ORIENT

ORIENT 是核星科技与中核运行合作研发的、具有我国自主知识产权且具有当前国际水准的压水堆堆芯物理分析与燃料管理软件系统。依托动态刻棒技术许可证的申请，该系统已于 2015 年 6 月获得国家核安全局的认可。ORIENT 系统是在现行的轻水堆两步法分析计算框架下，综合运用当今国内外轻水堆分析计算领域的优秀成果，并采用当前主流计算机技术开发而成的。

ORIENT 目前已经升级为基于 B/S 架构的 ORIENT-B，依托一系列成熟可靠的开源工具和组件，是一个高性能、高可用、可伸缩的先进系统。已经部署应用于奏山基地、福清基地以及中核海南基地。

系统组成

ORIENT 系统是在现行的轻水堆两步法分析计算框架下，综合运用当今国内外轻水堆分析计算领域的优秀成果，并采用当前主流计算机技术开发而成的。该系统主要由以下 7 个部件组成：

OASIS，反应堆数据中心

为基于 SQL 语言的关系型数据库。主要用于储存和管理反应堆相关设计参数、运行参数以及软件系统用户的作业数据。具体包括反应堆及核燃料组件的设计参数、每个循环的堆芯装载方案、详细的功率运行历史、启动物理试验及定期物理试验结果、堆芯硼浓度监测结果等。其核心目的是为核电厂堆芯及核燃料管理人员提供一个功能强大、使用方便、安全可靠的数据管理平台，改变目前核电厂现场数据管理较为原始的局面，从而极大地方便现场技术人员安全地共享这些数据、方便地开展数据管理和数据挖掘工作。

以 OASIS 为基础，配合 ORIENT 系统的其他软件，还可方便地进行堆芯装载方案设计、换料方案校算、堆芯运行跟踪等工作，从而显著提升核电厂现场技术人员对堆芯和核燃料的管理水平，增强核电厂对换料堆芯装载方案质量控制的能力，确保反应堆安全高效地运行。

ROBIN，核燃料组件计算程序

为具有当前国际水准的压水堆核燃料组件计算程序。主要是通过单组件或超组件的输运-燃耗计算来产生下游堆芯计算所需的各类参数。

IDYLL，截面表制作程序

为 ORIENT 软件系统中用于链接上游 ROBIN 和下游 EGRET 的截面表制作软件，其核心功能是将上游 ROBIN 计算所产生的核燃料或围板反射层组件一系列离散工况下的等效均匀化参数，处理成随影响等效均匀化参数的独立变量变化而变化的截面表，以供下游三维堆芯计算程序 EGRET 使用。

IDYLL 在整体上采用宏观参数制表的方法，制表时可考虑可溶硼浓度、控制棒插入等瞬时变量以及慢化剂温度历史、燃料温度历史等历史变量对组件等效均匀化参数的影响。IDYLL 对反应堆内重要的裂变产物，如氙、钐以及可溶硼等采用微观参数制表的做法，以便在下游堆芯计算时这些因素的影响显式加以考虑。

IDYLL 除了制作组件等效均匀化参数（组件均匀化截面及不连续因子）表外，IDYLL 还可制作组件内燃料棒功率分布形状因子表、中子动力学参数表等，以满足下游堆芯燃料棒功率计算或瞬态计算等的需求。

截至目前，IDYLL 除了经受大量的 ROBIN 参考计算结果的验证外，IDYLL 还和 ROBIN/EGRET 一道，顺利通过了我国所有在役的三种类型方形组件压水堆机组近 70 堆循环的工程验证，其性能是可满足工程计算要求的。

EGRET，稳态堆芯计算程序

为具有当前国际水准的压水堆三维堆芯稳态计算程序。可给出反应堆正常运行过程用户所关心的各类参数。

NYMPH，服务器端管理调度程序

为基于 Django 框架开发的 Web 服务器，系整个系统数据流和指令流的管理调度中心，也是多计算节点情况下，计算资源的调度中心：

• 进行多用户的权限管理和作业管理。通过与 OASIS 和 TULIP 的配合，NYMPH 可以实现对不同用户的分级权限管理，同时解决多用户协同工作时的信息共享和作业管理问题。如赋予高层级用户检查普通用户所建的计算模型是否正确、所采用的数据源是否经过质保审查等功能；也赋予每个用户将其帐户下某些信息，如其设计的堆芯装载图，共享给指定用户的功能等。
• 担任整个 ORIENT 系统数据流和指令流的调度管理工作。一旦用户通过客户端软件 TULIP 发出某个任务请求，NYMPH 会首先对该任务进行解析，然后再执行相应的脚本或软件以完成用户任务，最后会将执行任务过程中或任务结束后有关的信息返回给 TULIP，从而结束用户任务。例如，NYMPH 可以访问 OASIS 来帮助用户在 TULIP 以可视化的方式建立 ROBIN 计算或 EGRET 计算的模型，也可以在建模完成后调用 ROBIN、IDYLL 或 EGRET 进行计算，并将计算任务的状态信息和有关结果返回给 TULIP。NYMPH 可以根据用户在客户端的请求，从客户端导入堆芯装载图、定期物理试验数据或反应堆功率运行历史等数据，并将其保存至反应堆数据中心 OASIS 中，也可以根据用户请求，从 OASIS 中调取本用户或其他用户共享给本用户的任何信息，在该用户的客户端上加以显示。
• 实现对 OASIS 的集成管理。用户可以使用网页浏览器方便的浏览和管理反应堆数据中心 OASIS，导出相应的数据记录以备查询和生成报告。

