遗传算法在压水堆核电厂低泄漏换料堆芯装载方案优化中的应用

简述了目前已有各种堆芯装载体搜索技术及其优缺点,提出了基于遗传算法的堆芯装载优化方案搜索技术的系统框架结构,设计了多染色体堆芯装载编码、适应度函数、遗传操作、译码等技术。用C语言实现的系统和实验数据验证了所提出方法的可行性和有效性。应用结果表明,该系统能搜索得到优化的堆芯装载。

一种基于统计学习的换料堆芯装载优化空间特征提取方法

本文提出了一种基于统计学习方法的换料堆芯装载优化空间特征提取方法,建立了适用于换料堆芯装载优化问题的特征统计量,将优化问题中的各种优化操作通过统计量加以学习和统计分析,获得了各优化操作的特征概率模型。通过实际的换料堆芯装载方案优化设计问题检验可以看出,采用统计学习建立的概率模型可有效获取当前局部邻域内优化空间的特征规律,可显著提升设计优化性能,其优化份额和评价目标均值均显著优于均匀概率模型和其他邻域的异常概率模型,为开展新型高速优化算法设计奠定了基础。

基于分层神经网络的压水堆堆芯换料关键参数的预测方法研究

压水堆堆芯换料方案的选择直接关系到核电厂运行的安全性和经济性,是一项费时费力的工作。为高效准确地选取可行的堆芯换料方案,本文提出了分层神经网络模型来预测堆芯换料方案的关键参数:循环长度和最大焓升因子。本方法设计了双层隐藏层网络结构,通过选取合适的权重初始化方法、激活函数、自适应学习率和优化器等,学习大量的工程换料数据获取堆芯关键参数预测模型。本文所提方法分开学习关键参数特征,避免相互干扰学习,从而提高了模型整体预测精度。数值实验也表明,本方法比经典深度神经网络模型(DNN)具有更高的预测精度和更强的鲁棒性,且在不同类型的新组件布局上同样具有准确的预测能力。

华龙一号堆芯换料模拟操作系统的研究与应用

文章旨在探讨华龙一号核电站堆芯换料模拟操作系统的设计、开发及应用。华龙一号是我国自主研发的第三代核电技术,其堆芯换料操作直接关联到核电站的安全稳定运行和核燃料的有效利用。为确保换料过程中的操作安全、精确无误,对操作人员的培训至关重要。文章介绍了一种基于虚幻引擎的高级模拟系统,该系统能够精确展示换料操作的主要步骤,并同时模拟换料过程中可能出现的异常情况,如燃料组件剐蹭等危险行为的判断与处理。

全堆芯格林函数方法在秦山核电站堆芯换料设计优化研究中的应用

利用全堆芯格林函数方法改造了粗网差分优化软件ＯＰＨＡＬ，形成快速优化软件ＯＰＣＧＦＭ，并对秦山核电站第二循环进行了换料方案优化计算，其计算结果与先进节块（粗网）方法优化软件结果吻合良好，计算速度提高约一个量级．

大亚湾核电站堆芯换料设计

介绍了大亚湾核电站堆芯换料设计准则、计算机程序、设计内容以及设计预计值与测量值的比较。结果表明 ,中国核动力研究设计院承担的两个机组反应堆第四至第六循环换料设计均满足该电站的安全和经济性要求 。

压水堆堆芯换料设计优化的研究

讨论压水堆堆芯换料设计优化问题，并研制一套实用的换料优化软件包，可用于低泄漏、外－内和改进的外－内装料方案的优化。在低泄漏方案优化时，利用哈林原理将燃料组件布置与可燃毒物配置的优化问题脱耦成两步优化问题。先用线性规划方法进行无可燃毒物时燃料组件布置的优化，然后再用可变容差法寻找可燃毒物的优化布置。应用该软件对秦山核电厂首次难芯换料方案进行了优化，提出了可供参考的一些优化布置方案。

