高速炉多目的最適化設計における熱流動数値シミュレーションと知識工学

Thermohydraulics numerical simulations and knowledge engineering methodologies in multi-disciplinary optimizations for fast breeder reactor designs

村松 壽晴

Muramatsu, Toshiharu

ナトリウム冷却高速増殖炉の多目的最適化設計作業に資するため、知識処理融合型発見的還流設計システムの開発を進めている。このシステムの妥当性と適用性を確認するため、二重ディッププレート部ラビリンスギャップ6種類を設計変数とし、2水準系直交表に基づいた数値解析と4応答変数に対する応答曲面近似を行い、カバーガス巻き込み抑制と軸方向温度勾配解消に対するトレードオフ問題の多目的最適設計解を評価した。さらに、この多目的最適設計解条件での数値シミュレーションを行い、その結果の妥当性から、多目的最適化設計手法の実用化に向けての技術的見通しを得た。

A multi-disciplinary optimization system with knowledge engineering methodologies was developed for the design of sodium-cooled fast breeder reactors (FBRs). Furthermore, to confirm the propriety and efficiency, the system was applied to a multi-disciplinary optimization problem for thermo-hydraulics and thermo-mechanics with six design variables and four response variables related to gas entrainment and thermal stratification phenomena. The above optimization results showed that the use of the system was practical. This system also has a sufficiently high potential when one wishes to optimize simultaneously thermo-hydraulics and thermo-mechanics in an FBR design process. Consequently, it was summarized that the multi-disciplinary optimization system developed in this study is applicable to actual multi-objectives optimization designs in engineering applications.