с PDM-системой Search, приложения Microsoft Office, Генеральный проектировщик АЭС - ФГУП «НИАЭП» использует системы трехмерного проектирования Smart Plant 3D и Microstation, AutoCAD, приложения Microsoft Office), Главный конструктор автоматизированной системы управления АЭС - ФГУП «НИИИС» применяет для двухмерного проектирования AutoCAD, приложения MS Office и ряд специализированных пакетов для проектирования АСУ ТП, научный руководитель проекта РНЦ «Курчатовский институт» использует специализированные расчетные комплексы, AutoCAD, приложения MS Office) и др.

ОКБМ, как головному разработчику проекта АЭС еще на предпроектной стадии необходимо сформировать единую среду проектирования и управления проектом, поддерживающую групповые технологии проектирования, обмен проектными данными и их актуализацию, с учетом реализации информационных технологий сопровождения сложной наукоемкой продукции в течение жизненного цикла освоенными и доступными программными средствами.

1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТА РУ

В составе проекта АТЭЦ специалистам ОКБМ предстоит выполнить технический проект реакторного блока, систем РУ и АЭС (более 40 технических проектов систем и оборудования).

К разработке технического проекта РУ привлечены специализированные структурные подразделениями предприятия: головной компоновочный отдел, отделы оборудования, расчетные отделы по обоснованию физических, тепло-гидравлических и прочностных характеристик, технологические и экономические отделы. На начальном, наиболее важном этапе, планируется привлечение специалистов подразделения информационных технологий для корректного формирования электронного архива проекта, оптимизации процессов трехмерного проектирования и построения 3D-моделей оборудования и систем РУ в системах Unigraphics и Inventor, обеспечение интеграции 3D-моделей от разных исполнителей в общую модель, конвертацию проектных данных от Генерального проектировщика.

В целях получения полномасштабной 3D-модели РУ проектирование оборудования и отдельных систем реакторной установки планируется организовать групповую работу над проектом специалистов различных структурных подразделений. Для оперативного освоения групповых технологий трехмерного проектирования, устранения административных барьеров предусматривается создание рабочей группы 3D-моделирования при головном компоновочном отделе, в которую войдут разработчики оборудования и систем РУ.

Контроль за ходом разработки проекта будет осуществляться группой управления, организованного с учетом опыта выполнения международного проекта ГТ-МГР, с применением программного обеспечения Primavera.

2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТА РУ

Среда проектирования реакторной установки ВБЭР-300 будет формироваться в соответствии с идеологией ИПИ-технологий (CALS-технологий):

- PDM-система - электронный архив проекта Search в конструкторско-технологическом комплексе Интермех с распределенными правами доступа к проектным данным различного назначения;

- CAD-системы Unigraphics NX и Inventor, используемые дифференцированно, в соответствии со степенью сложности разрабатываемых систем и оборудования;

- CAE-системы Ansys, CFX, STAR-CD и др. для расчетного обоснования технических характеристик элементов оборудования и систем реакторной установки в трехмерной постановке;

- PM-система управления проектами Primavera, для обеспечения календарного планирования и распределения ресурсов.

При разработке техпроекта РУ в целях сокращения сроков и повышения качества проектирования запланировано масштабное использование трехмерного проектирования систем и оборудования РУ, создание 3D-модели РУ в двух системах трехмерного проектирования: верхнего уровня – Unigraphics NX (РУ в целом) и среднего уровня – Inventor (проектирование отдельного оборудования).

Построение 3D-модели реакторной установки в границах защитной оболочки будет осуществляться с использованием технологии трехмерного проектирования больших сборок, тремя этапами:

- I этап: начальная версия трехмерной модели РУ в границах разработки ОКБМ до привлечения к разработкам генерального проектировщика АЭС, используемая в качестве исходных данных для участников проекта;

- II этап: промежуточная версия трехмерной модели РУ с использованием строительных конструкций и общестанционных систем, разработанных генеральным проектировщиком АЭС;

- III этап: финальная версия трехмерной модели РУ, содержащая взаимосогласованные с генеральным проектировщиком решения по РУ и АЭС в целом.

