基于CRITIC-TOPSIS的超临界二氧化碳核反应堆系统多目标优化与客观决策分析

来源：核动力工程杂志2025年第5期北京时间：

作者：沈煜, 周夏峰, 张凡, 陈冲, 任焕

单位：1.华中科技大学能源与动力工程学院，武汉，430074；2.中国舰船研究设计中心，武汉，430064；3.大连船舶重工集团有限公司，辽宁大连，116005；

摘要：超临界二氧化碳（S-CO₂）核反应堆系统因其高效和紧凑等优点在船舶和太空等小型化反应堆领域具有广阔应用前景。本研究开展了涵盖该系统整体体积、效率与比功等多维度的综合性能优化，并提出基于数据驱动的客观赋值权重计算方法，有效降低主观判断对优化结果的干扰。首先构建了S-CO₂核反应堆再压缩直接循环系统和各优化目标参数计算模型，之后采用遗传优化算法（NSGA-Ⅱ）发展了一套基于客观赋权法（CRITIC）与优劣解距离决策法（TOPSIS）的S-CO₂核反应堆系统多目标优化与客观决策分析框架，并以系统最高热效率、最大比功、最小体积为优化目标，充分基于样本数据得到各目标的客观权重，最后对整个系统进行了系统的多目标性能优化与决策分析研究。结果表明：在给定的优化变量范围内，系统体积所占客观权重相对较大，并基于得到的客观权重对优化后的Pareto前沿进行多准则决策分析，确定了TOPSIS决策方案下的系统设计多目标优化参数值，为S-CO₂反应堆系统的综合性能全面深入分析提供理论参考。

关键词：超临界二氧化碳（S-CO₂）, 核反应堆系统, 多目标优化, 客观决策分析