一种核级管道优化设计方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种核级管道优化设计方法及系统，该方法通过管道部件参数变化导致的结构响应变化的敏感性分析，计算出参数变化与结构各响应的关联度权重；基于区间应力法，结合数据库或工程经验对计算机进行训练给出部件的参数限值区间；基于以上分析，进而确定是否需要对参数变化导致的结构响应变化重新进行优化布局，继而采用智能优化方法对需要优化管道区域进行优化分析及其优化后评价

【技术实现步骤摘要】
一种核级管道优化设计方法及系统


[0001]本专利技术属于管道设计技术，具体涉及一种核级管道优化设计方法及系统
。

技术介绍

[0002]核电厂中管道网络异常庞大，管道上设置的能动
、
非能动部件数量众多
。
随着电站设计要求的不断提升，局部设计参数的不断更新
。
结构响应是否超限，需要设计
‑
评价
‑
设计
‑
评价反复迭代的过程，这样就会导致电厂设计低效，周期变长，分析时间成本巨大，经济成本升高
。
[0003]因此需要对变化后的参数涉及区域进行全局敏感度分析，定位影响结构响应的权重较大的设计参数
。
敏感度分析对于大型系统的分析效率过低，而且工程中大多情况下很难将结构函数表示为结构参数或设计变量的显式函数
。
由于核电厂中管网系统是由若干独立简单的管道和各部件组成，对整个管网系统进行敏感度分析往往耗时又困难
。
考虑把整体拆分成局部模型进行敏感性分析，可以使得问题简单化，提高敏感度分析效率
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种核级管道优化设计方法及系统，根据敏感度分析方法，能快速的确定结构对于哪一类参数比较敏感，并且为后期优化降低维度，提高分析优化效率
。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种核级管道优化设计方法，包括：
[0006](S1)r/>基于管道布置方案，确定局部连续管道模型的区域边界，将局部连续管道模型设置为一个空间体单元；
[0007](S2)
通过检测得到管道部件设计参数的变化，并对所述空间体单元内的结构响应参数进行敏感度分析；
[0008](S3)
确定管道部件的设计参数区间范围，如果设计参数变化在区间应力允许范围内，并且此设计参数与所述结构响应参数的敏感度相关性小余一定范围，那么就不再需要对该设计参数调整的局部连续管道模型重新进行下一步的设计优化分析
。
[0009]进一步，如上所述的核级管道优化设计方法，步骤
(S1)
中，设置空间体单元的方法为：在选定参数变化的管道布局内，模拟介质流动相似规则，自动延伸布局直到局部连续管道模型边界
。
[0010]更进一步，所述模型边界为设备口
、
自由端或固定点
。
[0011]进一步，如上所述的核级管道优化设计方法，步骤
(S2)
中，所述管道部件设计参数的变化包括质量
、
截面或刚度特性的变化
。
[0012]进一步，如上所述的核级管道优化设计方法，步骤
(S2)
中，所述结构响应参数包括应力
、
应变
、
位移
、
频率和加速度
。
[0013]进一步，如上所述的核级管道优化设计方法，步骤
(S2)
中，对所述空间体单元内的结构响应参数进行敏感度分析，并对结构响应参数的敏感度进行排序，确定主要影响因素
。
[0014]更进一步，所述结构响应参数的敏感度是通过结构动力响应对结构质量的求偏导数运算得到
。
[0015]进一步，如上所述的核级管道优化设计方法，步骤
(S3)
中，基于区间应力法，结合数据库或工程经验对计算机进行训练，给出管道部件的设计参数区间范围
。
[0016]进一步，如上所述的核级管道优化设计方法，还包括步骤
(S4)
，根据智能机器学习方法选择合适的智能优化算法，对需要优化的局部管道进行布局优化，根据合理的评价标准给出优化结论
。
[0017]一种用于实现上述方法的核级管道优化设计系统，包括：
[0018]局部连续管道模型模块，基于管道布置方案，确定局部连续管道模型的区域边界，将局部连续管道模型设置为一个空间体单元；
[0019]设计参数监控模块，用于通过检测得到管道部件设计参数的变化；
