[发明专利]一种核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数智能计算方法

说明书

本发明具体涉及一种核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数智能计算方法,包括如下步骤:通过深度机器学习与核反应堆堆芯调棒过程有关的输入输出匹配的数据对，获得核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数智能计算模型；通过核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数智能计算模型计算与核反应堆堆芯调棒过程有关的输入参数，以获取相应的输出参数，实现核反应堆堆芯调棒过程的快速计算、仿真和预测。本发明提供的智能计算方法基于人工智能深度机器学习技术，能够实现核反应堆堆芯调棒瞬态过程快速计算、分析与预测，满足核反应堆堆芯设计、核反应堆系统设计方案快速验证、实时模拟仿真等应用需求。

技术领域

本发明涉及核反应堆工程与计算机科学技术领域，特别是涉及一种核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数智能计算方法。

背景技术

核反应堆堆芯设计与安全分析是核反应堆设计不可或缺的关键关节。由于核反应堆堆芯内涉及大量复杂的现象与过程，常依赖多种堆芯计算软件来实现对反应堆堆芯内各种现象与过程的模拟。在轻水堆中，控制棒是作为反应性控制的重要手段，在我国相关法规及准则中都提出了明确的设计要求，以确保控制棒在正常提出、插入和事故工况中弹出堆芯过程中反应堆的安全。为了能够准确模拟控制棒在堆芯移动过程中的堆芯通量、功率和堆芯热量分布，传统的堆芯计算软件采用二维堆芯物理计算+一维轴向计算进行堆芯中子物理计算和热工水力计算。

传统的二维堆芯物理计算+一维轴向计算的方法和模型在评价具有空间效应的事故(例如弹棒事故等)时精度较低，近年来逐渐发展为以三维堆芯高精度计算的方法和模型来实现提供控制棒移动过程模拟。但是，这些三维堆芯高精度计算模型及其支撑软件通常对计算资源的消耗大、计算速度慢、计算效率不高，即使在高性能计算机系统上，堆芯调棒过程瞬态参数计算也需要大量的时间，瞬态过程的高精度计算往往不具备实时性的能力。同时，三维堆芯高精度计算的方法使得计算结果与实验结果的误差难以有效的反馈到数值模型的优化中，数据的同化能力很弱。

在核反应堆下游专业设计和核动力系统应用仿真等领域，对核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数有快速计算的需求。实际工程工作中，为了满足工程对核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数快速计算的需求，工程界不得不使用有别于三维堆芯高精度计算的方法和模型，采用点堆和粗网节块法等堆芯简化计算模型来实现核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数的快速计算。由于堆芯简化计算模型对堆芯的三维动态特性描述存在先天缺陷，相对于三维堆芯高精度计算的方法和模型，其计算精度大为下降。

发明内容

基于此，有必要针对现有堆芯计算的方法和模型不能实现满足核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数计算速度快、精度高和资源消耗少的需求，提供一种基于深度机器学习的核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数智能计算方法,该智能计算方法能够满足核反应堆堆芯调棒过程(提棒、插棒、弹棒和落棒等控制棒位置发生变化的过程)瞬态参数计算速度快、精度高和资源消耗少的需求。

为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数智能计算方法,包括如下步骤:

S1：确定深度机器学习所需的与核反应堆堆芯调棒过程有关的输入输出匹配的数据对；

S2：获取深度机器学习所需的与核反应堆堆芯调棒过程有关的输入输出匹配的数据对；

S3：通过深度机器学习与核反应堆堆芯调棒过程有关的输入输出匹配的数据对，获得核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数智能计算模型；

S4：通过核反应堆堆芯调棒过程瞬态参数智能计算模型计算与核反应堆堆芯调棒过程有关的输入参数，以获取相应的输出参数，实现核反应堆堆芯调棒过程的快速计算、仿真和预测；

所述数据对包括与核反应堆堆芯调棒过程有关的输入参数，以及相应的输出参数。