汽水分离再热器多目标优化研究

汽水分离再热器在核电系统中属于大型设备,其重量、体积较大。同时,汽水分离再热器对核电系统整体热经济性具有较大影响,因此汽水分离再热器也是核电系统中的重要设备。众所周知,为了降低核电的初投资成本,提高核电系统在电力市场中的竞争力,有必要对核电系统中的大型设备进行优化设计研究。寻找可使汽水分离再热器重量、体积得以降低的设计方案。本文根据汽水分离再热器的物理过程,建立了可靠的数学模型,并利用C#语言编写了相应的评价程序。结合优化程序模块,实现了对汽水分离再热器运行及结构参数的多目标优化实例研究,其优化目标是在保证功能性的前提下,降低汽水分离再热器的重量、减小其体积。优化结果给出了汽水分离再热器多目标最优决策方案,方案显示,在满足所给定的结构及性能约束的条件下,经优化,汽水分离再热器的净重量减轻约3.4%,体积减小约4.9%,优化效果显著。通过对汽水分离再热器进行参数分析,一方面定性验证了设备模型的正确性和可用性,另一方面对于最优决策方案的合理性在一定程度上也给出了依据。结果可为核动力装置小型化优化研究提供理论参考和优化方向。     

空间聚类与方向关系的融合技术研究

在大数据量的环境下,传统空间数据的空间关系仅描述两个空间物体,从而出现数据存储冗余,检索速度慢等问题。提出改进的聚类算法对空间物体聚类,再在聚类结果的基础上表示空间物体的方向关系。提出了基于密度的K-均值算法和空间聚类与方向关系融合的新方法。所提方法增强了空间数据库对空间数据对象的空间方向关系的智能处理能力,节省了存储空间,提高了数据的查询速度。     

核动力装置热效率及总体积的双目标优化设计

提高核动力装置热效率是核工程领域一直追求的目标。如能在提高热效率的同时,达到减小核动力装置尺寸,则不仅可以提高经济性,而且可以降低大型设备的制造、安装等方面的难度。因此,有必要借助优化算法开展以核动力装置热效率、体积为评价准则的双目标实例优化设计研究,寻找核动力装置实例设计参数的最佳组合。以此为背景,通过构建一种评价——优化耦合模型,实现了核动力装置的双目标实例优化设计。将优化程序模块与核动力装置双目标评价模型相耦合,并基于C#语言开发了计算程序,得到优化结果。其中,核动力装置双目标评价模型包括核动力装置热效率计算模型及体积评价模型。热效率计算模型是依据等效热降理论确定的,一种计算各级抽汽量的矩阵分析方法。此外,体积估算模型结合了回热、再热设备、主冷却剂泵数学模型,及其他已建立的设备数学模型,包括反应堆堆芯、蒸汽发生器、稳压器、反应堆冷却剂管道、反应堆压力容器、冷凝器、汽轮机,同时充分考虑了各设备之间的耦合关系。经优化计算,在满足结构和性能的约束条件下,核动力装置双目标最优设计方案的热效率提高近1.5%,装置总体积降低近10.3%。优化结果可为核动力装置小型化设计研究提供参考。     

基于密度期望和有效性指标的尽均值算法

传统尽均值聚类算法虽然收敛速度快,但存在聚类数后无法预先确定,并且算法对初始中心点敏感的缺点。针对上述缺点,提出了基于密度期望和聚类有效性Silhouette指标的K-均值优化算法。给出了基于密度期望的初始中心点选取方案,将处于密度期望区间内相距最远的石个样本作为初始聚类中心。该方案可有效降低尽均值算法对初始中心点的依赖,从而获得较高的聚类质量。在此基础上,可进一步通过选择合适的聚类有效性指标Silhouette4指标分析不同后值下的每次聚类结果,确定最佳聚类数,则可有效改善k-值无法预先确定的缺点。实验及分析结果验证了所提出方案的可行性和有效性。