JP2006017718A - 原子炉の燃料集合体設計を生成するための方法、装置、及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 1つの実施例では、仮想炉心で評価されることになる候補の新しい燃料集合体設計の初期母集団は、記憶された履歴の新しい燃料集合体設計から生成することができる。修正された候補の新しい燃料集合体設計を生成するために、初期母集団で所与の候補に対して行われる棒型変更のセットを設定することができる。所与の候補の新しい燃料集合体は、セットから1つの棒型変更を行うことによって修正することができる。修正された集合体設計が装荷された仮想炉心の原子炉運転は、複数のシミュレーション結果を生成するためにシミュレートすることができる。シミュレーション結果は、修正された集合体設計を表す集合体性能出力を含むことができる。
【選択図】 図4
Description
ここで「par」は、ユーザ入力限界値のいずれかとすることができる。これらのパラメータは評価のための可能性のある候補とすることができるパラメータだけではなく、原子炉の適切な炉心構成を求めるために通常使用されるパラメータであることを理解されたい。総目的関数は、全ての制約パラメータの総和とすることができる。すなわち、
OBJTOT=SUM(par=1,31){OBJpar} (2)
式1を参照すると、RESULTがCONSより小さい(例えば、制約に関する違反がない)場合、差はゼロにリセットされ目的関数はゼロになる。従って、ゼロの目的関数値は、特定の制約(すなわちユーザ入力限界値)がシミュレーション結果(すなわち集合体性能出力)によって違反されなかったことを示す。目的関数の正の値は、修正を必要とする場合がある違反を表す。更にシミュレーション結果は、空間的座標(i,j,k)及び時間座標(照射段階)(例えば、炉心エネルギサイクルでの特定の時間)の形式で提供することができる。従って、ユーザは、どの時間座標(例えば照射段階)に問題が位置するかを理解することができる。従って、炉心への修正は、識別された照射段階を目標にして行うことができる。
250 メモリ
260 暗号サーバ
275 ローカルエリアネットワーク接続
300 外部ユーザ
350 内部ユーザ
375 128ビットSSL接続
400 計算サーバ
Claims (10)
- 1つ又はそれ以上の原子炉の炉心で使用できる選択可能な新しい燃料集合体設計のデータベースを生成する方法であって、
記憶された履歴の新しい燃料集合体設計から仮想炉心で評価されることになる候補の新しい燃料集合体設計の初期母集団を生成する段階と、
修正された候補の新しい燃料集合体設計を生成するために、前記初期母集団で所与の候補に対して行われる棒型変更のセットを設定する段階と、
前記セットから少なくとも1つの棒型変更を行うことによって所与の候補の新しい燃料集合体を修正する段階と、
前記修正された集合体設計を表す集合体性能出力を含む複数のシミュレーション結果を生成するために、前記修正された集合体設計が装荷された仮想炉心の原子炉運転をシミュレートする段階と、
複数のユーザ入力限界値に基づいて前記集合体性能出力をランク付けする段階と、
前記データベースを生成するために、前記集合体性能出力が前記ユーザ入力限界値に対する許容マージンを満たすか或いは該許容マージン内にある場合に、前記修正された候補の新しい燃料集合体設計を記憶する段階と、
を含む方法。 - 前記初期母集団の各集合体設計において、
付加的な候補の新しい燃料集合体設計で前記データベースをポピュレートするために前記修正段階、シミュレート段階、ランク付け段階、及び記憶段階を繰り返す段階を更に含み、
前記修正段階、シミュレート段階、ランク付け段階、及び記憶段階は、前記初期母集団で前記新しい燃料集合体設計の一部又は全てに対して行われる請求項1に記載の方法。 - 所与の候補の新しい燃料集合体設計は、所与の炉心で評価されることになる単一の新しい燃料集合体、複数の新しい燃料集合体、及び新しい燃料集合体の複数のグループのうちの1つについての設計を表す請求項1に記載の方法。
- 前記ユーザ入力限界値は、クライアント入力のプラント固有の設計制約、炉心性能基準、原子炉運転で使用される運転パラメータ限界値、炉心安全限界値、並びにこれらの運転及び安全限界値に対するマージンの1つ又はそれ以上を含む請求項1に記載の方法。
