ОПТИМІЗАЦІЯ КОНФІГУРАЦІЙ ТЕПЛОВИДІЛЯЮЧИХ ЗБІРОК У ВВЕР-1000 З УРАХУВАННЯМ ПОШКОДЖЕНЬ ОБОЛОНОК ПАЛИВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Анотація

Актуальність дослідження зумовлено необхідністю удосконалення підходів до формування конфігурацій тепловиділяючих збірок у реакторах типу ВВЕР-1000 в умовах підвищених експлуатаційних навантажень, потреби забезпечення паливної ефективності та зниження ризиків пошкодження оболонок паливних елементів. Метою статті є запропонування дискретної моделі та концепції методу оптимізації перестановок тепло- виділяючих збірок у активній зоні реактора типу ВВЕР-1000, яка враховує одночасно кілька критично важливих параметрів – теплове навантаження, рівномірність нейтронного поля, напружено-деформований стан оболонок та очікуване вигоряння палива. Методи дослідження базуються на логіко-аналітичному підході, що включає огляд наукових публікацій з теми оптимізації активної зони, узагальнення критеріїв ефективності розміщення ТВЗ, а також побудову структурної схеми майбутньої дискретної моделі з використанням елементів евристичного моделювання. Проведено систематизацію вимог до алгоритмів, які могли б бути реалізовані у формі генетичних або інших еволюційних методів. У межах роботи запропоновано складники моделі, визначено вхідні параметри та окреслено потенційні обмеження для подальшої математичної формалізації. Результати дослідження дали змогу обґрунтувати доцільність багатокритеріального підходу до оптимізації розміщення ТВЗ, в якому враховуються взаємозалежні показники безпеки, ресурсу та енергетичної рівномірності. Виявлено основні структурні елементи моделі, які можуть бути використані для подальшого формального проєктування обчислювального алгоритму.Наукова новизна полягає у формулюванні дискретної моделі конфігурації ТВЗ, яка враховує динамічний характер паливного циклу, потенційну змінність меж допустимих навантажень і необхідність поєднання суперечливих критеріїв у межах одного оптимізаційного підходу.Висновки підтверджують доцільність розроблення нової багатокритеріальної моделі оптимізації конфігурацій ТВЗ, яка дозволяє знизити ризик перевантаження оболонок, вирівняти теплове поле та забезпечити стабільність функціонування активної зони протягом усього паливного циклу. Перспективи подальших досліджень полягають у математичному формалізуванні запропонованої моделі, розробленні прототипу алгоритму з використанням генетичних методів, а також верифікації отриманих рішень на основі даних реальних паливних кампаній.