核动力二回路系统优化设计

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1、第４７卷第３期原子能科学技术Ｖｏｌ．４７，Ｎｏ．３２０１３年３月ＡｔｏｍｉｃＥｎｅｒｇｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｒ．２０１３核动力二回路系统优化设计刘成洋，阎昌琪，王建军，刘振海（哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘要：二回路系统是船舶核动力装置的重要组成部分，其重量和尺寸是影响核动力装置合理布置的重要因素。随着船用核动力装置大功率、高推进速度的发展趋势，二回路系统重量和体积进一步增加，对核动力设备的设计安装带来困难，并严重影响船舶的机动性。本工作建立了二回路系统的数学模型，开

2、发了相应的计算程序，并对影响二回路重量的设计参数进行了敏感性分析。以二回路重量最小为目标和在给定的约束条件下，采用混合粒子群算法对二回路系统进行了优化设计。研究结果显示，采用优化方案后，二回路系统重量减小了７％。最后对计算结果进行了分析，指明了二回路系统优化设计的方向。关键词：二回路系统；重量；混合粒子群算法；优化设计中图分类号：ＴＬ３５３文献标志码：Ａ文章编号：１０００－６９３１（２０１３）０３－０４２１－０６ｄｏｉ：１０．７５３８／ｙｚｋ．２０１３．４７．０３．０４２１ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｆｏｒＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｉｒ

3、ｃｕｉｔｏｆＮｕｃｌｅａｒＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＬＩＵＣｈｅｎｇ－ｙａｎｇ，ＹＡＮＣｈａｎｇ－ｑｉ，ＷＡＮＧＪｉａｎ－ｊｕｎ，ＬＩＵＺｈｅｎ－ｈａｉ（ＮａｔｉｏｎａｌＤｅｆｅｎｓｅＫｅｙＤｉｓｃｉｐｌｉｎｅＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＮｕｃｌｅａｒＳａｆｅｔｙａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｉｒｃｕｉｔｓｙｓｔｅｍｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｍａｒｉｎｅｎｕｃｌｅａｒｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｗｈ

4、ｏｓｅｗｅｉｇｈｔａｎｄｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｒｅｋｅｙｆａｃｔｏｒｓｔｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｎｕｃｌｅａｒｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ．Ｔｈｅｔｒｅｎｄｏｆｕｓｉｎｇｈｉｇｈｐｏｗｅｒａｎｄｒａｐｉｄｐｒｏｐｅｌｌｉｎｇｓｐｅｅｄｏｆｍａｒｉｎｅｎｕｃｌｅａｒｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｈａｓｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｔｈａｔｔｈｅｗｅｉｇｈｔａｎｄｖｏｌｕｍｅｏｆｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｉｒｃｕｉｔｓｙｓｔｅｍｉｎｃｒｅａｓｅｆｕｒｔｈｅｒ，ｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｔｏｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄａ

5、ｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｎｕｃｌｅａｒｐｏｗｅｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈａｔｔｈｅｍａｒｉｎｅｍａｎｅｕｖｅｒａｂｉｌｉｔｙｉｓｓｅｒｉｏｕｓｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ．Ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｉｒｃｕｉｔｓｙｓｔｅｍｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｃｏｄｅｓｗｅｒｅａｌｓｏｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｉｒｃｕｉｔｓｙｓｔｅｍｗｅｉｇｈｔｗａｓａｎａｌｙｚ

6、ｅｄ．Ｔａｋｉｎｇｔｈｅｗｅｉｇｈｔｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｉｒｃｕｉｔｓｙｓｔｅｍｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｗｉｔｈｔｈｅｈｙｂｒｉｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ（ＨＰＳＯ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍｕｎｄｅｒｔｈｅｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｉｒｃｕｉｔｓｙｓｔｅｍｗｅｉｇｈｔｉｓｒｅｄｕｃｅｄｂｙ７％ｗｉｔｈｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ

7、ｓｃｈｅｍｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｔｏｇｕｉｄｅｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｉｒｃｕｉｔｓｙｓｔｅｍｗａｓｉｎｄｉｃａｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｉｒｃｕｉｔｓｙｓｔｅｍ；ｗｅｉｇｈｔ；ｈｙｂｒｉｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎ收稿日期：２０１１－０９－１９；修回日期：２０１１－１１－２２作者简介：刘成洋（１９８７—），男，

8、山东枣庄人，博士研究生，从事核动力装置优化设计研究４２２原子能科学技术第４７卷二回路系统的主要功能是将反应堆及一回其中：ＷＳＧ为蒸汽发生器总重量，ｔ；Ｗｕｈ、Ｗｓｐ、路系统产生并传递来的热量转