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中心简介

       近年来,随着国民经济对能源需求的急剧增长,各类发电厂发展迅猛,与之相对应的热力系统日益庞大。另一方面,随着能源发展与环境保护之间的矛盾逐渐显现,核能作为一种经济、安全、可靠的清洁能源,在很多国家得到了巨大的发展。根据我国能源需求和能源生产结构,中国政府也制定了宏大的核电发展规划。尽管世界上的核电厂已拥有丰富的运行经验和良好的安全记录,但是由于核电具有潜在的放射性危险,美国三里岛核电厂、前苏联切尔诺贝利核电厂和日本福岛核电厂三大严重事故的发生,说明核电安全永远是核电发展中重中之重的专题。随着核电技术的革新与改进,高安全性、高经济性、长寿期、低废物排放等已成为目前核电发展的重要特征。这对能源专业(能源与动力工程,核工程与核技术等)人才培养模式和教学内容提出了新的要求,毕业生在具有较好的具体技术能力之外,还需要掌握现代化系统设计方法,以适应技术创新和国际竞争的需求。在面向二十一世纪的教学改革项目推动下,经过三十余年的不懈努力和建设,中国能源类人才培养在理论基础和工程能力培养上,形成了一大批行之有效的做法和成果。也为国内外一流企业培养出了大批骨干技术研发人员。但从行业发展需求来看,还需具有宏观的专业思维、对大系统分析设计具有很好理解和能够解决实际热力系统问题的专业人才。

      西安交通大学能源学科建成了包括火电和核电热力系统、热力设备性能、余热回收等一整套比较完善的实验教学体系,包括高温高压水回路传热和流动特性实验以及国内唯一的钠回路传热和流动特性实验等。这些实验极大丰富了课堂教学的内容,缩短了理论教学与工程实践之间的距离,对学生深入理解教材内容、培养动手能力发挥了重要的作用。但是,目前已经开展的实验几乎全部针对系统的某个部件或某个物理现象设置。随着国家对创新型人才要求的进一步提升以及本学科所承担的国家级研究项目的展开,我们强烈意识到应当加强学生对现代电厂全系统实验方面的培养。对于现代电厂系统,包括核反应堆、核电和火电热力系统等系统的实验对大学教学具有不可及性,表现为其放射性危害、烟气排放危害以及高温高压高转速带来了潜在危害。因此,开展全系统教学实验客观上是不现实的,必须依靠虚拟技术实现全系统的仿真实验,从而实现虚实结合、相辅相成,为培养更加优秀的核电和火电专业人才奠定基础。

      在此背景下,本中心依托西安交通大学能源与动力工程学院强大的师资队伍、学科实力和科研资源,以“名师、名课、名教材”为支撑,以人才培养知识体系和专业技能需求为主线,构筑核电厂与火电厂系统虚拟仿真实验教学体系;通过对现有实验室资源的有效整合及新建大型仿真实验教学平台,强化教学科研相长,寓学寓教于研,实现优势科研资源服务于人才培养;加强与企业和科研院所合作,凝聚校内外各方力量,创建开放式的虚拟实验教学环境。建设具有一流师资队伍、一流教学环境、一流实验条件、一流教学质量,国内领先、国际知名的以能源清洁转化和高效利用为鲜明特色的核电厂与火电厂虚拟仿真实验教学中心,培养具有创新意识和实践能力的高素质人才,并在全国起到示范与辐射作用。

      中心面向能源与动力工程学院的能源与动力工程、新能源科学与工程、核工程与核技术、环境工程等专业开设大面积实验课程,总开设实验课程21门和5个专题实验,已初步建立了基础验证实验、综合设计实验、研究创新实验三个层次的实验教学体系,以适应现代能源动力及相关领域科技发展对高素质、创新型人才的需求。

      中心的核心目标为开发符合核电厂与火电厂发展潮流的虚拟仿真实验教学方法、建立培养该工程领域新型高素质人才的体系框架、推进电厂系统以及核工程实验教学信息化建设以及实验教学改革。“核电厂与火电厂系统虚拟仿真实验教学中心”与学科原有“西安交通大学能源与动力工程学院专业实验教学中心”相辅相成,互相支撑与促进。