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华龙一号核级管道多层级
智能优化设计分析关键技术及应用 [2020HNJ62]
1. 所属领域
以华龙一号为代表的三代核电具有更高的
安全性。核级管道是核电厂中数量最多、分布
最广的部件，同时也是最容易失效的部件之一。
本项目属于核电厂管道设计分析领域。
2. 主要科技内容
为确保核级管道的安全性，在华龙一号的
设计过程中需要对所有核级管道及相应管件、
支架进行力学分析并优化设计。在管道设计分
析过程中，存在数量多、任务急、要求高、布
置难等问题。本项目主要研究内容包括：1）基 核级管道多层级力学分析及智能优化的专用软
于力学解耦准则提出更精确的管道系统模型自 件，形成自动化、智能化的先进多层级智能优
动拆分方法，采用二次开发的方式实现核级复 化设计分析系统。
杂管道系统三维软件与力学软件的多层级、高 3. 主要技术指标
精度、高效率的协同，提高核级管道设计效率。2） (1) 实现了复杂管道系统三维模型与力学
构建一种更为精确的管道 - 支架跨层级耦合力 模型之间的多层级高精度双向模型同步，将模
三 学分析方法，引入特殊管件应力指数计算方程， 型自动化同步程度提高至 90% 以上。
等
奖 建立更高效的特殊管件应力分析方法，大幅提 (2) 形成理论体系更完备的“系统 - 管道
升复杂管道系统的分析效率。3）建立基于群智 - 管件 - 支架”多层级力学分析评价方法，在
能优化算法的多层级多参数复杂管道系统高效 分析过程中具有更高的精度和效率。
优化框架，解决传统人工试算方法效率低、适 (3) 在核级管道力学分析方法中引入群智
应性差、经验依赖等问题。4）自主开发适用于 能优化算法，针对复杂管道系统实现了管道、
支架等多个层级的自动分析优化功能，
与传统的人工试算方法相比，能够将管
道优化效率提高 5~10 倍，同时提供 5~10
种满足要求的设计方案。
4. 促进行业科技进步作用及推广情况
本项目成果已推广应用于福清 5 ＆ 6
号和巴基斯坦卡拉奇 K2K3 核电机组，计
划应用于福建漳州、海南昌江核电项目
等核电机组，可推广应用于其它核动力
项目，应用前景广阔，具有显著的经济
和社会效益。
完成单位：中国核动力研究设计院
通信地址：四川省成都市双流区长顺大道一段 328 号
联.系.人：赵紫博..电话：028-85906265..传真：028-85903101
电子信箱：zzb0416@163.com
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