Nuclear Engineering and Design· 2026Q1
Isı borulu mikro reaktörün tekno-ekonomik optimizasyonu, bölüm II: Çok amaçlı optimizasyon analizi
Techno-economic optimization of a heat-pipe microreactor, part II: Multi-objective optimization analysis
- 1atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
Isı borulu mikro reaktörlerde (HPMR) maliyeti (LCOE) ve tepe faktörünü (FΔh) eş zamanlı olarak minimize etmek için PEARL kullanan çok amaçlı bir optimizasyon çerçevesi, tasarım stratejileri belirledi. Temel stratejiler arasında modere edici yarıçapını azaltmak, yakıt yüksekliğini artırmak ve pahalı reflektörlere ve kontrol tamburlarına olan bağımlılığı en aza indirmek yer alıyor.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- Isı borulu mikro reaktör (HPMR) tasarımı için çok amaçlı bir optimizasyon çerçevesi (PEARL) uygulandı.
- Amaçlar, hem elektrik üretiminin seviyelendirilmiş maliyetini (LCOE) hem de çubuk-entegre tepe faktörünü (FΔh) minimize etmekti.
- Katı modere edici yarıçapı, pin aralığı, tambur kaplama açısı ve yakıt yüksekliği gibi tasarım parametreleri optimize edildi.
- Temel LCOE optimizasyon stratejileri arasında pahalı reflektörlerin minimize edilmesi, kontrol tamburu bağımlılığının azaltılması ve yakıt yanmasının en üst düzeye çıkarılması yer aldı.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
Heat-pipe microreactors (HPMRs) are compact and transportable nuclear power systems exhibiting inherent safety, well-suited for deployment in remote regions where access is limited and reliance on costly fossil fuels is prevalent. In prior work, we developed a design optimization framework that incorporates techno-economic considerations through surrogate modeling and reinforcement learning (RL)-based optimization, focusing solely on minimizing the levelized cost of electricity (LCOE) by using a bottom-up cost estimation approach. In this study, we extend that framework to a multi-objective optimization that uses the Pareto Envelope Augmented with Reinforcement Learning (PEARL) algorithm. The objectives include minimizing both the rod-integrated peaking factor ( F Δ h ) and LCOE—subject to safety and operational constraints. We evaluate three cost scenarios: (1) a high-cost axial and drum reflectors, (2) a low-cost axial reflector, and (3) low-cost axial and drum reflectors. Our findings indicate that reducing the solid moderator radius, pin pitch, and drum coating angle—all while increasing the fuel height—effectively lowers F Δ h . Across all three scenarios, four key strategies consistently emerged for optimizing LCOE: (1) minimizing the axial reflector contribution when costly, (2) reducing control drum reliance, (3) substituting expensive tri-structural isotropic (TRISO) fuel with axial reflector material priced at the level of graphite, and (4) maximizing fuel burnup. While PEARL demonstrates promise in navigating trade-offs across diverse design scenarios, discrepancies between surrogate model predictions and full-order simulations can lead to infeasibility in some cases, particularly for fuel lifetime and shutdown margin. Therefore, this study should be understood as a surrogate-guided trade-off exploration study rather than an effort to identify exact Pareto-optimal solutions. Further improvements are anticipated through constraint relaxation and surrogate development, constituting an ongoing area of investigation.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Nuclear Engineering and Design, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Nükleer Enerji ve Mühendisliği
Nuclear Energy and EngineeringEnergy