[0020]敏感度分析模块，用于对所述空间体单元内的结构响应参数进行敏感度分析；
[0021]参数权重分析模块，用于确定设计参数与结构响应参数的敏感度相关性大小；
[0022]设计参数区间确定模块，用于通过区间应力法确定管道部件的设计参数区间范围；
[0023]机器学习优化模块，用于结合数据库或工程经验对计算机进行训练，给出管道部件的设计参数区间范围，并选择合适的智能优化算法，对需要优化的局部管道进行布局优化
。
[0024]本专利技术的有益效果如下：本专利技术基于智慧电厂的核电数字化模型平台，在选定参数变化的管道布局内，模拟介质流动相似规则，自动延伸布局直到设备口
、
自由端
、
固定点为模型边界
。
对此确定边界的局部模型进行敏感度评价，确定设计参数变量改变引起的系统结构响应变化率
。
通过结构对设计参数的敏感度分析及其区间应力法，能够识别重要参数，从而降低研究的维度，并且，能够识别参数的临界值
、
极限值，同时可以为后续管道结构优化提高分析效率，提供最优解的搜索方向
。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的核级管道优化设计系统架构示意图；
[0026]图2为本专利技术具体实施例中各结构响应参数对质量的敏感度权重示意图；
[0027]图3为本专利技术具体实施例中一个局部连续管道模型布置方案示意图
。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0029]本专利技术提供的核级管道优化设计方法及系统，根据敏感度分析方法，快速的确定结构对于哪一类参数比较敏感，并且为后期优化降低维度，提高分析优化效率
。
系统结构如图1所示，包括：
[0030]局部连续管道模型模块，基于管道布置方案，确定局部连续管道模型的区域边界，将局部连续管道模型设置为一个空间体单元；
[0031]设计参数监控模块，用于通过检测得到管道部件设计参数的变化；
[0032]敏感度分析模块，用于对所述空间体单元内的结构响应参数进行敏感度分析；
[0033]参数权重分析模块，用于确定设计参数与结构响应参数的敏感度相关性大小；
[0034]设计参数区间确定模块，用于通过区间应力法确定管道部件的设计参数区间范围；
[0035]机器学习优化模块，用于结合数据库或工程经验对计算机进行训练，给出管道部件的设计参数区间范围，并选择合适的智能优化算法，对需要优化的局部管道进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种核级管道优化设计方法，其特征在于，包括：
(S1)
基于管道布置方案，确定局部连续管道模型的区域边界，将局部连续管道模型设置为一个空间体单元；
(S2)
通过检测得到管道部件设计参数的变化，并对所述空间体单元内的结构响应参数进行敏感度分析；
(S3)
确定管道部件的设计参数区间范围，如果设计参数变化在区间应力允许范围内，并且此设计参数与所述结构响应参数的敏感度相关性小余一定范围，那么就不再需要对该设计参数调整的局部连续管道模型重新进行近一步的设计优化分析
。2.
如权利要求1所述的核级管道优化设计方法，其特征在于，步骤
(S1)
中，设置空间体单元的方法为：在选定参数变化的管道布局内，模拟介质流动相似规则，自动延伸布局直到局部连续管道模型边界
。3.
如权利要求2所述的核级管道优化设计方法，其特征在于，所述模型边界为设备口
、
自由端或固定点
。4.
如权利要求1所述的核级管道优化设计方法，其特征在于，步骤
(S2)
中，所述管道部件设计参数的变化包括质量
、
截面或刚度特性的变化
。5.
如权利要求1所述的核级管道优化设计方法，其特征在于，步骤
(S2)
中，所述结构响应参数包括应力
、
应变
、
位移
、
频率和加速度
。6.
如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽，王艳苹，弓振邦，龙波，宁庆坤，周航，白伟，刘诗华，盛峰，刘嘉一，王骥骁，詹自敏，兰天宝，杨林民，彭星铭，宿昊，郑修鹏，高齐乐，王元珠，王春明，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：