[發明專利]一種核電反應堆壓力容器合金成分的預測系統及方法

有效

• 申請號: 202110135271.8
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112837759B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 沙剛;孔洋;薛飛;薛晶;胡蓉;梅金娜;靳慎豹;柏廣海
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;蘇州熱工研究院有限公司
• 主分類號: G16C20/20
• 分類號: G16C20/20;G16C20/70;G16C20/90
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張玲

本發明公開一種核電反應堆壓力容器合金成分的預測系統及方法。包括數據收集模塊：用于收集核電反應堆壓力容器合金成分、輻照溫度、輻照劑量、輻照前后組織變化及其硬度增量數據；數據統計存儲模塊：用于通過Xgboost機器學習算法、將收集的數據進行統計與存儲、建立數據庫；數據分析模塊：將輸入的合金成分范圍、輻照溫度范圍、輻照劑量范圍、硬度增量范圍△Hv與數據庫內的數據進行對比、分析，給出精確的具體的合金成分；分析結果輸出模塊：用于將精確的具體的合金成分輸出。本發明的預測系統根據現實情況需要，輸入要求的范圍值，通過對比、分析自動給出更加精確合金成分，該預測系統的建立節約大量的實驗驗證消耗，同時節約大量的科研人員的時間。

技術領域

本發明屬于核電材料領域，具體涉及一種核電反應堆壓力容器合金成分的預測系統及方法。

背景技術

反應堆壓力容器是核電站中最重要的不可替代部件，使用過程中，反應堆壓力容器須長期承受約290度的熱輻照同時承受長期的中子輻照，因此，隨著反應堆的運行，反應堆壓力容器會逐漸發生脆化，導致其性能逐漸惡化，當反應堆壓力容器合金韌性-脆性轉變溫度上升到安全值以上，壓力容器存在著突然破裂的危險。截止到目前為止，世界各國核電科研人員均為延長反應堆壓力容器的壽命做著自己的貢獻。大體而言，延長反應堆壓力容器壽命的方法可以總結為以下兩點：1、改變合金成分，優化或者去除某些合金成分(如：磷與硫)，提高其抗輻照性能；2、將長時間運行的反應堆壓力容器高溫退火，減少甚至去除反應堆壓力容器運行過程中產生的導致其性能惡化的缺陷，使其性能部分恢復甚至接近其最初的性能狀態，但是該方法存在嚴重的不足，安全性還有待求證。

與第2點方法相比，第1種方法明顯更加符合核電反應堆壓力容器材料的發展，但該方法同樣存在很大的困難。目前各國核電科研人員均是在前人科研報道的基礎上進行合金成分的改進，研究其輻照特性，探究其安全性。然而，前人核電科研報道很多很多，單人很難窺探其全貌。因此，現階段有關核電反應堆壓力容器合金的科研報道雖然很多，但很多是重復的研究，很多是誤導性的研究，甚至是錯誤的研究，導致人力物力的大量浪費。

發明內容

本發明的目的在于提供一種核電反應堆壓力容器合金成分的預測系統及方法。根據實際需求，輸入合金成分范圍、輻照溫度范圍、輻照劑量范圍、硬度增量范圍△Hv，該預測系統經過分析，給出更加精確的核電反應堆壓力容器合金成分。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種核電反應堆壓力容器合金成分的預測系統及方法，包括：

數據收集模塊：用于收集核電反應堆壓力容器合金成分、輻照溫度、輻照劑量、輻照前后組織變化及其硬度增量△Hv數據；

數據統計存儲模塊：用于通過Xgboost機器學習算法、將收集的數據進行統計與存儲、建立數據庫；

數據分析模塊：將輸入的合金成分范圍、輻照溫度范圍、輻照劑量范圍、硬度增量范圍△Hv與數據庫內的數據進行對比、分析，給出精確的具體的合金成分；

分析結果輸出模塊：用于將精確的具體的合金成分輸出。

進一步的，采用上述的系統進行合金成分預測的方法，包括如下步驟：

步驟(1)：收集核電反應堆壓力容器合金輻照數據；

步驟(2)：數據統計存儲模塊將步驟(1)收集的數據錄入系統，之后進行保存；

步驟(3)：通過Xgboost機器學習算法，將數據庫中的數據建立關系；

步驟(4)：根據實際需求，輸入預測核電反應堆壓力容器合金成分范圍、輻照溫度范圍、輻照劑量范圍、硬度增量范圍△Hv；

步驟(5)：系統自動輸出精確的核電反應堆壓力容器合金成分；