鈉冷快堆采用封閉組件,流量分區(qū)是實(shí)現(xiàn)堆芯出口溫度展平的重要途徑。傳統(tǒng)的流量分區(qū)優(yōu)化設(shè)計方法的計算量隨組件數(shù)的增加呈指數(shù)增長,不適用于解決大型問題。本文建立了流量分區(qū)設(shè)計的最優(yōu)化模型,并設(shè)計了基于最優(yōu)個體保存策略的遺傳算法,以燃料最高溫度限值和包殼溫度限值為邊界條件,搜索出使活性區(qū)平均出口溫度最高以及活性區(qū)總流量最小的最優(yōu)流量分區(qū)方案,為解決大型鈉冷快堆堆芯流量分區(qū)優(yōu)化設(shè)計問題提供了新的途徑。 

【文章來源】：原子能科學(xué)技術(shù). 2020,54(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

CEFR 1/2堆芯流量分區(qū)和功率分布[12]

反復(fù)計算統(tǒng)計,對于CEFR流量分區(qū)問題,遺傳算法計算時間與枚舉法計算時間的比在0.5～1之間,對于CEFR這樣規(guī)模的問題,相比傳統(tǒng)算法,遺傳算法在計算時間上沒有明顯優(yōu)勢。2.2 CFR1200堆芯流量分區(qū)設(shè)計

根據(jù)堆芯熱工設(shè)計的結(jié)果,由于參數(shù)不確定性(包括輸入?yún)?shù)中功率計算的不確定性以及制造公差、運(yùn)行參數(shù)偏差、經(jīng)驗關(guān)系式的試驗誤差等)引起的燃料溫度相對于名義值的均方根偏差σf為76 ℃,由于參數(shù)不確定性引起的包殼最高溫度相對名義值的均方根偏差σc為16 ℃。高燃耗下快堆燃料熔點(diǎn)為2 630 ℃,正常運(yùn)行的包殼溫度限值為700 ℃[13-14]。考慮設(shè)計不確定性,燃料溫度和包殼溫度分別取3σ置信水平,并疊加一定的設(shè)計裕量,流量分區(qū)優(yōu)化設(shè)計的邊界條件確定為燃料中心溫度不超過2 100 ℃和包殼中壁溫度不超過630 ℃,同時以活性區(qū)平均出口溫度不小于569 ℃為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化計算。使用遺傳算法,每代的樣本數(shù)為400,交叉概率為0.3,變異概率為0.05。從活性區(qū)流量分區(qū)數(shù)等于1開始檢驗,當(dāng)活性區(qū)流量分區(qū)數(shù)等于8時,活性區(qū)出口平均溫度為569.5 ℃,流量為2 166 kg/s,達(dá)到預(yù)定的活性區(qū)出口平均溫度目標(biāo)值。圖3為堆芯流量分8區(qū)時的分區(qū)方案。對輸入?yún)?shù)做敏感性分析。隨機(jī)選擇5%的組件(7盒),將其功率增大10%,將增加的功率按功率比例分配到其他135盒組件,保持全堆總功率不變,重復(fù)流量分區(qū)計算。結(jié)果表明,當(dāng)分區(qū)數(shù)達(dá)到8時,活性區(qū)出口平均溫度達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)。選取的組件不同,活性區(qū)出口平均溫度的變化范圍不超出2 ℃,具體的分區(qū)方案可能發(fā)生變化,特別是隨機(jī)選中的組件為原方案某一分區(qū)的最熱或最冷組件時,變化較為明顯。由此證明了分析結(jié)果的穩(wěn)定性,也說明了流量分區(qū)問題本身的穩(wěn)定性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3382352