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核电厂房自动化布置与优化方法

周秀安 程杰 贾小攀 苏锦成 吴迪 王建军 薛静

周秀安, 程杰, 贾小攀, 苏锦成, 吴迪, 王建军, 薛静. 核电厂房自动化布置与优化方法[J]. 核动力工程, 2025, 46(4): 259-265. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.080034
引用本文: 周秀安, 程杰, 贾小攀, 苏锦成, 吴迪, 王建军, 薛静. 核电厂房自动化布置与优化方法[J]. 核动力工程, 2025, 46(4): 259-265. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.080034
Zhou Xiuan, Cheng Jie, Jia Xiaopan, Su Jincheng, Wu Di, Wang Jianjun, Xue Jing. Automatic Layout and Optimization Method of Nuclear Power Plant[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(4): 259-265. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.080034
Citation: Zhou Xiuan, Cheng Jie, Jia Xiaopan, Su Jincheng, Wu Di, Wang Jianjun, Xue Jing. Automatic Layout and Optimization Method of Nuclear Power Plant[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(4): 259-265. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.080034

核电厂房自动化布置与优化方法

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.080034
基金项目: 国家自然科学基金(12105065);黑龙江省自然科学基金(LH2023A009)
详细信息
    作者简介:

    周秀安(1995—),男,博士研究生,现主要从事核动力装置优化分析、核电厂房优化设计等方面研究,E-mail: 847871943@qq.com

    通讯作者:

    程 杰,E-mail: jcheng@hrbeu.edu.cn

  • 中图分类号: TL48

Automatic Layout and Optimization Method of Nuclear Power Plant

  • 摘要: 计算机技术的飞速发展使得核动力工程智能设计成为趋势,而核电厂房智能布置设计也是重要的一部分。本文建立了用以描述设备空间需求的设备间多空间模型,并将其作为布置设计的操作基础单元,基于穴度算法与吸引子法建立了设备间定序定位方法进行设备间布置,并在定序定位后考虑通道的空间占用对设备间进行调整,实现了核电厂房自动化布置设计,随后结合混合遗传算法形成核电厂房自动化布置优化方法。最后本文以核电厂房部分设备作为研究对象,以厂房布置参数为优化变量,以厂房布置方案占地面积最小为优化目标,通过优化搜索得到的最优布置方案占地面积为1160.44 m2,有效占用面积比例达到93.70%,结果证明核电厂房自动化布置与智能优化方法可行。

     

  • 图  1  设备间多空间模型

    Figure  1.  Multi-Space Model of Equipment Room

    图  2  占角动作示意图

    Figure  2.  Schematic Diagram for Corner-Occupying Action

    图  3  容器边界扩展示意图

    Figure  3.  Schematic Diagram for Container Boundary Extension

    图  4  设备间定位流程图

    Figure  4.  Flow Chart of Equipment Room Positioning

    图  5  设备间调整过程

    Figure  5.  Adjustment Process of Equipment Room

    图  6  混合遗传算法流程图

    Figure  6.  Flow Chart of Hybrid Genetic Algorithm

    图  7  最优方案布置过程

    Figure  7.  Layout Process of Optimal Scheme

    表  1  厂房设备间尺寸信息

    Table  1.   Size Information of Plant Equipment Room

    设备编号 长/mm 宽/mm 设备编号 长/mm 宽/mm
    13 11400 3000 404 7100 4670
    14 11400 3000 405 7100 4670
    43 4300 2700 406 7100 4670
    44 4300 2700 407 7100 4670
    45 4300 2700 408 9000 3600
    46 6611 3628 409 7200 4500
    400 7100 4670 410 3820 6240
    401 7100 4670 411 7200 5400
    402 7100 4670 412 6393 6500
    403 7100 4670 413 6393 6500
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    表  2  优化变量信息

    Table  2.   Optimization Variable Information

    序号 优化变量 变量下限 变量上限 最优方案
    1 容器初始长度/mm 15000 50000 25559.11
    2 容器初始宽度/mm 15000 50000 25177.36
    3 定序长度权值 −10 10 6.43
    4 定序宽度权值 −10 10 0.90
    5 定序面积权值 −10 10 −2.49
    6 定位贴面数权值 −10 10 0.61
    7 定位他贴面数权值 −10 10 8.30
    8 定位贴面率权值 −10 10 6.58
    9 吸引子x吸引度权值 −10 10 2.96
    10 吸引子y吸引度权值 −10 10 3.17
    11 吸引子x值/mm 0 5000 2858.82
    12 吸引子y值/mm 0 5000 2173.95
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    表  3  算法参数信息

    Table  3.   Algorithm Parameter Information

    序号算法参数参数值
    1每一代个体数10
    2迭代数50
    3精英选择比例0.1
    4复合形计算次数5
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-08-25
  • 修回日期:  2024-11-05
  • 刊出日期:  2025-08-15

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