[發明專利]一種核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數智能計算方法

有效

• 申請號: 202110203032.1
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN113076684B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 劉東;唐雷;臧峰剛;安萍;李慶;李治剛;蘆韡;陳長;彭星杰;盧宗健;于洋;趙文博;廖鴻寬;秦志紅
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 王潔

本發明具體涉及一種核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數智能計算方法,包括如下步驟:通過深度機器學習與核反應堆堆芯調棒過程有關的輸入輸出匹配的數據對，獲得核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數智能計算模型；通過核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數智能計算模型計算與核反應堆堆芯調棒過程有關的輸入參數，以獲取相應的輸出參數，實現核反應堆堆芯調棒過程的快速計算、仿真和預測。本發明提供的智能計算方法基于人工智能深度機器學習技術，能夠實現核反應堆堆芯調棒瞬態過程快速計算、分析與預測，滿足核反應堆堆芯設計、核反應堆系統設計方案快速驗證、實時模擬仿真等應用需求。

技術領域

本發明涉及核反應堆工程與計算機科學技術領域，特別是涉及一種核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數智能計算方法。

背景技術

核反應堆堆芯設計與安全分析是核反應堆設計不可或缺的關鍵關節。由于核反應堆堆芯內涉及大量復雜的現象與過程，常依賴多種堆芯計算軟件來實現對反應堆堆芯內各種現象與過程的模擬。在輕水堆中，控制棒是作為反應性控制的重要手段，在我國相關法規及準則中都提出了明確的設計要求，以確保控制棒在正常提出、插入和事故工況中彈出堆芯過程中反應堆的安全。為了能夠準確模擬控制棒在堆芯移動過程中的堆芯通量、功率和堆芯熱量分布，傳統的堆芯計算軟件采用二維堆芯物理計算+一維軸向計算進行堆芯中子物理計算和熱工水力計算。

傳統的二維堆芯物理計算+一維軸向計算的方法和模型在評價具有空間效應的事故(例如彈棒事故等)時精度較低，近年來逐漸發展為以三維堆芯高精度計算的方法和模型來實現提供控制棒移動過程模擬。但是，這些三維堆芯高精度計算模型及其支撐軟件通常對計算資源的消耗大、計算速度慢、計算效率不高，即使在高性能計算機系統上，堆芯調棒過程瞬態參數計算也需要大量的時間，瞬態過程的高精度計算往往不具備實時性的能力。同時，三維堆芯高精度計算的方法使得計算結果與實驗結果的誤差難以有效的反饋到數值模型的優化中，數據的同化能力很弱。

在核反應堆下游專業設計和核動力系統應用仿真等領域，對核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數有快速計算的需求。實際工程工作中，為了滿足工程對核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數快速計算的需求，工程界不得不使用有別于三維堆芯高精度計算的方法和模型，采用點堆和粗網節塊法等堆芯簡化計算模型來實現核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數的快速計算。由于堆芯簡化計算模型對堆芯的三維動態特性描述存在先天缺陷，相對于三維堆芯高精度計算的方法和模型，其計算精度大為下降。

發明內容

基于此，有必要針對現有堆芯計算的方法和模型不能實現滿足核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數計算速度快、精度高和資源消耗少的需求，提供一種基于深度機器學習的核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數智能計算方法,該智能計算方法能夠滿足核反應堆堆芯調棒過程(提棒、插棒、彈棒和落棒等控制棒位置發生變化的過程)瞬態參數計算速度快、精度高和資源消耗少的需求。

為了實現上述目的,本發明提供如下技術方案:

一種核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數智能計算方法,包括如下步驟:

S1：確定深度機器學習所需的與核反應堆堆芯調棒過程有關的輸入輸出匹配的數據對；

S2：獲取深度機器學習所需的與核反應堆堆芯調棒過程有關的輸入輸出匹配的數據對；

S3：通過深度機器學習與核反應堆堆芯調棒過程有關的輸入輸出匹配的數據對，獲得核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數智能計算模型；

S4：通過核反應堆堆芯調棒過程瞬態參數智能計算模型計算與核反應堆堆芯調棒過程有關的輸入參數，以獲取相應的輸出參數，實現核反應堆堆芯調棒過程的快速計算、仿真和預測；

所述數據對包括與核反應堆堆芯調棒過程有關的輸入參數，以及相應的輸出參數。