热管冷却反应堆固态堆芯热力耦合性能分析及结构优化

作者：岳明楷; 金浩; 刘桐蔚; 李文杰; 黄永忠; 恽迪; 周进雄^*

来源：原子能科学技术, 2023, 57(02): 428-437.

• 热管冷却反应堆固态堆芯
• 间隙热传导
• 热力耦合
• 深度神经网络
• 尺寸优化

热管冷却反应堆的固态堆芯具有模块化、无流动回路等诸多优势，受到诸多学者关注。固态堆芯在工作寿期内涉及复杂的热力耦合行为。本文基于ABAQUS对固态堆芯工作性能进行了热力耦合分析。结合子程序的二次开发，综合考虑了间隙传热模型及材料在极端工况下的蠕变、肿胀等行为。探究了各部件之间的相互作用关系。基于有限元仿真对固态堆芯尺寸进行参数优化，使用深度神经网络建立代理模型，使用NSGA-Ⅱ算法获得了pareto前沿解集。相较于初始设计参数，优化后的堆芯最高温度下降8.44%,最大应力下降34.43%,改善了固态堆芯的性能。

• 单位
  西安交通大学; 中国核动力研究设计院