TULIP，客户端图形化作业平台

为基于 QT 开发的客户端应用软件，系用户与 NYMPH 及核心算法程序相交互的可视化作业平台，也是不同用户之间协同开展工作的软件平台，满足目前核电厂现场技术人员多人进行多机组管理的客观需要。在该平台上，一方面用户可以以图形、曲线、表格等方式对储存在反应堆数据中心 OASIS 中的有关参数进行查阅，如查看机组过去所使用的堆芯装载方案、前一循环结束时核燃料组件的燃耗分布以及某次定期堆内功率分布测量结果等；另一方面，基于该平台，用户也可以很方便地去完成各种典型或非典型的工程计算任务，如设计新的堆芯燃料装载方案、开展堆芯运行跟踪计算、堆芯寿期预测、重返临界状态预测、理论计算值和现场实测值的比较等等，并且在定义和完成这些工程计算任务时，用户完全不需要直接和 ROBIN/IDYLL/EGRET 这些底层的核心计算软件相交互。

TULIP 不但改变过去用户需直接面对底层计算软件的做法，也彻底改变了过去基于输入输出卡的传统人机交互模式，从而极大地方便用户对 ORIENT 软件系统的使用，提高用户的工作效率、减少人因错误，同时也显著提升用户的软件使用体验。

TRAGOPAN, 浏览器端作业平台

TULIP 的网页版，免安装，拥有更好的用户体验。

功能及特点

ORIENT 系统可全面满足核电厂开展反应堆日常堆芯跟踪、运行支持、堆芯装料方案校算等业务的功能需求，也可为国家核安全监管部门、研究设计单位以及高等院校开展压水堆堆芯分析相关工作提供支撑。

该系统具有如下技术特点：

• 首次在堆芯分析软件系统里配备了专门的数据库，不但为建模过程的自动化创造了条件，更是为核电厂用户提供了重要的数据管理工具，从而有利于保障反应堆运行数据的安全性，也为进一步开展深度数据分析工作创作了条件；
• 基于客户端/服务器（C/S）架构开发，数据库管理、计算任务执行及数据存储在服务端集中完成，客户端专注于用户作业任务的生成及计算结果的展示，系统易维护也易扩展；
• 全面以用户为中心：系统的设计开发充分考虑了核电厂用户的实际工程应用需求，并反复经用户测试加以确认。用户在客户端仅通过鼠标操作即可完成问题建模，不但将困难且易错的问题建模过程高度自动化，更是最大程度地杜绝了人因失误的发生。核电厂普通技术人员稍经培训即可掌握该系统的使用。
• 丰富的日志信息：系统内建的建模逻辑检查机制、程序运行状态通报机制和计算结果摘要汇报机制，均有丰富的日志信息输出，以最大程度方便用户定位建模过程可能存在的错误以及了解系统当前的运行状态。

验证和确认

ORIENT 系统已顺利通过一系列的软件验证和确认工作，其中包括利用我国商用压水堆 75 个循环实测数据所开展的比对确认，覆盖我国在役的所有三种类型方形组件商用压水堆。这样的比对确认工作中，有 18 次零功率启动物理试验参数的比对，是先有 ORIENT 计算值，后有试验测量值的“背靠背”的比对。“背靠背”比对结果表明，ORIENT 系统完全适用于压水堆核电厂的堆芯核设计和运行支持。

工程应用

ORIENT 系统于 2014 年 4 月通过业内专家的鉴定，并于次月开始正式在中核秦山基地投入工程应用。2015 年 6 月，依托秦山第二核电厂动态刻棒项目许可证的申请，该系统正式获得国家核安全局的认可。

目前 ORIENT 系统已在国内核安全监管机构、部分核电营运和研究设计单位内作为重要的工具用于不同的工程目的，如：

• 堆芯设计；
• 堆芯装换料方案设计校核计算；
• 堆芯运行跟踪和运行支持；
• 供动态刻棒试验用的修正因子计算；
• 一点法校刻计算；
• 动态通量测量计算。

软件著作权登记号：2017SR722040