船用反应堆辐射屏蔽多目标智能优化方法及平台开发

发布时间：2023-03-07 10:35

　　辐射屏蔽设计是反应堆工程设计的重要组成部分,其直接影响反应堆总体设计目标的实现。特别对于船用反应堆装置,其辐射屏蔽设计除要求规定区域满足辐射剂量限值外,还要严格控制屏蔽系统的重量和体积等指标,是一个典型的多目标优化问题。为了提高核动力舰船的有效载荷、航速和机动性能,同时充分保证堆舱外职业人员的辐射安全以及堆外关键设备的使用寿期,兼顾船用反应堆特殊的工作环境以及船舱和堆舱空间限制,要求反应堆装置体积小而轻、设备布置紧凑,使得船用反应堆的辐射屏蔽设计要求更加严格,需要对剂量、重量、体积等多目标进行综合优化设计。传统基于经验的手工迭代设计方法由于工作量大、效率低、易出错、非最优等问题,已不能完全满足船用反应堆精确辐射屏蔽设计的应用需求。本文针对船用反应堆辐射屏蔽多目标优化问题,首先构建船用反应堆辐射屏蔽多目标优化数学模型;其次,基于遗传算法建立归一化策略和非归一化策略的辐射屏蔽多目标智能优化方法;再次,基于开源SALOME框架,开发集辐射屏蔽建模、多目标智能优化和屏蔽效果可视化功能一体的船用反应堆辐射屏蔽多目标智能优化平台;最后,采用美国萨瓦拉(Savannah)破冰船反应堆模型和日本一体化...

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 本文主要工作
        1.3.1 屏蔽计算理论
        1.3.2 屏蔽优化方法
        1.3.3 优化平台开发
        1.3.4 平台应用验证
第2章 辐射屏蔽多目标智能优化方法
    2.1 辐射屏蔽基本原理
    2.2 辐射屏蔽计算方法
        2.2.1 MCNP程序简介
        2.2.2 归一化源强的计算
        2.2.3 通量剂量转换因子
    2.3 辐射屏蔽优化方法
        2.3.1 基于遗传算法的屏蔽优化策略
        2.3.2 多目标归一化权重因子方法
        2.3.3 多目标非支配排序优化方法
    2.4 本章小结
第3章 辐射屏蔽优化平台设计开发
    3.1 SALOME框架
        3.1.1 SALOME简介
        3.1.2 程序耦合技术
    3.2 平台框架设计
        3.2.1 平台架构设计
        3.2.2 平台运行流程设计
    3.3 平台模块设计
        3.3.1 几何建模模块设计
        3.3.2 材料建模模块设计
        3.3.3 优化计算模块设计
        3.3.4 可视化模块设计
    3.4 模块功能实现
        3.4.1 几何建模模块
        3.4.2 材料建模模块
        3.4.3 优化计算模块
        3.4.4 可视化模块
    3.5 平台功能测试
        3.5.1 平台安装测试
        3.5.2 建模模块测试
        3.5.3 可视化模块测试
    3.6 本章小结
第4章 辐射屏蔽优化平台应用验证
    4.1 萨瓦拉船用堆模型
        4.1.1 单目标优化分析
        4.1.2 多目标优化分析
        4.1.3 结果对比分析
    4.2 MRX船用堆模型
        4.2.1 模型简介
        4.2.2 初始模型屏蔽计算
        4.2.3 多目标优化分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者攻读学位期间取得的成果
    论文发表情况
    参与项目情况
    获得奖励情况
致谢



本文编号：3757439