CN111931428B - 一种用于优化海洋核动力平台的方法及系统 - Google Patents

一种用于优化海洋核动力平台的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于优化海洋核动力平台的方法及系统，涉及海洋核动力平台数值设备领域，该方法包括获取海洋核动力平台设备的结构数据以及功能数据；获取实际运行前的实验数据以及实际运行过程中的数据；创建用于对海洋核动力平台设备运行状态模拟计算的数值模型，并将获取的结构数据作为数值模型的静态数据库，功能数据作为数值模型的动态数据库；将设备运行前的实验数据输入数值模型，得到设备模拟运行数据，将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，以修正数值模型，修正后的数值模型继续进行动态模拟，然后基于再次得到的设备模拟运行数据优化结构数据和功能数据。本发明能够真实的对设备的运行过程进行模拟。

Description

一种用于优化海洋核动力平台的方法及系统
技术领域
本发明涉及海洋核动力平台数值设备领域，具体涉及一种用于优化海洋核动力平台的方法及系统。
背景技术
海洋核动力平台为海上浮动式核电站，一个海洋核动力平台上可以根据实际需求搭载1～2个设定了核功率大小的反应堆，从而根据用户需求提供一定的产品服务，如为钻井平台供电和供淡水、为岛礁供电、为远洋舰队提供综合保障、为深海探测开采供电等，海洋核动力平台能极大的满足科研、探测等领域的需求。
海洋核动力平台有大量的设备，设备根据其执行的功能划分有核安全一级设备、核安全二级设备、核安全三级、非安全级设备等。海洋核动力平台运行环境条件与陆上核电及船舶平台差异很大，且对于设备的实际运行参数极度缺乏，如按照现有标准进行设备设计，极有可能在设备投入运行过程中，存在极大的安全风险，进而影响海洋核动力平台运行经济性及安全性。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于优化海洋核动力平台的方法及系统，能够真实的对设备的运行过程进行模拟。
为达到以上目的，本发明提供一种用于优化海洋核动力平台的方法，包括以下步骤：
获取海洋核动力平台设备的结构数据以及功能数据；
获取海洋核动力平台设备实际运行前的实验数据以及海洋核动力平台设备实际运行过程中的数据；
创建用于对海洋核动力平台设备运行状态模拟计算的数值模型，并将获取的结构数据作为数值模型的静态数据库，功能数据作为数值模型的动态数据库；
将设备运行前的实验数据输入数值模型，数值模型进行动态模拟分析，得到设备模拟运行数据，将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，以修正数值模型，修正后的数值模型继续进行动态模拟，然后基于再次得到的设备模拟运行数据优化海洋核动力平台设备的结构数据和功能数据。
在上述技术方案的基础上，所述结构数据包括整体外表尺寸、干重、湿重、整体内部尺寸、体积、部件局部尺寸、材料类别、材料性能参数和换热面积。
在上述技术方案的基础上，所述功能数据包括温度、压力、流量、转速、换热系数、扬程、线功率、水位和环境温度压力要求。
在上述技术方案的基础上，所述实验数据包括海洋核动力平台设备在制造过程中样机的实验数据，以及同类设备在其它项目上的运行反馈数据。
在上述技术方案的基础上，当获取了海洋核动力平台设备实际运行过程中的数据之后，还包括：获取海洋核动力平台设备的商务数据，所述商务数据用于为海洋核动力平台设备后期的维护和更换提供参考，所述商务数据包括厂家、价格和生产周期。
本发明提供一种用于优化海洋核动力平台的系统，包括：
结构数据获取模块，所述结构数据模块用于获取海洋核动力平台设备的结构数据；
功能数据获取模块，所述功能数据模块用于获取海洋核动力平台设备的功能数据；
实验数据获取模块，所述实验数据获取模块用于获取海洋核动力平台设备实际运行前的实验数据；
运行数据获取模块，所述运行数据模块用于获取海洋核动力平台设备实际运行过程中的数据；
模拟模块，所述模拟模块用于创建用于对海洋核动力平台设备运行状态模拟计算的数值模型，以及将设备运行前的实验数据输入数值模型，数值模型进行动态模拟分析，得到设备模拟运行数据，将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，以修正数值模型，修正后的数值模型继续进行动态模拟，然后基于再次得到的设备模拟运行数据优化海洋核动力平台设备的结构数据和功能数据。
在上述技术方案的基础上，所述结构数据包括整体外表尺寸、干重、湿重、整体内部尺寸、体积、部件局部尺寸、材料类别、材料性能参数和换热面积。
在上述技术方案的基础上，所述功能数据包括温度、压力、流量、转速、换热系数、扬程、线功率、水位和环境温度压力要求。