Технология трехмерного проектирования больших сборок в системе Unigraphics отрабатывалась специалистами подразделения информационных технологий в связи с тем, что практическая эксплуатация системы Unigraphics, установленной на персональные компьютеры с процессором Pentium-IY обнаружила ограничения в создание больших 3D-моделей. Ограничения выявлены в проектировании больших сборок до 16000 компонентов с применением стандартного инструментального оснащения модуля моделирования и до 20000 компонентов с применением WAVE-технологий.

Генерация видов, разрезов и сечений с трехмерных моделей с таким числом компонентов на персональных компьютерах оказалась невыполнимой. В ходе отработки технологий трехмерного проектирования больших сборок были определены минимальные требования к техническому обеспечению, методы создания и визуализации больших сборок и получения с них двухмерных видов, разрезов и сечений.

Инструментальные возможности получения двухмерной графики с трехмерных моделей и оформления двухмерных чертежей общего вида реакторной установки ВБЭР-300, систем и оборудования в системах Unigraphics NX и Inventor позволяют использовать ассоциативные связи между моделью, видами и разрезами чертежа. Положительные свойства ассоциативности будут использоваться в проекте для исключения возможности получения неисправимого брака и нанесения высоких убытков при изготовлении и строительстве РУ и АЭС. Оформление чертежей общего вида на стадии технического проекта планируется осуществлять в наиболее освоенных КТК Интермех и системе AutoCAD.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ГРУППОВОЙ РАБОТЫ НАД ПРОЕКТОМ РУ

Организация групповой работы над проектом будет поддерживаться по двум направлениям:

- использование традиционной системы планирования, сложившейся на предприятии и объединение разработок структурных подразделений через сетевые план-графики;

- создание рабочей группы трехмерного проектирования, о которой говорилось выше.

Проектные данные АЭС с РУ ВБЭР-300 будут накапливаться, храниться, актуализироваться в зависимости от стадии разработки в рабочем архиве, либо в архиве утвержденной КД и обеспечивать групповые технологии проектирования, поддерживать параллельный инжиниринг и обмен проектными данными между предприятиями-участниками проекта. Проектные данные в архиве проекта будут размещены в соответствии с классификатором, построенным с учетом структуры РУ.

Проектный архив Search конструкторско-технологического комплекса Интермех выполняет функции электронного проектного архива предприятия и позиционируется разработчиками как система управления проектными данными (PDM-система).

Проектный архив структурно подразделяется на рабочий архив и архив утвержденной КД предприятия: рабочий архив предназначен для текущего хранения проектных данных с начала разработки проектов до их утверждения. После утверждения проектной КД хранение, актуализация электронных версий и размножение осуществляется из архива утвержденной КД.

Размещение проектных данных в электронном архиве проекта и назначение различных прав доступа участникам разработки открывает возможности использования параллельного инжиниринга при проведении расчетных обоснований прочности и теплофизических характеристик, технологической экспертизы, проектирования смежных общестанционных систем и строительных конструкций.

Глубокая проработка трехмерных компоновок систем РУ и оборудования в системах трехмерного проектирования верхнего и среднего уровня создает предпосылки для оперативной подготовки расчетных моделей в целях проведения расчетных обоснований прочностных и тепло-гидравлических характеристик в трехмерных расчетных комплексах.

Размещение проектных данных в электронном архиве проекта создает возможность создания электронных баз данных оборудования и комплектующих проекта ВБЭР-300, эта работа важна для дальнейшего повышения эффективности трехмерного проектирования и в масштабах проекта будет осуществляться впервые. На предпроектной стадии базы данных должны быть предварительно введены в состав классификатора проекта.

4. НОРМАТИВНАЯ-ТЕХНИЧЕСКАЯ БАЗА ПРОЕКТА РУ

При осуществлении проекта будет использована имеющаяся в России нормативно-техническая база по ИТ, дополненная стандартами предприятия и требования ЕСКД для твердых копий. На сегодня специалистами подразделения по ИТ разработан ряд СТП, регламентирующий использование информационных технологий трехмерного проектирования в системах Unigraphics NX, Inventor, CADMech и AutoCAD.