基于NSGA-Ⅱ算法及机器学习的压水堆组件装载方案优化研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuhao0760
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
压水堆燃料装载方案的优劣与核电站经济性和安全性直接相关,本文针对压水堆燃料组件装载方案优化过程中的两个主要问题:方案搜索空间大以及方案评价耗时长,分别进行优化。以组件无限增殖因数以及功率峰因子作为压水堆组件装载方案的优化目标,本文选用NSGA-Ⅱ算法缩小有效寻优空间,进行组件装载优化,并结合中子物理特性,进一步研究组件装载方案优化过程中,NSGA-Ⅱ算法的交叉概率以及初始化种群大小的设计问题。研究结果表明NSGA-Ⅱ算法在针对组件装载优化问题上,收敛性强,优化能力稳定,交叉概率对功率峰因子优化影响较大,对无限增殖因数影响相对较小,选用种群数目较大的初始条件时,NSGA-Ⅱ算法的优化潜力更大,更容易跳出局部最优解。在使用NSGA-Ⅱ算法进行装载方案优化过程中,每次方案评价都涉及求解中子输运方程,耗时较长,本文选用多种机器学习算法,以3×3,5×5,7×7,9×9,14×14,17×17共六种大小规模的燃料组件作为研究对象,探索机器学习模型对组件燃耗、无限增殖因数以及功率峰因子的预测能力,并结合树模型算法特征,研究针对上述3种目标值的组件装载方案的特征重要性。最后采用lightgbm算法以及神经网络算法,精细化研究机器学习算法对17×17组件的燃耗、无限增殖因数以及功率峰因子预测能力。研究发现在大样本数的前提下,各类机器学习模型的预测能力都较好,预测误差均在可接受范围内。组件中235U装载量对各类中子物理参数的预测效果影响都较大,组件装载方案偏度值对功率峰因子以及无限增殖因素预测效果影响较大。最后,经过精细化模型调整后,神经网络算法以及lightgbm模型对17×17燃料组件3类中子物理参数预测能力非常好,验证了采用机器学习算法预测中子物理参数的可行性。在NSGA-Ⅱ算法以及机器学习模型研究基础上,本章节尝试解决搜索空间大以及方案评价耗时长两个问题。选用SiC包壳事故容错燃料作为研究对象,在探索SiC包壳事故容错燃料的中子物理可行性以及优劣性以后,使用NSGA-Ⅱ算法以及机器学习模型对SiC包壳事故容错燃料组件进行装载方案优化研究。研究发现在相对较小的样本数目条件下,模型对无限增殖因素数预测效果较好,对功率峰因子预测效果相对较差,误差均在可接受范围。将机器学习应用于组件优化过程中装载方案评价后,在较短的时间内可得到装载方案,经确定论方法验证,采用机器学习最终得出的装载方案较优,且与直接采用确定论方法得出的装载方案差距不大,证实在组件装载问题优化过程中,采用机器学习评价装载方案具有可行性。
其他文献
文章研究了3种性诱剂对小地老虎、烟青虫和斜纹夜蛾的诱捕效果,并考察了不同性信息素诱捕器放置高度对诱捕效果的影响。结果表明,性信息素诱捕器放置高度为1 m时,性信息素诱
知识青年上山下乡,是建国以来持续时间最长的一场由官方组织的群众性运动。对这段历史进行认真梳理、科学分析和理论总结,是八十年代末、特别是进入九十年代才开始的。近几年来
依据我国现行法规及标准,建立一套适用于放射性废物库退役源项调查的参考方法,并结合案例分析对建立的调查方法进行探讨,该案例应用此方法在未取得库体内放射性废物的情况下使用
我国高等师范学院和中等师范学校教授的声乐学习法或歌唱法,基本上属于来自西洋传统的唱法。除了要求有正确的呼吸,稳定的气息控制良好的发声位置之外,还要有准确的咬字和吐
本文设计了一种智能可编程时间控制器,适用于每天规定的时间段内定时开/关、间歇工作的设备,具有定时精度高、时间设定方便的特点。给出了系统硬件组成、软件结构设计。
通过题目所给数据进行分析,大致分为两种情况:第一种情况是队员的发力时机相同但力度不同;第二种情况是队员的力度相同但发力时机不同。在不同情况下分析鼓的转动惯量和力矩
探讨引起锦氨纶印花布白位日晒牢度变化的三个工艺因素:增白剂、固色剂及固色剂用量。试验结果表明,采用增白剂预处理印花白坯,有利于印花产品质量和档次的提高。在制定印花水
天湖水电站压力钢管内径1m。壁厚28~46mm,钢材主要为16Mn钢,工厂制作每节长度约10m,环口加工为U,V型组合坡口,运至现场采用焊前预热,手工氩气弧焊封底与手工电弧焊填充盖面、
农民题材在我国油画中具有广泛的应用,在油画中展现农民形象有助于反应真实的农村生活和农民的状态,帮助人们了解农村和农民的现实状况。本文就我国油画中农民形象的历史发展情
IPv6技术是随着互联网发展而迅速崛起的技术.本文描述了IPv6技术出现的原因,分析比较了IPv4技术与IPv6技术,指出了IPv4技术的不足之处及IPv6技术的特点,介绍了IPv6技术研究的