在上述技术方案的基础上，所述实验数据包括海洋核动力平台设备在制造过程中样机的实验数据，以及同类设备在其它项目上的运行反馈数据。
在上述技术方案的基础上，还包括商务数据获取模块，所述商务数据获取模块用于获取海洋核动力平台设备的商务数据，所述商务数据用于为海洋核动力平台设备后期的维护和更换提供参考，所述商务数据包括厂家、价格和生产周期。
与现有技术相比，本发明的优点在于：基于海洋核动力平台设备的结构数据、功能数据、实验数据以及实际运行过程中的数据，进行动态建模，建立用于对设备运行过程进行模拟的数值模型，通过将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，若设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据存在差异，则对数值模型进行修正，经过多次对数值模型修正，使得数值模型能够真实的对设备的运行过程进行模拟，基于模拟结果，便能够对海洋核动力平台设备的结构数据和功能数据进行调整优化，为后续的海洋核动力平台设备制造提供参考，使得后续的海洋核动力平台设备处于最佳运行状态，保证设备运行的经济性和安全性。
附图说明
图1为本发明实施例中一种用于优化海洋核动力平台的方法的流程图；
图2为本发明实施例中一种用于优化海洋核动力平台的系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种用于优化海洋核动力平台的方法，基于海洋核动力平台设备的结构数据、功能数据、实验数据以及实际运行过程中的数据，进行动态建模，建立用于模拟的数值模型，并对数值模型不断修正，进而可以利用数值模型的输出数据对结构数据和功能数据进行优化，最终达到优化后续同类海洋核动力平台设备可靠性和经济性的目的。本发明实施例相应地还提供了一种用于优化海洋核动力平台的系统。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
参见图1所示，本发明实施例提供的一种用于优化海洋核动力平台的方法，包括以下步骤：
S1：获取海洋核动力平台设备的结构数据以及功能数据。
本发明实施例中，结构数据包括整体外表尺寸、干重、湿重、整体内部尺寸、体积、部件局部尺寸、材料类别、材料性能参数和换热面积。设备的结构类数据作为数值模型的边界条件数据，设备的该类结构数据构成数值模型的静态数据库，静态数据库和本发明实施例中的动态数据库联合实现设备的数值动态模拟分析，分析得到的设备模拟运行数据与海洋核动力平台设备实际运行过程中的数据进行类比，以此来修正和优化数值模型，达到不断优化设备结构数据和功能数据的目的，提升同类设备后续运行的安全性和经济性。
海洋核动力平台中设备的类型及种类繁多，本发明实施例中的功能数据包括温度、压力、流量、转速、换热系数、扬程、线功率、水位和环境温度压力要求。本发明实施例中的功能数据作为数值模型的动态数据库，进一步的，设备的功能数据与设备的物理或工程类模型构建数值模型的动态该数据库，静态数据库中的静态数据作为动态数据库的输入参数。
S2：获取海洋核动力平台设备实际运行前的实验数据以及海洋核动力平台设备实际运行过程中的数据。
本发明实施例中，实验数据包括海洋核动力平台设备在制造过程中样机的实验数据，以及同类设备在其它项目上的运行反馈数据。由于海洋核动力平台当前应用较少，因此初始的数值模型需要通过基础的实验数据进行修正完善，尽可能的模拟设备后续运行的动态过程。设备实际投入运行后，会产生大量的动态运行数据，可以将该类数据加入实验数据库中，不断完善实验数据库。
海洋核动力平台设备实际运行过程中的数据为海洋核动力平台投入运行后，设备的动态运行数据，将该类数据反馈到数值模型，与数值模型输出的设备模拟运行数据进行类比，进而不断去完善数值模型，使得数值模型模拟得到的设备模拟运行数据与设备的真实运行数据间的误差越来越小。
S3：创建用于对海洋核动力平台设备运行状态模拟计算的数值模型，并将获取的结构数据作为数值模型的静态数据库，功能数据作为数值模型的动态数据库；
S4：将设备运行前的实验数据输入数值模型，数值模型进行动态模拟分析，得到设备模拟运行数据，将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，以修正数值模型，修正后的数值模型继续进行动态模拟，然后基于再次得到的设备模拟运行数据优化海洋核动力平台设备的结构数据和功能数据。