- 前記棒型変更のセットを設定する段階が、評価されている所与の候補の新しい燃料集合体設計に適用可能な複数の集合体性能メトリクスを求める段階を含み、各集合体性能メトリクスについて、前記棒型変更のセットを設定する段階が更に、
前記所与の集合体性能メトリクスに影響を与える1つ又はそれ以上の燃料棒型を選択する段階と、
前記選択された棒型に基づいて、許容可能な範囲の所与の集合体性能メトリクスを満足する燃料棒型を提供するように行われることになる燃料棒変更を決定する段階と、
実行される前記燃料棒変更のセットをポピュレートするために、前記選択された棒型に対応して行われることになる前記燃料棒変更を記憶する段階と、
を更に含む請求項1に記載の方法。 - 前記集合体性能メトリクスのセットを求める段階が、前記候補の新しい燃料集合体設計に適用可能な原子炉性能メトリクス及び機械的性能メトリクスと、前記原子炉性能メトリクス及び機械的性能メトリクスの各々についての最大及び最小許容可能範囲とを設定する段階を含み、
前記原子炉性能メトリクスが、前記候補の新しい燃料集合体設計における、バーンアウト反応速度値、冷態停止マージン、及びローカル照射蓄積値のうちの少なくとも1つを含み、
前記機械的性能メトリクスが、前記候補の新しい燃料集合体設計のローカルkW/ft値における、半径方向出力プロファイル、軸方向出力プロファイルのうちの少なくとも1つを含む方法。 - 前記修正段階、シミュレート段階、及びランク付け段階が、前記所与の候補の新しい燃料集合体設計において前記燃料棒型を最適化する最適化処理段階の一部として含まれる請求項1に記載の方法。
- 前記最適化処理段階が、前記候補の新しい燃料集合体設計における交換のために、前記燃料棒型変更のセットから優勢棒を選択する段階と、
前記優勢棒型を前記候補の新しい燃料集合体設計における既存の棒型と置き換えて、修正された設計を生成する段階と、
前記修正された候補設計において制限された棒位置を識別する段階と、
前記修正された候補設計の制限された位置にある棒と非制限の棒とを交換する段階と、
ユーザ入力限界値と最も一致する燃料サイクル設計を選択する段階と、
を含み、
仮想的炉心で使用されることになる前記選択された燃料サイクル設計が前記修正された候補設計を含み、
前記最適化処理段階が更に、
集合体性能メトリクスに基づいて改善することを目標とする、前記選択された燃料サイクル設計における新しい燃料集合体位置を識別する段階と、
前記識別された位置の新しい燃料集合体を前記修正された候補設計の1つ又はそれ以上の新しい燃料集合体と交換する段階と、
前記修正された候補設計の1つ又はそれ以上の新しい燃料集合体が装荷された前記仮想炉心の原子炉運転をシミュレートして集合体性能出力を生成する段階と、
前記集合体性能メトリクスに対する前記所与の候補の新しい燃料集合体設計の集合体性能出力をランク付けするために使用されることになる前記集合体性能出力に基づく目的関数値を計算する段階と、
を含む請求項7に記載の方法。 - 前記複数の原子炉プラントが、沸騰水型原子炉、加圧水型原子炉、ガス冷却型原子炉、液体金属原子炉又は重水型原子炉からなる群から選択された少なくとも1つの原子炉を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 1つ又はそれ以上の原子炉の炉心で使用できる選択可能な新しい燃料集合体設計のデータベースを生成するための装置であって、
データを入力及び受信するために前記装置へのユーザアクセスを可能にするインターフェースと、
記憶された履歴の新しい燃料集合体設計から仮想的炉心において評価されることになる候補の新しい燃料集合体設計の初期母集団を生成し、
前記セットから少なくとも1つの棒型変更を行うことによって所与の候補の新しい燃料集合体を修正し、
前記修正された集合体設計を表す集合体性能出力を含む複数のシミュレーション結果を生成するために、前記修正された集合体設計が装荷された仮想炉心の原子炉運転をシミュレートし、
複数のユーザ入力限界値に基づいて前記集合体性能出力をランク付けし、
前記データベースを生成するために、前記集合体性能出力が前記ユーザ入力限界値に対する許容マージンを満たすか或いは該許容マージン内にある場合に、前記修正された候補の新しい燃料集合体設計を記憶する、
ように構成されたプロセッサ装置と、
を備えた装置。
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