ارائه روشی برای بهینه سازی مصرف سوخت در نیروگاه هسته ای بوشهر
پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اجرای پروژه تحقیقاتی موفق شدند با استفاده از الگوریتم خاص و ساز و کارهای ریاضی مدلی را برای بهینه سازی مصرف سوخت نیروگاه هسته ای ارائه کنند.
به گزارش گروه علمي باشگاه خبرنگاران به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، محمود بابائی مجری طرح با بیان اینکه این طرح به منظور بهینه سازی مدیریت سوخت در نیروگاه هسته ای بوشهر اجرایی شد، افزود: راکتور نیروگاه هسته ای بوشهر اولین راکتور قدرت واقعی در کشور بوده است و از آنجایی که در زمان اجرای این پروژه سال اول سوخت گذاری در قلب این راکتور بود از این رو این طرح تحقیقاتی بر روی سیکل اول سوخت گذاری نیروگاه هسته ای بوشهر متمرکز شد.
وی اظهار داشت: در صورتی که بتوانیم چگالی قدرت (Power Peaking Factor PPF) یا نیروگاه را به عدد یک نزدیک کنیم علاوه بر آنکه ایمنی راکتور افزایش می یابد، مصرف سوخت راکتور یکنواخت تر می شود که در نتیجه شرایط مناسب برای سوخت گذاری را برای سالهای آتی فراهم می کند.
بابائی با تاکید بر اینکه در این پروژه تحقیقاتی تلاش شده تا چگالی قدرت راکتور نیروگاه هسته ای بوشهر به یک نزدیک شود، ادامه داد: PPF به نحوه ی آرایش مجتمع های سوخت در درون قلب بستگی دارد.
وی با بیان اینکه در سیکل اول سوخت گذاری از شش نوع مجتمع با غناهای 1.6، 2.4 و 3.6 درصد در درون قلب راکتور قرار داده می شود، ادامه داد: اگر بخواهیم کل قلب را شبیه سازی کنیم، تعداد حالات چینش مجتمع ها عددی در حدود 10 به توان 106 حالت می شود. با توجه به تقارن هگزاگونال تنها نیاز به برسی آرایش مجتمع ها در یک ششم قلب داریم که با توجه به این تقارن تعداد حالات به 465,585,120 حالت می رسد. انتخاب یک حالت از این تعداد مستلزم صرف زمان زیادی می باشد و با توجه به اینکه PPF دارای تابع هدف خاصی نیست باید از یک الگوریتم ریاضی استفاده شود.
بابائی الگوریتم مورد استفاده در این تحقیق را PSO دانست و در این باره توضیح داد: الگوریتم PSO یک الگوریتم جستجوی اجتماعی است که برای اولین بار در سال 1995 توسط Eberhart و Kennedy از روی رفتار اجتماعی دسته‌های پرندگان مدل شده‌است. این الگوریتم برای بهینه سازی توابع چند بعدی که دارای تابع هدف خاصی نیستند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مجری طرح با تاکید بر اینکه در این پروژه از کد های شبیه سازی قلب استفاده شده است، توضیح داد: در حال حاضر PPF راکتور هسته ای بوشهر در لحظه ی شروع به کار 1.35 بوده است، با ارائه این آرایش توانستیم این میزان را به PPF 1.226 کاهش دهیم.
وی یادآور شد: روش‌هاي علمي متفاوتي براي انتخاب تركيب مناسب براي چيدمان مجتمع‌هاي سوخت مورد استفاده قرار گرفته‌است. انتخاب بهتر در پيكربندي بارگذاري مجتمع‌هاي سوخت باعث اطمينان بخشيدن در استفاده كافي از مواد شكافت پذير هسته‌اي و ايمني بيشتر در طول بهره برداري راكتور مي شود. همانطور که گفته شد PPF یک تابع خاص ریاضی ندارد. راه‌هایی هم که برای کم کردن این کمیت پیشنهاد می‌گردد به یک جواب قطعی منجر نمی‌شوند و تنها به بهترین نتیجه با اختلاف اندک همگرا می‌شوند./ح
وی اظهار داشت: در صورتی که بتوانیم چگالی قدرت (Power Peaking Factor PPF) یا نیروگاه را به عدد یک نزدیک کنیم علاوه بر آنکه ایمنی راکتور افزایش می یابد، مصرف سوخت راکتور یکنواخت تر می شود که در نتیجه شرایط مناسب برای سوخت گذاری را برای سالهای آتی فراهم می کند.
بابائی با تاکید بر اینکه در این پروژه تحقیقاتی تلاش شده تا چگالی قدرت راکتور نیروگاه هسته ای بوشهر به یک نزدیک شود، ادامه داد: PPF به نحوه ی آرایش مجتمع های سوخت در درون قلب بستگی دارد.
وی با بیان اینکه در سیکل اول سوخت گذاری از شش نوع مجتمع با غناهای 1.6، 2.4 و 3.6 درصد در درون قلب راکتور قرار داده می شود، ادامه داد: اگر بخواهیم کل قلب را شبیه سازی کنیم، تعداد حالات چینش مجتمع ها عددی در حدود 10 به توان 106 حالت می شود. با توجه به تقارن هگزاگونال تنها نیاز به برسی آرایش مجتمع ها در یک ششم قلب داریم که با توجه به این تقارن تعداد حالات به 465,585,120 حالت می رسد. انتخاب یک حالت از این تعداد مستلزم صرف زمان زیادی می باشد و با توجه به اینکه PPF دارای تابع هدف خاصی نیست باید از یک الگوریتم ریاضی استفاده شود.
بابائی الگوریتم مورد استفاده در این تحقیق را PSO دانست و در این باره توضیح داد: الگوریتم PSO یک الگوریتم جستجوی اجتماعی است که برای اولین بار در سال 1995 توسط Eberhart و Kennedy از روی رفتار اجتماعی دسته‌های پرندگان مدل شده‌است. این الگوریتم برای بهینه سازی توابع چند بعدی که دارای تابع هدف خاصی نیستند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مجری طرح با تاکید بر اینکه در این پروژه از کد های شبیه سازی قلب استفاده شده است، توضیح داد: در حال حاضر PPF راکتور هسته ای بوشهر در لحظه ی شروع به کار 1.35 بوده است، با ارائه این آرایش توانستیم این میزان را به PPF 1.226 کاهش دهیم.
وی یادآور شد: روش‌هاي علمي متفاوتي براي انتخاب تركيب مناسب براي چيدمان مجتمع‌هاي سوخت مورد استفاده قرار گرفته‌است. انتخاب بهتر در پيكربندي بارگذاري مجتمع‌هاي سوخت باعث اطمينان بخشيدن در استفاده كافي از مواد شكافت پذير هسته‌اي و ايمني بيشتر در طول بهره برداري راكتور مي شود. همانطور که گفته شد PPF یک تابع خاص ریاضی ندارد. راه‌هایی هم که برای کم کردن این کمیت پیشنهاد می‌گردد به یک جواب قطعی منجر نمی‌شوند و تنها به بهترین نتیجه با اختلاف اندک همگرا می‌شوند./ح
