热管微型反应堆的技术经济优化，第一部分：理论与成本优化
机器学习
2025-12-19 v1 计算工程、金融与科学
摘要
微型反应堆，特别是热管微型反应堆(HPMR)，是一种紧凑型、便携式、自调节的动力系统，适用于资源匮乏的偏远地区，其中昂贵的化石燃料占主导。然而，它们存在规模经济劣势，其经济可行性尚不令人信服。针对这一短板，本工作提出一种新颖的统一几何设计优化方法，综合考虑技术经济因素。我们首先生成随机样本以训练代理模型，包括高斯过程(GP)和多层感知器(MLP)。随后在强化学习(RL)驱动的优化框架中部署这些代理，以优化电力均摊成本(LCOE)，同时施加对燃料寿命、关机裕度(SDM)、峰值热通量和棒内峰值因子的约束。我们研究了两种情形：一种情况下，轴向反射器成本极高；另一种情况下，轴向反射器成本较低。我们发现，运行维护和资本成本是总体LCOE的主要贡献者，尤其是轴向反射器成本(针对第一种情况)和控制鼓材料成本。优化器巧妙地调整设计参数，以最小化其中一个成本，同时仍满足约束条件，最终在两种情况下将LCOE降低了57%以上。本工作的完整集成旨在充分理解约束与成本性能之间的相互作用，正在推进燃料和HP性能的多目标优化。
引用
@article{arxiv.2512.16032,
title = {Techno-economic optimization of a heat-pipe microreactor, part I: theory and cost optimization},
author = {Paul Seurin and Dean Price and Luis Nunez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.16032},
year = {2025}
}