论文部分内容阅读
中国科学院于2011年1月启动首批五项战略性先导专项,其中钍基熔盐堆(Thorium-based Molten-Salt Reactor,TMSR)核能系统专项依托于上海应用物理研究所实施,旨在通过20多年的时间研发出第四代反应堆核能系统。仿真机(工程仿真机、培训仿真机)是核电设计和运行不可或缺的设备,TMSR仿真技术的研发是TMSR核能系统专项的重要环节之一。本论文依托TMSR核能系统先导专项,结合TMSR仿真平台和TMSR-SF1工程仿真机项目,对TMSR云仿真平台进行初步设计和实现,为TMSR仿真平台的技术升级进行了有益的探索。本文首先调研了国内外核电仿真技术的发展,分析了云计算的特征、服务模式和关键技术,对比了主流的开源云计算管理平台,提出构建TMSR云仿真平台。接着,依次完成TMSR云仿真平台的需求分析、功能设计,结合云计算的典型技术参考架构提出了一种分层级、模块化的TMSR云仿真平台系统架构。然后,采用开源云操作系统框架OpenStack搭建TMSR云仿真试验平台,技术实现过程中详细研究了OpenStack相关的组件服务架构和代码,部署的组件包括计算组件(Nova)、网络组件(Neutron)、块存储组件(Cinder)、认证组件(Keystone)、镜像组件(Glance)、界面组件(Dashboard)、消息队列(RabbitMQ)和数据库(Mariadb)。其次,将TMSR-SF1工程仿真机各专业仿真软件及其系统环境的安装、配置过程固化为独立的、模块化的镜像格式文件,并上传到TMSR云仿真试验平台,通过镜像文件实现TMSR仿真系统的模块化部署。经功能性测试验证,用户可通过浏览器直接访问TMSR-SF1工程仿真机系统的各项仿真服务,而无需安装任何客户端软件。云仿真平台提供的仿真计算资源是模块化的,用户可便捷地创建、修改、删除各个功能模块。通过将相同的TMSR-SF1仿真软件及其模型库仿真模型分别部署到物理机和TMSR云仿真平台上,进行TMSR-SF1功率调节测试和停堆保护测试,对比分析了堆芯功率、堆芯进出口温度和一二回路流量的实时仿真数据,验证了相同仿真软件及仿真模型在物理机和TMSR云仿真平台上的仿真结果是一致的。相比于传统基于分布式物理机的仿真系统服务部署方式,TMSR云仿真试验平台在整个软件生命周期内可更加敏捷、高效地为用户按需提供仿真计算资源,实现仿真系统快速、灵活地部署和重构。