神经网络-遗传复合算法在压水堆堆芯换料设计中的应用

基于大规模数据的训练,神经网络模型能迅速准确预测堆芯的有效增殖因数(k eff)、组件功率峰因子(Rad)和棒功率峰因子(FΔH),并以这3个参数作为衡量换料方式优劣的标准,构造改进的遗传算法从大量堆芯燃料方案中迅速搜索出最优排布方案,解决了在大量堆芯换料方案中选择最优方案费时的问题。堆芯装载方式建模时,设计二进制向量作为输入参数,有效减少了网络复杂度、提高了预测精度;最优方案搜索时,具有独特交叉算子、选择算子的遗传算法保证了搜索结果在可行域内,并提高了搜索效率。理论分析和数值实验结果表明,包含1个隐藏层的单隐层自适应BP网络可很好预测keff数据,包含3个隐藏层的自适应BP神经网络可较好地预测Rad和FΔH数据,再运用遗传算法快速搜索出了较理想的换料方案,为人工智能算法在核工业中的进一步深入应用提供参考。

基于深度卷积神经网络的堆芯换料方案性能评价研究

为精确高效地评价堆芯换料方案的性能,本文基于深度卷积神经网络算法提出了一种换料方案——堆芯关键参数预测方法。该预测方法引入Inception-ResNet的卷积网络结构以提高网络深度和学习效率,通过学习基于换料经验生成的大量堆芯换料方案,拟合得到换料方案与堆芯关键参数之间的映射关系。针对某二代改进型机组的实验结果表明,该预测方法对测试集中堆芯换料方案的临界硼浓度的平均预测误差为0.86 ppm,功率峰因子与核焓升因子平均相对误差分别为0.54%与0.38%,平均每个换料方案关键参数预测用时0.0005 s左右。上述结果表明本文提出的预测方法具有较好的泛化能力和较高的可靠性,为换料方案优化提供了一种快速评价的方法。

压水堆核电厂堆芯功率能力验证分析

介绍了压水堆核电厂换料堆芯功率能力验证分析的原理和方法。利用中子学计算程序对换料堆芯正常运行工况(一类工况或工况I)和中等频率事故工况(二类工况或工况II)中可能的堆芯功率分布进行模拟。从反应堆物理和热工水力学的角度论证反映一、二类工况堆芯安全性的线功率密度裕量和偏离泡核沸腾比(DNBR)裕量,从而验证一类工况反应堆运行区域和二类工况超温、超功率保护限值。本文还给出了大亚湾核电站18个月换料堆芯功率能力验证分析的结果。

高通量工程实验堆换料程序自动编制系统开发

本文阐述了高通量工程实验堆 (HFETR)换料程序自动编制系统的设计思想和方法，给出了 HFETR堆内各栅元位的编码方法，并举例说明该系统各部分的工作方式。最后比较了由该系统生成的换料程序和人工编写的程序。

改进的首次堆芯燃料组件布置和实现上述布置的方法

一种改进的初始堆芯燃料布置，用于提高核反应堆的燃料管理效率，且因此提高了经济性。一种实现这种初始堆芯的方法，提供大量具有不同铀-235平均浓缩度的燃料组件，并在初始堆芯布置中排列所述燃料组件，所述布置构造成使其至少在空间反应性分布上仿效公知的均衡循环换料堆芯。初始堆芯中最终的平均浓缩度的范围从下面约1．0％铀-235至约5．0％铀-235。本发明还公开了一种改进的栅格。

压水堆象限功率倾斜研究

根据大亚湾核电站实测数据及法国电力公司（ＥｄＦ）提供的某些数据，从反应性平衡方程出发，应用核设计软件分析研究引起象限功率倾斜比超限的根本原因。针对此根本原因提出了降低三环路压水堆核电站换料堆芯象限功率倾斜的方法，并在大亚湾核电站第４循环的设计中得到证实。发展了一种模拟象限功率倾斜的数值模型及预测换料堆芯象限倾斜比的方法。与实测数据相比，预测值的精度是令人满意的。