基于替代模型的优化算法在压水堆安注箱设计中的应用研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:jklgfdjligjregjmreji
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当压水堆发生大破口失水事故情况下,燃料包壳峰值温度可能超过温度安全限值发生包壳破损,导致放射性物质泄漏,严重威胁核反应堆安全运行。可通过优化核反应堆安注系统设计,降低事故情况下包壳峰值温度,同时减少安注系统体积,进而提高核反应堆系统的安全性与经济性。优化算法初始点的设定对优化过程的收敛速度和最终的优化结果有显著影响,但很多实际工程问题,由于前期信息缺乏导致需要经过大量的试算分析,才能获得较好的优化结果,优化过程耗时长效率低。本文研究了基于替代模型的优化算法,通过建立替代模型快速筛选出最优初始点的分布范围,在此基础上进行优化计算,显著提升了优化效率,避免陷入局部最优解。本文通过对压水堆核电厂非能动安注水箱进行优化设计,使得在大破口事故工况下,经过优化后的包壳峰值温度(PCT)比原始设计降低了 39.72℃,安注水箱体积比原始体积减小了 40%。同时对比了传统的优化算法与基于替代模型的优化算法,在优化效果方面,在保证PCT降低的前提下,基于替代模型的共轭梯度算法得到的安注水箱体积比传统优化算法的减小了 8.29 m3;在优化效率方面,基于替代模型的优化算法优化迭代次数比传统优化算法减少了 22%,表明优化效果与效率较传统优化算法有显著提升,表明基于替代模型的优化算法具有重要的学术价值和工程应用价值。
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