JP2004301841A - 原子炉の炉心ローディングパターンを開発するための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 該方法において、炉心に適用可能な限界のセットが定義され(S10)、限界に基づいて、炉心をローディングするために使用されるべき試験用炉心ローディングパターンデザインが判定される(S20)。炉心のサブセットに対して原子炉動作がシミュレートされ、複数のシミュレーション結果が生成される(S30)。シミュレーション結果は限界と比較され(S40)、比較からのデータは、シミュレーション中にいずれかの限界が炉心により違反されたか否かを示す(S50)。設計担当者又は技術者はそのデータを見て、試験用炉心ローディングパターンを修正し、シミュレーションを実行して、炉心の受け入れ可能炉心ローディングパターンデザインとして最終的に完成するために、派生炉心ローディングパターンデザインを作成する。
【選択図】 図4
Description
式中、「par」は図9に列挙されているクライアント入力制約のうちのいずれかであれば良い。これらのパラメータは評価のための可能な候補になりうるであろうパラメータであるばかりではなく、原子炉の適切な炉心構成を判定するために一般に使用されているパラメータでもあることを理解すべきである。総合的な目標関数は全ての制約パラメータの総計である。すなわち、
OBJTOT = SUM(par =1, 31){OBJpar} (2)
式1に関して説明すると、RESULTがCONSより小さい場合(例えば、制約の違反がない)、差は0にリセットされ、目標関数は0になる。従って、0の目標関数値は、ある特定の制約が違反されなかったことを示す。正の目標関数は、修正を必要とすると思われる違反を表す。更に、シミュレーション結果は特殊座標(i, j, k)及び時間座標(照射線量ステップ)(例えば、炉心エネルギーサイクルにおける特定の時間)で提供されても良い。従って、ユーザはどの時間座標(例えば、照射線量ステップ)にその問題が位置しているかを見て取ることができる。そのため、炉心ローディングパターンは識別された照射線量ステップでのみ修正されても良い。
・臨界パワー比(Critical Power Ratio、CPR)マージンが炉心周囲に向かって低すぎる場合、より反応性の高い(照射のより少ない)燃料を炉心中心に向かって移動させる
・EOC時にMFLPD(例えば、熱マージン制約)問題がある場合、より反応性の高い燃料を問題の場所へ移動させる
・BOC時に炉心の周囲に運転停止マージン(ShutDown Margin、SDM)問題がある場合、より反応性の低い燃料を周囲に向かって配置する
エネルギーに不利益な移動
・EOC時に最小臨界パワー比(Minimum Critical Power Ratio、MCPR)マージンが低すぎる場合、より反応性の低い(照射のより多い)燃料を問題の場所へ移動させる
・EOC時にKW/ftマージン(MAPLHGR)が低すぎる場合、より反応性の低い燃料を問題の場所へ移動させる
過剰マージンの追加エネルギーへの変換
・EOC時に炉心の中心に余分なMCPRマージンがある場合、より反応性の高い未使用燃料を周囲の場所から炉心中心へ移動させる
図16は、本発明の一実施例に従って目標関数を採用する最適化プロセスのフローチャートを示す。この最適化プロセスは、特開2003-327076に開示されている。
Claims (10)
- 原子炉の炉心ローディングパターンデザインを開発する方法において、
原子炉の炉心に適用可能な限界のセットを定義することと、
限界に基づいて炉心をローディングするために使用されるべき試験用炉心ローディングパターンデザインを判定することと、
少なくとも炉心のサブセットに対して原子炉動作をシミュレートして、複数のシミュレーション結果を生成することと、
シミュレーション結果を限界と比較することと、
シミュレーション中に試験用炉心ローディングパターンによってローディングされた炉心により違反された限界を示すデータを提供することとから成る方法。 - 前記定義する過程は、
前記シミュレートする過程を実行するために入力されるべき変数に適用可能であり、クライアントが入力したプラント特有の制約及び炉心性能基準と関連している入力限界を定義することと、
シミュレーション結果に適用可能であり、原子炉動作に使用される動作パラメータ、炉心安全限界、それらの動作限界及び安全限界に対するマージン、並びにクライアントが入力したプラント特有の制約のうちの少なくとも1つの関連している結果限界を定義することとを更に含み、
前記入力限界及び前記結果限界は前記比較する過程において評価される請求項1記載の方法。 - 前記比較する過程は、
シミュレーション結果を評価するために目標関数を構成することと、
目標関数を使用してシミュレーション結果ごとに目標関数値を生成することと、
