单纯形法在准理想级联优化中的应用

已知目标组分的精料和贫料丰度,确定准理想级联的结构,即确定级联流量分布、级联总级数以及供料级位置,是约束条件下的多变量优化问题。通过罚函数法把约束条件下的多变量优化问题转化为无约束优化问题,并用单纯形法对后者进行了求解。利用该优化方法对浓缩回收铀的级联进行了计算。

带附加供料流和存在损耗的准理想级联模型

建立带附加供料流并存在工质损耗的准理想级联数学模型。通过求解级联方程,得到计算该类级联中相对产品流、相对贫料流、产品丰度、贫料丰度以及级联中总物质流量的解析表达式。针对回收铀的分离过程进行级联计算。分析以天然铀作为主供料流,回收铀作为附加供料流时损耗因子和两供料流的比值对级联产品丰度的影响,为选择最佳附加供料位置提供依据。

带附加供料流的准理想级联的优化

某些同位素分离任务(比如回收铀的浓缩、轻杂质的净化等)需要借助带附加供料流的级联来完成。这类级联的设计目标之一是针对已知的目标组分的精料和贫料丰度,确定级联的结构参数,即确定级联总级数、主供料级以及附加供料级位置。为对该类级联进行理论设计,建立了准理想级联的数学优化模型。优化问题的目标函数为级联中总的物质流量,通过罚函数法把约束条件下的多变量优化问题转化为无约束优化问题,并用单纯形法对后者进行求解。利用该优化方法对浓缩回收铀的级联进行了计算。

带附加供料的准理想级联模型及其在回收铀浓缩中的应用

建立带附加供料的准理想级联的数学模型,提供求解该类级联方程的数值方法,并得到方程的解析解。推导带附加供料的准理想级联中相对产品流、相对贫料流、级联中总物质流量及产品流和贫料流中组分丰度的解析表达式。用带附加流的准理想级联模型对回收铀浓缩进行级联计算,其中天然铀作主供料,回收铀作附加供料。

多组分同位素分离级联的优化

以级联中总流量最小为优化标准,以目标同位素贫料浓度和决定级联流离量分布的参数M^＊为优化参量,对多组分同位素分离的准理想级联进行了二维优化。优化结果表明,把目标同位素浓缩到某一给定的浓度值,存在一个目标同位素贫料浓度值和M^＊值的最佳组合,在该组合下,级联的总流量最小。

存在损耗的多组分级联的改进模型

本工作建立了损耗同时存在于级联各级供料流、精料流与贫料流中的多组分级联的数学模型,提出了求解该类级联方程的数值方法。各级组分分流比不变的多组分级联称为准理想级联,得到了计算存在损耗的准理想级联中相对产品流、相对贫料流、级联中总物质流量以及产品流和贫料流中组分丰度的解析表达式。

单机运行工况对多组分同位素分离级联结构参数的影响

大分离系数情况下的多组分同位素级联的设计和优化可以准理想级联为模型。已知目标组分的精料、贫料丰度及基本参量,可确定准理想级联的结构。除级联本身的参数外,组成级联的单机运行工况也是影响级联分离性能的重要因素。通过利用基本全分离系数作为中间量,理论推导了在分离多组分同位素时,单机运行工况对级联结构及分离性能的影响。同时针对Xe中间组分的分离,采用单纯形法对其优化,研究了单机运行工况对最佳级联的结构参数及最小装机量的影响,进而确定了级联分离Xe中间组分的最佳单机运行工况。