Дослідники розробили спрощену модель мікрореактора

Дослідники з Інженерного коледжу Мічиганського університету розробили спрощену модель мікрореактора, яка зберігає такі ключові параметри, як питома електрична потужність, температура теплоносія на вході, тиск у активній зоні та швидкість потоку. Це дослідження базується на моделі Holos-Quad (Gen 2+), мікрореактора типу HTGR (високотемпературного газоохолоджуваного реактора).

Вони використовували модель прогнозного управління (MПУ), що прогнозує майбутню поведінку для оптимізації управління протягом визначеного періоду часу за певних обмежень. Зокрема, вони розробили контролер MПУ, який оптимізував обертання контрольних циліндрів, що оточують центральне ядро мікрореактора, яке зменшує потужність, коли обертається всередину, і збільшує потужність, коли обертається назовні.

Щоб переконатися, що модель базується на реальних даних і точно відображає роботу мікрореактора, дослідники інтегрували PROTEUS – набір інструментів для високоточного моделювання фізичних процесів у реакторі.

Коли системі було поставлено завдання збільшувати або зменшувати потужність із швидкістю 20% за хвилину, її алгоритм керування утримувався в межах відхилення лише 0,234% від цільового значення. Усе це здійснюється без використання штучного інтелекту, тобто автоматизоване керування режимом зміни навантаження повністю базується на фізичних і математичних принципах та є легко пояснюваним – що є ключовою вимогою для проходження регуляторної перевірки.

Широкомасштабні тести чутливості підтвердили, що контролер MПУ працює для широкого діапазону вхідних даних моделі, підтверджуючи можливість автономного управління.

Новий алгоритм допоможе виробникам проєктувати реактори з автономними системами управління, які є більш безпечними та надійними, при цьому автоматично вираховуючи та вносячи зміну показників для регулювання потужності.