高温堆燃料贮罐结构-性能-成本一体化多目标优化设计

来源：核动力工程杂志2023年第2期北京时间：

作者：郝予琛, 李悦, 王金华, 龚梦航, 吴彬, 王海涛, 马涛, 刘兵

单位：清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室，北京，100084；

摘要：燃料贮罐是高温堆新燃料供应系统关键设备。为探索最佳设计方案，提出燃料贮罐结构-性能-成本一体化多目标优化设计方法：选取燃料贮罐结构板厚作为设计变量，采用拉丁超立方采样（LHS）生成均匀采样点，通过数值计算获取跌落响应，通过混合径向基函数神经网络（RBFNN）-前馈神经网络（FFNN）构造代理模型；以最大塑性变形最小、成本最低、质量最小作为优化设计目标，同时约束球床作用下的径向位移膨胀，利用强度Pareto进化算法（SPEA-Ⅱ）求解优化问题。结果表明：燃料贮罐安全性明显提高，最大塑性变形可降低20.17%；经济性与轻量化效果较好，单罐成本可降低2128元，质量可降低12.54%。本文一体化优化方法能够为燃料贮罐设计提供参考。

关键词：高温堆, 燃料贮罐, 结构-性能-成本一体化, 多目标优化

基金资助：国家重大科技专项(ZX069)；多模块高温堆超临界发电技术研究项目(ZHJTJZYFGWD2020)