1.一种强制循环蒸汽发生系统变负荷运行优化方法,其特征在于,包括:建立管壳式蒸发器数值计算模型和强制循环系统水动力平衡模型;根据管壳式蒸发器数值计算模型和强制循环系统水动力平衡模型,并以高蒸发量和蒸发器效能、最小成本为优化目标,以熔盐流量和循环水流量为变量,建立多目标优化模型;采用Pareto支配法求解多目标优化模型,输出Pareto最优解集,以根据Pareto最优解集得到强制循环系统变负荷运行优化方案;所述管壳式蒸发器数值计算模型用于求解蒸发器出口熔盐温度和湿蒸汽的干度和密度,并基于效能-传热单元法构建得到;其中,采用效能-传热单元法计算发生相变的蒸发器的换热过程,具体公式如下:ε=1-exp(-NTU)式中,ε为蒸发器效能,NTU为蒸发器的传热单元数;式中,U为蒸发器总换热系数,A为蒸发器的换热面积,m o 为熔盐质量流量,c p,o 为熔盐比热容;式中,h o 为熔盐侧换热系数,R o,f 为熔盐侧污垢热阻,d o 为外管径,d i 为内管径,R i,f 为湿蒸汽侧污垢热阻,h i 为湿蒸汽侧换热系数;通过阻力和驱动力相等建立所述强制循环系统水动力平衡模型,具体公式如下:ΔP i +ΔP f,H =ΔP g +ΔP i,pump式中,ΔP i 为由蒸汽发生器内部产生的沿程阻力损失,ΔP f,H 为循环通路中产生的沿程阻力损失;ΔP g 为由上升管和下降管中质量含气率为零的水和具有质量含气率的湿蒸汽的密度差产生驱动力,ΔP i,pump 为强制循环泵提供的驱动力;ΔP g =(ρ in -ρ out )gh式中,ρ in 为蒸发器入口湿蒸汽密度,ρ out 为蒸发器出口湿蒸汽密度,g为重力加速度,h为蒸发器和汽包的高度差;所述多目标优化模型包括目标函数和约束条件,其中,约束条件为熔盐流量和湿蒸汽流量的调节范围以及壳程熔盐压降和管程湿蒸汽压降均不可高于预设压力,目标函数和约束条件的具体表示如下:式中,C total 为成本费用,Q steam 为蒸发量;约束条件中ΔP o 为壳程熔盐压降,ΔP i 为管程湿蒸汽压降;Q steam =m i x out式中,x out 为蒸发器出口干度;成本费用包含购入蒸发器的费用C in 和熔盐泵、循环泵泵功损耗的操作费用C op ;C total =C in +C op式中,a 1 ,a 2 ,a 3 分别为系数;n y 为系统运行时间;c el 为电费;n a 为年通货膨胀率;η为泵效率;p i 和p o 分别为强制循环泵和熔盐的泵送功率:p i =m i ΔP i,pump /ρ in /ηp o =m o ΔP o /ρ o /η式中,ρ o 为熔盐密度。
2.根据权利要求1所述的强制循环蒸汽发生系统变负荷运行优化方法,其特征在于,其中,多目标优化模型中优化目标的计算过程如下:根据输入变量因子熔盐质量流量和水质量流量,根据所述管壳式蒸发器数值计算模型计算换热效果,得到蒸发器出口湿蒸汽干度、密度和压降;根据湿蒸汽干度计算蒸发器效能;根据湿蒸汽密度计算蒸发能力,根据湿蒸汽密度计算上升管和下降管密度差造成的驱动力;根据湿蒸汽压降和循环通路中产生的沿程阻力损失相加得到蒸发器系统的阻力损失;根据所述强制循环系统水动力平衡模型计算强制循环泵需要提供的驱动力,进一步得到计算强制循环泵泵送功率;根据熔盐侧的压降和泵送功率,结合购入的蒸发器费用得到总的成本费用;其中,其中蒸发量为湿蒸汽循环流量和蒸发器出口干度的乘积。
3.根据权利要求1所述的强制循环蒸汽发生系统变负荷运行优化方法,其特征在于,所述采用Pareto支配法求解多目标优化模型的步骤包括:初始化粒子群,并对初始粒子群进行个体最优和全局最优的筛选;对筛选后的粒子群中每个粒子进行计算,直至达到最大迭代次数,输出Pareto最优解集;其中,Pareto最优解集以效能、成本费用和蒸发量为坐标轴。
4.根据权利要求3所述的强制循环蒸汽发生系统变负荷运行优化方法,其特征在于,所述初始化粒子群的具体步骤包括:设置初始粒子群的种群个数、空间维度、目标函数维度、Pareto解集规模;定义位置边界和速度边界;对粒子群的初始位置和初始速度进行初始化,得到所述粒子群的初始信息;计算每个粒子对应的适应度;对初始化粒子群进行非支配排序;将初始化粒子群的适应度放入Pareto解集中,对于每一个粒子与其他粒子对比,若被其他粒子支配,则将其删除Pareto解集,则得到非支配解的粒子群;采用密集距离法计算所有粒子个体的拥挤距离;在拥挤距离较大的前20%解中随机选择全局最优;在Pareto解集中记录全局最优的位置及适应度,其中个体最优为初始值;所述对筛选后的粒子群中每个粒子进行计算的具体步骤包括:使用粒子群方法更新粒子的速度和位置;使用惯性自适应权系数控制每次迭代的变化程度;判断更新后的粒子速度和位置是否在约束条件内:如果超出了约束条件,则重新在边界内生成粒子的速度和位置;若在约束条件内,则进行下一步;计算更新后的粒子群中每个粒子对应的适应度;判断计算得到的熔盐压降和湿蒸汽压降是否在约束的边界条件内:若超出范围,则在Pareto解集内去掉该粒子;若满足约束条件则,则进行下一步;对更新粒子群进行非支配排序和拥挤度计算:在拥挤距离较大的前20%解中随机选择全局最优,同时记录个体最优值和群体最优值,输出Pareto最优解集。
5.一种强制循环蒸汽发生系统变负荷运行优化系统,用于实现权利要求1-4任一项所述强制循环蒸汽发生系统变负荷运行优化方法的步骤,其特征在于,包括:第一模型建立模块,用于建立管壳式蒸发器数值计算模型和强制循环系统水动力平衡模型;第二模型建立模块,用于根据管壳式蒸发器数值计算模型和强制循环系统水动力平衡模型,并以高蒸发量和蒸发器效能、最小成本为优化目标,以熔盐流量和循环水流量为变量,建立多目标优化模型;运行优化模块,用于采用Pareto支配法求解多目标优化模型,输出Pareto最优解集,以根据Pareto最优解集得到强制循环系统变负荷运行优化方案。
6.一种电子设备,其特征在于,包括:存储器,用于存储计算机程序;处理器,用于执行所述计算机程序时实现权利要求1-4任一项所述强制循环蒸汽发生系统变负荷运行优化方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时用于实现权利要求1-4任一项所述强制循环蒸汽发生系统变负荷运行优化方法的步骤。