压水堆核电厂换料堆芯装载优化专家系统SEDRIO/INCORE研制

依赖于专家知识建立了大亚湾核电站和秦山第二核电厂换料堆芯装载知识库,在此基础上进行换料堆芯装载方案启发式优化搜索。应用已用于工程设计的二维细网堆芯燃料管理程序系统(INCORE)进行装载方案评价,采用循环长度和堆芯功率峰因子综合指标计算装载方案的价值并评价其优劣程度。用该系统分别对大亚湾核电站二号堆第四循环和秦山第二核电厂第四循环堆芯优化方案搜索计算。结果表明,无论从堆芯径向功率峰因子还是从循环长度指标来看,专家系统SEDRIO/INCORE搜索得到的装载方案都明显优于参考方案。     

压水堆堆芯燃料装载格式的自动优化-MSOFFL程序

利用优化方法寻找压水堆最优的燃料装载格式,优化的目标函数为堆芯的功率峰因子,用物理原则指导下的直接搜索法寻找优化解。通过堆芯内燃料组件互换来搜索功率峰因子最小的燃料装载格式。搜索分两段进行:第一阶段是布置堆芯内部的新组件,以得到具有较小功率峰因子的合理装载格式;第二阶段是在上述合理装载格式基础上,布置堆芯内有燃耗的组件,以进一步降低堆芯的功率峰因子,得到优化装载格式。在优化过程中,可分别采用或随意组合采用3/2群粗网扩散理论和两群节块格林函数扩散理论计算每次换料后的反应堆两维功率分布及其它反应堆状态量,不仅保证了结果的准确性,而且可以节省CPU时间。除上述优化计算外,还能作燃耗、调临界硼浓度等计算。计算程序是采用FORTRAN-Ⅳ算法语言编制。     

秦山二期换料方案的改进研究

本文利用法杰玛程序对秦山二期核电厂在初步设计和施工设计阶段提出的两个堆芯换料方案进行了校算和分析，并通过二维堆芯的换料设计计算，提出了新的换料方案。     

大功率压水堆堆芯燃料管理设计

设计了一种大功率压水堆堆芯,对其中可燃毒物装载方案、平衡循环布置、首循环装料及过渡循环方案进行了研究。采用特征统计算法CSA燃料管理优化程序,快速高效地搜索堆芯装载和可燃毒物配置优化方案。采用堆芯核设计程序CPACT进行全堆计算,结果真实可靠。分别设计了18个月和24个月换料两种方案,计算结果表明,在满足堆芯燃料管理所有限值要求的前提下,两种方案均从第4循环开始进入平衡循环。     

硼化锆在CPR1000核电厂1/4换料燃料管理中的应用研究

采用SCIENCE V2软件包,对CPR1000核电厂1/4换料燃料管理采用硼化锆可燃毒物和氧化钆可燃毒物的组件反应性,以及采用这2种可燃毒物堆芯的径向功率峰因子、循环长度、停堆裕量等参数进行计算分析.结果表明,在CPR1000核电厂1/4换料燃料管理中采用硼化锆可燃毒物是可行的,可获得更长的循环长度.     

秦山300MW核电厂堆芯运行跟踪计算

介绍了秦山３００ＭＷ核电厂第一、二循环堆芯运行跟踪计算和运行实测数据，预测计算了至寿末各燃耗阶段的燃耗状态，其中包括反应堆运行历史，随燃耗变化的同位素数据，轴向和径向堆芯功率分布，功率峰因子和位置，轴向功率偏移，燃耗分布以及其它与反应堆运行有关的数据。文中还介绍了跟踪计算所用的程序系统和计算方法，计算结果与秦山核电厂的实测数据的比较。比较结果证明，跟踪计算结果与秦山实测数据符合很好。计算出的数据可     

M310改进型核电机组年换料堆芯装料操作方案研究

M310改进型核电机组年换料堆芯在装料操作过程中存在困难，通过M310改进型核电机组年换料堆芯的布置、燃料组件变形形式和装载措施的研究，福清核电厂1号机组第2次大修堆芯装料操作方案为例，基于对燃料组件变形特性的分析和装载基本假设，对现有的“蛇形”装料法进行深入分析，提出修正最后3排燃料组件的装载次序的优化改进方案。经实际装料验证，优化后的年换料堆芯装料操作方案是可行的，能显著提高装料的安全性与效率。      

330 MW环形燃料小型堆方案设计

本文研究了应用环形燃料的小型压水堆堆芯燃料富集度、换料批次、循环长度以及平均卸料燃耗之间的匹配规律。根据设计准则和目标设计了热功率为330 MW的环形燃料小型堆堆芯装载和燃料管理方案,并采用CMS程序包对过渡循环到平衡循环的堆芯关键性能参数进行计算分析,功率不均匀因子、反应性系数、停堆裕量等均符合设计准则要求,堆芯稳态物理特性良好。     

遗传算法在AC-600堆芯换料优化中的应用研究

对遗传算法在核电厂堆芯换料优化问题中的应用进行了初步研究,提出了新的编码和译码方法.并以AC-600反应堆为例,分别对低泄漏和外-内布置进行了功率峰因子最小和寿期最长的优化方案计算,得到了满意的优化结果.     