数值模型用于对设备的运行过程进行模拟，进而得到设备模拟运行数据，而设备实际运行过程中的数据为设备的真实运行数据，通过将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，若设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据存在差异，说明数值模型当前还无法真实的对设备的运行过程进行模拟，需要对数值模型的相关参数进行修改，以使数值模型能够真实的对设备的运行过程进行模拟，待修正后，再次将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，若存在差异，则再次对数值模型进行修正，经过多次对数值模型修正，使得数值模型能够真实的对设备的运行过程进行模拟，基于模拟结果，便能够对海洋核动力平台设备的结构数据和功能数据进行调整优化，为后续的海洋核动力平台设备制造提供参考，使得后续的海洋核动力平台设备处于最佳运行状态，保证设备运行的经济性和安全性。
在一种可能的实施方式中，当获取了海洋核动力平台设备实际运行过程中的数据之后，还包括：获取海洋核动力平台设备的商务数据，所述商务数据用于为海洋核动力平台设备后期的维护和更换提供参考，商务数据包括厂家、价格和生产周期。通过商务数据，当设备在后续运行过程中出现技术问题，可以快速的联系厂家需求技术支持、设备更换等。
本发明实施例的用于优化海洋核动力平台的方法，基于海洋核动力平台设备的结构数据、功能数据、实验数据以及实际运行过程中的数据，进行动态建模，建立用于对设备运行过程进行模拟的数值模型，通过将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，若设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据存在差异，则对数值模型进行修正，经过多次对数值模型修正，使得数值模型能够真实的对设备的运行过程进行模拟，基于模拟结果，便能够对海洋核动力平台设备的结构数据和功能数据进行调整优化，为后续的海洋核动力平台设备制造提供参考，使得后续的海洋核动力平台设备处于最佳运行状态，保证设备运行的经济性和安全性。
参见图2所示，本发明实施例还提供一种用于优化海洋核动力平台的系统，包括结构数据获取模块、功能数据获取模块、实验数据获取模块、运行数据获取模块和模拟模块。
结构数据模块用于获取海洋核动力平台设备的结构数据；功能数据模块用于获取海洋核动力平台设备的功能数据；实验数据获取模块用于获取海洋核动力平台设备实际运行前的实验数据；运行数据模块用于获取海洋核动力平台设备实际运行过程中的数据；模拟模块用于创建用于对海洋核动力平台设备运行状态模拟计算的数值模型，以及将设备运行前的实验数据输入数值模型，数值模型进行动态模拟分析，得到设备模拟运行数据，将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，以修正数值模型，修正后的数值模型继续进行动态模拟，然后基于再次得到的设备模拟运行数据优化海洋核动力平台设备的结构数据和功能数据。
设备的结构类数据作为数值模型的边界条件数据，设备的该类结构数据构成数值模型的静态数据库，静态数据库和本发明实施例中的动态数据库联合实现设备的数值动态模拟分析，分析得到的设备模拟运行数据与海洋核动力平台设备实际运行过程中的数据进行类比，以此来修正和优化数值模型，达到不断优化设备结构数据和功能数据的目的，提升同类设备后续运行的安全性和经济性。
数值模型对设备的运行过程进行模拟，进而得到设备模拟运行数据，而设备实际运行过程中的数据为设备的真实运行数据，通过将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，若设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据存在差异，说明数值模型当前还无法真实的对设备的运行过程进行模拟，需要对数值模型的相关参数进行修改，以使数值模型能够真实的对设备的运行过程进行模拟，待修正后，再次将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，若存在差异，则再次对数值模型进行修正，经过多次对数值模型修正，使得数值模型能够真实的对设备的运行过程进行模拟，基于模拟结果，便能够对海洋核动力平台设备的结构数据和功能数据进行调整优化，为后续的海洋核动力平台设备制造提供参考。
本发明实施例中，结构数据包括整体外表尺寸、干重、湿重、整体内部尺寸、体积、部件局部尺寸、材料类别、材料性能参数和换热面积。功能数据包括温度、压力、流量、转速、换热系数、扬程、线功率、水位和环境温度压力要求。实验数据包括海洋核动力平台设备在制造过程中样机的实验数据，以及同类设备在其它项目上的运行反馈数据。
在一种可能的实时方式中，本发明实施例的用于优化海洋核动力平台的系统还包括商务数据获取模块，商务数据获取模块用于获取海洋核动力平台设备的商务数据，所述商务数据用于为海洋核动力平台设备后期的维护和更换提供参考，商务数据包括厂家、价格和生产周期。
