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为解决核动力装置优化设计的方法问题,以压水反应堆核动力系统中关键设备之一稳压器为研究对象,开展重量优化设计分析。选择改进复合形算法、遗传算法、粒子群算法等作为代表性优化算法,比较了3种优化算法的全局性、收敛性、稳定性和计算效率等方面的性能。研究结果表明,对于稳压器重量优化问题,遗传算法和粒子群算法均具有良好的全局性;改进复合形算法则在收敛速度和计算效率方面具有优势。研究结果可以为核动力装置优化设计方法设计提供参考。
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不同优化算法在稳压器重量优化中的比较
黎春梅, 李毅, 刘立志, 郝承明, 孙冠宇, 张骐, 王艺, 颉利东, 苗怡然, 夏军宝, 严思伟
引用本文:
黎春梅, 李毅, 刘立志, 等. 不同优化算法在稳压器重量优化中的比较[J]. 应用科技, 2020, 47(2): 98-103.
LI Chunmei, LI Yi, LIU Lizhi, et al. Comparison of different optimization algorithms in weight optimization of a pressurizer[J].
Applied
science and technology
, 2020, 47(2): 98-103.
在线阅读 View online: https://dx.doi.org/10.11991/yykj.201905020
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DOI:10.11991/yykj.201905020
网络出版地址:http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1191.U.20191120.1058.002.html
不同优化算法在稳压器重量优化中的比较
黎春梅,李毅,刘立志,郝承明,孙冠宇,张骐,
王艺,颉利东,苗怡然,夏军宝,严思伟
中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术国家级重点实验室,四川成都610213
摘要:为解决核动力装置优化设计的方法问题,以压水反应堆核动力系统中关键设备之一稳压器为研究对象,开展重量优
化设计分析。选择改进复合形算法、遗传算法、粒子群算法等作为代表性优化算法,比较了3种优化算法的全局性、收敛
性、稳定性和计算效率等方面的性能。研究结果表明,对于稳压器重量优化问题,遗传算法和粒子群算法均具有良好
的全局性;改进复合形算法则在收敛速度和计算效率方面具有优势。研究结果可以为核动力装置优化设计方法设计提供参考。
关键词:稳压器;优化设计;重量优化;改进复合形算法;遗传算法;粒子群算法;核动力装置优化;收敛性
中图分类号:TL339文献标志码:A文章编号:1009−671X(2020)02−0098−06
Comparison of different optimization algorithms in
weight optimization of a pressurizer
LIChunmei,LIYi,LIULizhi,HAOChengming,SUNGuanyu,ZHANGQi,
WANGYi,XIELidong,MIAOYiran,XIAJunbao,YANSiwei
ScienceandTechnologyonReactorSystemDesignTechnologyLaboratory,
NuclearPowerInstituteofChina,Chengdu610041,China
Abstract: In order to supply a feasible method to optimize the design of nuclear power plant, the case study on the
weight optimization of pressurizer, which is one of the key devices in nuclear power system with pressurized water
reactor,isperformedinthispaper.Theimprovedcomplexalgorithm,geneticalgorithmandparticleswamalgorithmare
incorporated in the optimization case study as representative algorithms. Such performance as global optimization,
convergence,stabilityandefficiencyarecomparedamongthreeselectedalgorithms.Theresultsshowthatinaspectof
thepressurizerweightoptimization,thegeneticalgorithmcanfindglobaloptimizationschemeingreaterpossibilityas
well as the particle swam algorithm, while the improved complex algorithm takes the advantage in aspects of
convergenceandefficiency.Thefindingsinthispaperarebeneficialtotheoptimizationofnuclearpowerplant.
Keywords: pressurizer; design optimization; weight optimization; improved complex algorithm; genetic algorithm;
particleswamalgorithm;optimizationofnuclearpowerplant;convergence
与常规化石能源动力装置相比,核动力装置
具有功率密度高、燃料装载量小、持续工作时间
长以及工作时无需氧气等突出优点,已被广泛用
作船舶的推进装置,也在航天动力、深海航行器、
离岸电站或海洋动力平台等领域具有潜在应用前
景,获得了研究者的关注。在航天、深海、船舶等
领域,整个装置的重量和体积又是制约其综合性
能的瓶颈之一。如何在保证核动力装置正常发挥
其功能的前提下,尽量减少其重量或体积,无疑
是设计者和用户都十分关心的问题。
以此为背景,本文选择压水反应堆核动力装
置中的关键设备之一——稳压器为研究对象,采
用几种典型的优化算法,对稳压器的重量进行优
化实例分析,并评估各类型算法在进行稳压器重
量优化时的性能,为后续核动力装置的优化方法
设计提供参考。
1稳压器计算模型
稳压器是压水反应堆核动力系统中一回路压
收稿日期:2019−05−20.网络出版日期:2019−11−20.
基金项目:核反应堆系统设计技术重点实验室项目.
作者简介:黎春梅,女,高级工程师.
通信作者:郝承明,E-mail:676336795@qq.com.
第47卷第2期
应用科技
Vol.47No.2
2020年3月
AppliedScienceandTechnology
Mar.2020
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