岭澳核电站二期18个月换料燃料管理研究

对岭澳核电站二期从首循环开始向18个月换料过渡,并于第四循环达到平衡循环的燃料管理策略进行了研究,包括对燃料循环长度的计算、可燃毒物的使用、堆芯装载方式的布置、主要中子学参数计算等。从燃料管理的角度论证了岭澳核电站二期18个月换料的可行性,为最终的燃料管理方案的确定提供一定的理论依据。     

157组燃料组件组成的堆芯燃料管理研究

本文应用SCIENCE程序包对157组燃料组件组成的压水堆堆芯进行换料优化燃料管理研究,给出了3个年换料和2个18个月换料共5个设计方案,每个设计方案给出了从首循环到第8循环共8个循环的主要计算结果,并进行了分析比较。综合来看,OUT-IN装载的设计方案功率峰值偏低,IN-OUT装载的设计方案功率峰值偏高,但均在设计限值以内;1/4堆芯换料设计方案的平均卸料燃耗最深,表明其组件燃耗得最充分,经济性较好。     

铀氢锆研究堆堆芯换料方案的优化研究

数理统计中的正交设计方法用于六角形铀氢锆堆芯燃料装载的优化计算，研制了六角形研究堆堆芯燃料管理优化计算的软件包ＨＥＸ－ＯＲＴＨ，应用该软件包对西安脉冲堆第三循环末堆芯现有燃料装载条件下的堆芯倒换料方案进行了正交优化分析，得到了Ｍａｘ（ｋ＾ＢＯＣ ｅｆｆ）为目标函数时堆芯的最佳装载方案。     

遗传算法在压水堆平衡循环优化中的应用研究

建立了遗传算法用于核电站平衡循环优化的数学模型 ;提出了该模型的遗传编码和遗传操作 ,完成相关程序编制 ;并和NNGFM堆芯物理计算程序构成一个完整的堆芯燃料管理程序。为了检验优化效果 ,以大亚湾核电站第 5炉参数作为参考方案 ,在无初值的情况下 ,针对不同的目标函数进行平衡循环优化。结果表明 ,循环长度最大化能延长 1 0EFPD左右 ,功率峰因子最小化使得功率峰因子从1 3 6降低到 1 2 9。     

一体化先进压水堆小型核电站堆芯燃料管理设计

采用SCIENCE核程序包进行装载方案的设计计算,确定了满足设计准则的各个过渡循环至平衡循环的堆芯.选择合理的平衡循环堆芯燃料的富集度、换料燃料组件数以及各循环的装载和换料方式,使平衡循环达到预定的2 a换料循环长度.堆芯采用低泄漏"内-外"式布置,旧燃料组件布置于堆芯外区.第一循环堆芯,高富集度的组件置于堆芯外区,低富集度的组件排列在堆芯内区.第二循环堆芯装入44个富集度为4.95%的新燃料组件,同时卸出44个旧燃料组件,旧燃料组件布置于堆芯外区.第三循环开始到反应堆寿期内的所有堆芯,都只使用含0、12和20根载钆燃料棒的燃料组件.各循环燃料组件最大卸料燃耗满足设计准则要求.     

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k_eff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。     

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k_(eff)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。     

多循环燃料管理计算的准一维修正计算方法

提出了一种准一维的修正计算方法,该方法根据不同批次燃料在堆芯中的实际位置进行相对功率修正,外围组件可定义成多批,以考虑边界位置不同的影响.与传统的点堆模型相比,准一维的修正计算方法能更精确地描述多循环实际换料装载情况.用此方法对秦山一期核电厂堆芯的前6个循环进行校核计算,并与单循环三维堆芯燃料管理计算程序RSIM的计算结果比较.结果表明,循环燃耗最大偏差为2.89%,卸料燃耗最大偏差为1.30%,卸料燃耗最大偏差约为点堆模型的1/3.     

大亚湾核电站首次堆芯换料设计优化

利用线性规划方法寻找ＰＷＲ最优的燃料装载布置，目标函数为堆芯组件功率峰因子最小．将编制的计算程序ＡＬＰＯＴ应用于大亚湾核电站（ＧＮＰ－１）首次堆芯换料设计优化计算中，组件平均功率峰因子由原来的１．３３降到１．２６，在ＥＬＸＳＩ－６４００机器上花费ＣＰＵ３００多秒．     

秦山核电二期工程长燃耗堆芯可行性方案论证

简要介绍了对秦山核电二期工程反应堆换料采用的高性能燃料组件的长燃耗堆芯进行核设计可行性方案的论证，经论证表明，推荐方案中：如反应堆采用三分之一，混难事型换料方案和载钆可燃毒物，平衡堆芯批卸料燃耗达４２ＧＷ·ｄ／ｔ（Ｕ）左右时，平衡循环长度可达４１０等效功率天（ＥＦＰＤ）满足各方面限值要求。     

一种新的堆芯装载方案优化算法

针对核电厂实际的堆芯装载方案优化问题,提出了一种新的优化算法——区间限界算法。介绍了该算法提出的背景,并描述了具体的实现过程。基于该优化算法,用Fortran95语言开发了相应的堆芯装载方案优化(LPO)并行计算程序IBALPO,并在一个比较难优化的实际换料问题上进行了测试。结果表明,IBALPO搜索出的方案优于经验丰富的工程师优化的方案。