どのシミュレーション結果が限界に違反するかを判定するために、定義された限界のセットに基づいて目標関数値を評価することとを更に含む請求項1又は請求項2記載の方法。 - 前記提供する過程は、前記比較する過程が全ての限界は満足されていること、又は受け入れ可能なマージンの範囲内で満足されていることを示した場合、受け入れ可能炉心ローディングパターンデザインに関連するデータを提供することを更に含む請求項1ないし請求項3のいずれか一項記載の方法。
- 試験用炉心ローディングパターンデザインを修正して、派生炉心ローディングパターンを作成することと、
シミュレーション中に派生炉心ローディングパターンデザインにより違反された限界を示すデータを開発するために、前記シミュレートする過程、前記比較する過程及び前記提供する過程を反復し、炉心ローディングパターンデザイン、限界、シミュレーション結果及び各比較からのデータに関連する情報を選択的に格納しうることと、
派生炉心ローディングパターンデザインのN回の繰り返しを開発するために、N回の繰り返しのうちの選択されたいくつかの繰り返しに対して、前記修正する過程、前記シミュレートする過程、前記比較する過程及び前記提供する過程を、特定の繰り返しにおける比較で全ての限界が満足されたこと、又は受け入れ可能なマージンの範囲内で満足されたことが示されるまで繰り返し反復することと、
原子炉の受け入れ可能炉心ローディングパターンデザインに関連するデータを出力することとを更に含む請求項1記載の方法。 - 原子炉の炉心ローディングパターンデザインを開発する装置(1000)において、
原子炉の炉心に適用可能な限界のセットを受信するインタフェース(230)と、
前記限界のセットを格納するメモリ(250)と、
限界に基づいて炉心をローディングするために使用されるべき試験用炉心ローディングパターンデザインを判定するプロセッサ(210、400)と、
試験用炉心パターンデザインに従ってローディングされた炉心の少なくともサブセットに対してシミュレーション原子炉動作を実行して、複数のシミュレーション結果を生成するシミュレータとを具備し、
前記プロセッサ(210、400)は、シミュレーション結果を限界と比較し、
前記インタフェース(230)は、シミュレーション中に炉心により違反された限界を示すデータを提供する装置(1000)。 - 前記メモリ(250)は、更に、試験用炉心ローディングパターンデザイン、限界、シミュレーション結果及び前記比較からのデータに関連する情報を格納する構成であり、前記メモリ(250)は、プロセッサ(210、400)と、シミュレータと、インタフェース(230)を介して前記プロセッサ(210、400)及びシミュレータのうちの少なくとも1つと通信するユーザ(300、350)とのうちの少なくとも1つによってアクセス可能であり、
前記プロセッサ(210、400)は、1つ以上の限界の違反に基づいて炉心ローディングパターンデザインを修正するために、前記インタフェース(230)を介してユーザ(300、350)に手続き勧告を提供する請求項6記載の装置(1000)。 - 前記インタフェース(230)は、ユーザ(300、350)によりインターネット又はイントラネットのいずれか一方を介してアクセス可能であるグラフィカルユーザインタフェース(GUI)であり、
ユーザ(300、350)は、前記GUIを介して限界を入力し、限界は、プラント特有の炉心性能パラメータ及び動作原子炉パラメータに対するプラント特有の制約に関連している請求項6又は請求項7記載の装置(1000)。 - 1つ以上の限界の違反を示すデータに応答して、
前記インタフェース(230)は、派生炉心ローディングパターンデザインを作成するために試験用炉心ローディングパターンデザインを修正する指令を受信し、
前記シミュレータは派生炉心ローディングパターンデザインに対してシミュレーションを繰り返し、
前記プロセッサ(210、400)はシミュレーション結果を限界と比較し、
前記インタフェース(230)は、シミュレーション中に派生炉心ローディングパターンデザインにより違反された限界を示すデータを提供する請求項6ないし請求項8のいずれか一項記載の装置(1000)。 - N番目の派生炉心ローディングパターンデザインごとに、1つ以上の限界の違反を示すデータに応答して、
前記インタフェース(230)、前記シミュレータ及び前記プロセッサ(210、400)は、炉心ローディングパターンデザイン修正機能、シミュレーション機能、比較機能及びデータ提供機能のN回の繰り返しを実行し、選択されたN回の繰り返しに対して、
メモリ(250)は、炉心ローディングパターンデザイン、限界、シミュレーション結果及び前記比較からのデータに関連する情報を格納する請求項9記載の装置(1000)。
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