發(fā)布時(shí)間：2021-09-04 02:16

　　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(jì)方法的計(jì)算量隨組件數(shù)的增加呈指數(shù)增長(zhǎng),不適用于解決大型問(wèn)題。本文建立了流量分區(qū)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化模型,并設(shè)計(jì)了基于最優(yōu)個(gè)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(jì)問(wèn)題提供了新的途徑。 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

CEFR 1/2堆芯流量分區(qū)和功率分布[12]

反復(fù)計(jì)算統(tǒng)計(jì),對(duì)于CEFR流量分區(qū)問(wèn)題,遺傳算法計(jì)算時(shí)間與枚舉法計(jì)算時(shí)間的比在0.5～1之間,對(duì)于CEFR這樣規(guī)模的問(wèn)題,相比傳統(tǒng)算法,遺傳算法在計(jì)算時(shí)間上沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)。2.2 CFR1200堆芯流量分區(qū)設(shè)計(jì)

根據(jù)堆芯熱工設(shè)計(jì)的結(jié)果,由于參數(shù)不確定性(包括輸入?yún)?shù)中功率計(jì)算的不確定性以及制造公差、運(yùn)行參數(shù)偏差、經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式的試驗(yàn)誤差等)引起的燃料溫度相對(duì)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(duì)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]�？紤]設(shè)計(jì)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(jì)裕量,流量分區(qū)優(yōu)化設(shè)計(jì)的邊界條件確定為燃料中心溫度不超過(guò)2 100 ℃和包殼中壁溫度不超過(guò)630 ℃,同時(shí)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(jì)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(kāi)始檢驗(yàn),當(dāng)活性區(qū)流量分區(qū)數(shù)等于8時(shí),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(shí)的分區(qū)方案。對(duì)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(jì)算。結(jié)果表明,當(dāng)分區(qū)數(shù)達(dá)到8時(shí),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(shí),變化較為明顯。由此證明了分析結(jié)果的穩(wěn)定性,也說(shuō)明了流量分區(qū)問(wèn)題本身的穩(wěn)定性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]CFR600堆芯熱工水力設(shè)計(jì)程序初步研發(fā)[J]. 周志偉,楊紅義,李淞,林超.  原子能科學(xué)技術(shù). 2018(01)
[2]鈉冷快堆棒狀燃料堆芯子通道分析程序開(kāi)發(fā)及驗(yàn)證[J]. 張松梅,張東輝.  原子能科學(xué)技術(shù). 2018(02)
[3]快堆燃料組件內(nèi)精細(xì)功率分布的計(jì)算[J]. 曹攀,喻宏,徐李,胡赟,楊曉燕,陳儀煜.  原子能科學(xué)技術(shù). 2013(S1)
[4]中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆全堆芯流量分配計(jì)算與試驗(yàn)[J]. 劉一哲,薛秀麗,許義軍,馮預(yù)恒,侯志峰.  核動(dòng)力工程. 2012(S1)
[5]細(xì)棒稠密柵格參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 戴春輝,王麗,邰云,趙福宇.  原子能科學(xué)技術(shù). 2012(01)
[6]MOX燃料堆芯熱工特性及設(shè)計(jì)限值研究[J]. 劉一哲,喻宏,田和春.  核科學(xué)與工程. 2009(03)
[7]快堆燃料組件熱工流體力學(xué)計(jì)算研究[J]. 劉一哲,喻宏.  原子能科學(xué)技術(shù). 2008(02)



本文編號(hào)：3382352