本发明实施例的用于优化海洋核动力平台的系统，基于海洋核动力平台设备的结构数据、功能数据、实验数据以及实际运行过程中的数据，进行动态建模，建立用于对设备运行过程进行模拟的数值模型，通过将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，若设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据存在差异，则对数值模型进行修正，经过多次对数值模型修正，使得数值模型能够真实的对设备的运行过程进行模拟，基于模拟结果，便能够对海洋核动力平台设备的结构数据和功能数据进行调整优化，为后续的海洋核动力平台设备制造提供参考，使得后续的海洋核动力平台设备处于最佳运行状态，保证设备运行的经济性和安全性。
本发明是参照和根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

Claims (2)

1.一种用于优化海洋核动力平台的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取海洋核动力平台设备的结构数据以及功能数据；
获取海洋核动力平台设备实际运行前的实验数据以及海洋核动力平台设备实际运行过程中的数据；
创建用于对海洋核动力平台设备运行状态模拟计算的数值模型，并将获取的结构数据作为数值模型的静态数据库，功能数据作为数值模型的动态数据库；
将设备运行前的实验数据输入数值模型，数值模型进行动态模拟分析，得到设备模拟运行数据，将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，以修正数值模型，修正后的数值模型继续进行动态模拟，然后基于再次得到的设备模拟运行数据优化海洋核动力平台设备的结构数据和功能数据；
其中，所述数值模型用于对设备的运行过程进行模拟，当设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比存在差异时，对数值模型进行修正，使得数值模型能够真实的对设备的运行过程进行模拟；
其中，所述结构数据包括整体外表尺寸、干重、湿重、整体内部尺寸、体积、部件局部尺寸、材料类别、材料性能参数和换热面积；
其中，所述功能数据包括温度、压力、流量、转速、换热系数、扬程、线功率、水位和环境温度压力要求；
其中，所述实验数据包括海洋核动力平台设备在制造过程中样机的实验数据，以及同类设备在其它项目上的运行反馈数据；
其中，当获取了海洋核动力平台设备实际运行过程中的数据之后，还包括：获取海洋核动力平台设备的商务数据，所述商务数据用于为海洋核动力平台设备后期的维护和更换提供参考，所述商务数据包括厂家、价格和生产周期。
2.一种用于优化海洋核动力平台的系统，其特征在于，包括：
结构数据获取模块，所述结构数据模块用于获取海洋核动力平台设备的结构数据；
功能数据获取模块，所述功能数据模块用于获取海洋核动力平台设备的功能数据；
实验数据获取模块，所述实验数据获取模块用于获取海洋核动力平台设备实际运行前的实验数据；
运行数据获取模块，所述运行数据模块用于获取海洋核动力平台设备实际运行过程中的数据；
模拟模块，所述模拟模块用于创建用于对海洋核动力平台设备运行状态模拟计算的数值模型，以及将设备运行前的实验数据输入数值模型，数值模型进行动态模拟分析，得到设备模拟运行数据，将设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比，以修正数值模型，修正后的数值模型继续进行动态模拟，然后基于再次得到的设备模拟运行数据优化海洋核动力平台设备的结构数据和功能数据；
其中，所述数值模型用于对设备的运行过程进行模拟，当设备模拟运行数据和设备实际运行过程中的数据进行对比存在差异时，对数值模型进行修正，使得数值模型能够真实的对设备的运行过程进行模拟；
其中，所述结构数据包括整体外表尺寸、干重、湿重、整体内部尺寸、体积、部件局部尺寸、材料类别、材料性能参数和换热面积；
其中，所述功能数据包括温度、压力、流量、转速、换热系数、扬程、线功率、水位和环境温度压力要求；
其中，所述实验数据包括海洋核动力平台设备在制造过程中样机的实验数据，以及同类设备在其它项目上的运行反馈数据；
其中，还包括商务数据获取模块，所述商务数据获取模块用于获取海洋核动力平台设备的商务数据，所述商务数据用于为海洋核动力平台设备后期的维护和更换提供参考，所述商务数据包括厂家、价格和生产周期。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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