[发明专利]一种延长核主泵惰转时间的导叶的优化设计方法

摘要

本发明涉及一种延长核主泵惰转时间的导叶的优化设计方法，首先建立通过优化径向导叶主要参数来提高惰转下运转效率的主目标函数，然后将主要参数分成三组分设计变量，分别以惰转效率为分目标函数进行优化，在初始约束条件内优化求解，得到各参数的性能最优点，然后再将最优点为中心确定新的约束条件，在新约束内对主目标函数优化求解，得到最终优化结果。本发明对核主泵径向导叶的设计，能够改善惰转过程效率偏低和产生二次回流的问题，延长惰转时间，保证充足流量通过冷却堆芯，增强核安全性。本发明运用分目标约束随机方向搜索法缩小约束范围，主目标外点发函数法寻找最优点的分步优化的设计方法，保证了优化结果的有效性，提高了优化的速度。

主权项

1.一种延长核主泵惰转时间的导叶的优化设计方法，其特征在于，步骤包括如下：S1：首先构建一个可以通过优化径向导叶主要参数：导叶基圆直径D₃、导叶进口宽度b₃、预选包角导叶叶片数Z、导叶进口安放角α₃、导叶喉部面积F，来提高核主泵效率η,降低惰转过程损耗，相同初始能量下延长核主泵惰转时间的主目标函数f(X)；设计变量为：则主目标函数为：式中，D3‑导叶基圆直径，单位米；b3‑导叶进口宽度，单位米；‑预选包角，单位度；Z‑导叶叶片数；α3‑导叶进口安放角，单位度；F‑导叶喉部面积，单位平方米；min‑区域最小值；S2：然后将主要参数分成三组分设计变量，建立三个分目标函数，在不同初始约束条件内分别利用约束随机方向搜索法对惰转效率分目标函数求解，得到三个分目标函数最优点；所述的三组分设计变量为：X1＝[D3、b3]T,X3＝[α3、F]T,所述的三个分目标函数为：所述的初始约束条件为：分目标函数f(X1)的初始约束条件为[0.9D3,1.1D3]、[0.9b3,1.1b3]；分目标函数f(X₂)的初始约束条件为分目标函数f(X3)的初始约束条件为[0.9α3,1.1α3]、[0.9F,1.1F]；S3：最后在以分目标函数求解的最优点为中心确定一个小的范围作为新的约束条件，在新约束条件内用外点罚函数法对主目标函数优化求解，得到最终优化结果。