摘要： 本文介紹了PCTran/AP1000核電站仿真軟件由單機版向分布式培訓系統的改進，通過WinSock控件實現了基于TCP/IP協議的網絡通訊功能。該系統可以滿足核類專業實驗教學的要求，對于提高核電站操作人員的認知水平起到積極的作用。

Abstract： This paper introduces a improvement of the PCTran/AP1000 simulation software, making it from a stand-alone version to a distributed training system one. Through the WinSock control, it can realize the network communication function based on TCP / IP protocol. The system can meet the experimental education requirements of the nuclear science major and help the operators of nuclear power plants to improve their cognitive level positively.

關鍵詞： PCTran；AP1000；分布式培訓系統

Key words： PCTran; AP1000; distributed training system

    1  PCTran/AP1000 簡介

    PCTran/AP1000是美國Micro-Simulation Technology(MST)公司于1985年開發出的可適用于AP1000電站的模擬仿真與嚴重事故分析的小型軟件。它是一種可通過個人計算機上對反應堆瞬態和事故進行控制的模擬軟件。PCTran早期主要采用FORTRAN語言進行編譯，后來由于微軟公司的Windows視窗平臺的普及，因此改寫成視窗的版本。其早期僅有幾個簡單的分析模塊，操作界面也僅為簡單輸出。后來陸續增加了許多分析模塊，操作界面也由早期簡單的DOS界面發展到現在的Windows的圖形用戶界面(GUI)。誕生至今，MST公司開發出多版適用于不同堆型的PCTran軟件。但由于我國現役及籌建的核電站中大都采用成熟的倒U型蒸發器壓水堆堆型，所以這里主要介紹和探討PCTran/AP1000軟件對核電站可能發生的意外事故的模擬和分析，從而得到對事故更為快速合理的預測，也可作為評估核電站事故分析的參考，為我國吸收和掌握外國先進壓水堆技術提供一定依據。

    2  PCTran/AP1000軟件的缺點與不足

 ①無法模擬蒸發器給水管道破裂事故，無法正確反映蒸發器在受到大沖量時的動態響應，無法在運行過程中進行參數實時調節等；

②系統可擴展性是軟件設計的另一個重要指標。一個好的軟件系統，不僅能夠實現設計初所預訂的功能，還需要為其余功能的實現預留一定的可擴展余地。由于PCTran對數據和模塊采用內部封裝，使得無法從外部直接對數據進行訪問，因此PCTran的可擴展性并不出色。同時，由于PCTran未采用模塊化設計，也為系統的功能完善和擴展帶來了困難；

③目前的PCTran軟件只能在單機上運行，所有初始工況參數以及故障模擬的參數都由用戶自行設置，不利于培訓用戶自行判斷故障原因并采取對策的能力。

    對以上不足的改進：由于①、②點是PCTran/AP1000軟件固有的缺點，我們無法改變其內部參數，在此只針對第三點做出改進方案，即PCTran/AP1000分布式培訓系統的設計。 

    該軟件主要功能是：可由教練員（培訓老師）在服務器端選擇故障類型或初始運行參數并發送給客戶機端，當客戶機端程序收到來自后臺的數據后，啟動PCTran/AP1000仿真核電站軟件，各項運行工況的瞬態數據將相應發生變化，客戶機端的學員（受培訓人員）在預先不知道故障類型的情況下，要根據運行瞬態數據的變化和各種變化趨勢圖進行故障分析和判斷故障類型，以及采取重置相應的運行參數以達到排除故障的目的。

    教練員可監看學員的操作，并給予指導和評價。  在局域網環境中，1臺服務器應至少可帶50臺客戶機，以滿足培訓的需要。

    3  系統功能設計描述

    該軟件主要功能是：先由教練員（培訓老師）打開服務器端監控程序，學員在客戶機端登錄系統，教練員可在服務器端看到已登錄的學員信息（姓名、學員編號和IP地址）。教練員在服務器端選擇故障類型或初始運行參數并通過網絡發送給學員所在客戶機端，當客戶機端程序收到來自服務器的數據后，啟動本地的PCTran/AP1000仿真核電站軟件，PCTran按照教練員指定的初始條件和故障類型運行，界面上各項運行的瞬態數據將相應發生變化，學員要根據運行瞬態數據的變化和各種變化趨勢圖進行故障分析和判斷故障類型，以及采取重置相應的運行參數以達到排除故障的目的。

  3.1 服務器端模塊設計

    服務器端模塊的主要功能是：

①參數設置。可由用戶設置端口號以便與客戶機端進行網絡通訊，可設置數據庫文件的路徑，以便從數據庫中存取PCTran運行初始條件數據和故障類型等參數。

②運行初始條件設置。PCTran的運行初始條件是定義模擬穩定條件的數據的一種設置。除了軟件提供給用戶的前五個初始條件使用時不能改變的以外，其它的初始條件可由用戶自行設置。本功能可由教練員設置并保存初始條件數據。

③學員登錄信息查看。服務器端程序開始運行后，不斷監聽來自客戶機端發來的信息，如果是登錄信息，則把學員姓名、學員編號、客戶機IP地址顯示在服務器端程序的列表中，如果客戶端退出系統，則自動將對應的學員信息從列表中刪除。

④故障類型與初始條件選擇與發送。服務器端程序運行后會自動從數據庫中讀取故障類型（20種）和已有的初始條件數據并分別顯示在下拉列表框和表格中，以供教練員選擇。當教練員選好了一種故障類型和一種初始條件后，可以點擊“啟動程序”將數據發送給選定的學員客戶機。

    3.2 客戶機端模塊設計

    客戶機端模塊的主要功能是：

①參數設置。可由用戶設置服務器IP地址、端口號以便與客戶機端進行網絡通訊，可設置數據庫文件的路徑，以便預先設置PCTran的數據庫中初始條件數據和故障類型等參數。

②登錄服務器。學員在登錄界面中輸入自己的姓名、學員編號后點擊“登錄”鍵，可將姓名、學員編號及客戶機IP地址數據一起發送給服務器。

③故障類型與初始條件接收并運行PCTran。當收到服務器端傳來的運行參數信息后（包括故障類型、初始條件），提示學員是否開始運行本機上的PCTran程序，學員確認后系統先自動設置本機PCTran的數據庫中初始條件數據和故障類型等參數，然后自動啟動PCTran模擬核電站運行。

    4  結論

    核電站模擬仿真與嚴重事故分析是核電研究的重要方向之一，基于普通電腦的核電站模擬仿真軟件的開發受到全世界廣泛的關注。本文以PCTran為模型，對可用于PC的AP1000核電站模擬仿真軟件進行了分析和研究，并針對PCTran的不足設計開發了一套分布式培訓系統并對該系統進行了局域網環境下的調試。

    由于時間有限，本培訓系統還有一些不夠完善的地方，以后還可以進一步提高系統的穩定性以及再增加一些相關功能，如：學員培訓數據的記錄等（記錄各學員培訓的時間、故障類型與初始條件、學員得分情況）。

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