JPH09304570A - 炉心装荷配置を決定する方法 - Google Patents
炉心装荷配置を決定する方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
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Abstract
(57)【要約】
【課題】原子炉炉心における最適な燃料バンドル装荷配
置を確定する方法を提供する。 【解決手段】最適な炉心装荷配置を確定するこの方法
は、初期化相（１００）とランニングまたはサーチ相
（２００）とからなる。初期化相（１００）において
は、装荷すべきバンドルの相対反応度レベルおよび炉心
位置に基づいて、初期炉心装荷配置を確定する。初期炉
心装荷配置を確定し終ったら、つぎにこのような配置
を、ランニング相（２００）において限定された制約内
で最適化する。具体的には、ランニング相（２００）に
おいて、各炉心位置を解析して、制約を満足するかサイ
クルエネルギーを最適化するかまたは両方のために、こ
のような炉心位置反応度レベルを初期反応度レベルから
変更することができるか決定する。
置を確定する方法を提供する。 【解決手段】最適な炉心装荷配置を確定するこの方法
は、初期化相（１００）とランニングまたはサーチ相
（２００）とからなる。初期化相（１００）において
は、装荷すべきバンドルの相対反応度レベルおよび炉心
位置に基づいて、初期炉心装荷配置を確定する。初期炉
心装荷配置を確定し終ったら、つぎにこのような配置
を、ランニング相（２００）において限定された制約内
で最適化する。具体的には、ランニング相（２００）に
おいて、各炉心位置を解析して、制約を満足するかサイ
クルエネルギーを最適化するかまたは両方のために、こ
のような炉心位置反応度レベルを初期反応度レベルから
変更することができるか決定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般に原子炉に関
し、特に炉心における最適な燃料バンドル装荷配置を確
定する方法に関する。
し、特に炉心における最適な燃料バンドル装荷配置を確
定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子炉の炉心には、多数の、たとえば数
百本の、それぞれ特性の異なる個別の燃料バンドルが含
まれる。このようなバンドルは、燃料バンドル間の相互
作用が政府および顧客が特定した制約など法規上および
炉設計上の制約すべてを満たすように、炉心内に配置す
るのが好ましい。設計上の制約を満たすことに加えて、
炉心装荷配置はサイクルエネルギー、すなわち炉心を新
しい燃料要素で更新する必要が生じるまでに炉心が発生
するエネルギーの量を決めるので、炉心装荷配置により
炉心サイクルエネルギーを最適化するのが好ましい。
百本の、それぞれ特性の異なる個別の燃料バンドルが含
まれる。このようなバンドルは、燃料バンドル間の相互
作用が政府および顧客が特定した制約など法規上および
炉設計上の制約すべてを満たすように、炉心内に配置す
るのが好ましい。設計上の制約を満たすことに加えて、
炉心装荷配置はサイクルエネルギー、すなわち炉心を新
しい燃料要素で更新する必要が生じるまでに炉心が発生
するエネルギーの量を決めるので、炉心装荷配置により
炉心サイクルエネルギーを最適化するのが好ましい。
【０００３】炉心サイクルエネルギーを最適化するため
に、一般に反応度の高いバンドルを炉心内側位置に配置
する。しかし、いくつかの設計上の制約を満たすために
は、一般に反応度の高いバンドルを炉心外側位置に配置
する。したがって、好ましい炉心装荷配置を確定するこ
とは、種々の制約と折り合いをつけなければならない最
適化である。
に、一般に反応度の高いバンドルを炉心内側位置に配置
する。しかし、いくつかの設計上の制約を満たすために
は、一般に反応度の高いバンドルを炉心外側位置に配置
する。したがって、好ましい炉心装荷配置を確定するこ
とは、種々の制約と折り合いをつけなければならない最
適化である。
【０００４】炉心に可能なバンドル配置または配列の数
は１００の階乗を越える。これらの多数の異なる可能な
配列のうち、すべての適用される設計上の制約を満たす
配列の割合はごくわずかだけである。その上、すべての
適用される設計上の制約を満たす配列のごくわずかなも
のだけしか経済的でない。伝統的には、炉心装荷配置の
決定は、試行錯誤によって行われている。具体的に説明
すると、エンジニアの過去の経験に基づいて、炉心装荷
配置を確定する。つぎに確定された炉心装荷配置をコン
ピュータでシミュレーションする。もしも確定された配
置が特定の設計上の制約を満足させなければ、その配置
を修正し、もう一度コンピュータによるシミュレーショ
ンを行う。上述した手順を用いると、適切な炉心装荷配
置を確定するまでに、通常数週間分の人的資源を必要と
する。
は１００の階乗を越える。これらの多数の異なる可能な
配列のうち、すべての適用される設計上の制約を満たす
配列の割合はごくわずかだけである。その上、すべての
適用される設計上の制約を満たす配列のごくわずかなも
のだけしか経済的でない。伝統的には、炉心装荷配置の
決定は、試行錯誤によって行われている。具体的に説明
すると、エンジニアの過去の経験に基づいて、炉心装荷
配置を確定する。つぎに確定された炉心装荷配置をコン
ピュータでシミュレーションする。もしも確定された配
置が特定の設計上の制約を満足させなければ、その配置
を修正し、もう一度コンピュータによるシミュレーショ
ンを行う。上述した手順を用いると、適切な炉心装荷配
置を確定するまでに、通常数週間分の人的資源を必要と
する。
【０００５】その上、試行錯誤法を用いてすべての設計
上の制約を満足する炉心装荷配置を確定し終わった後、
このような確定された炉心配置が現実に最高サイクルエ
ネルギーを与えないことがある。したがって、最適な炉
心配置が確定されたとエンジニアが確信するまで、試行
錯誤法を継続する。しかし、実際には、エンジニアの過
去の経験とは必ずしも合致しない特定の炉心配置が現実
に最適な炉心配置であることがあり得る。しかし、この
ような現実に最適な炉心配置は、試行錯誤法によっては
必ずしも確定できない。
上の制約を満足する炉心装荷配置を確定し終わった後、
このような確定された炉心配置が現実に最高サイクルエ
ネルギーを与えないことがある。したがって、最適な炉
心配置が確定されたとエンジニアが確信するまで、試行
錯誤法を継続する。しかし、実際には、エンジニアの過
去の経験とは必ずしも合致しない特定の炉心配置が現実
に最適な炉心配置であることがあり得る。しかし、この
ような現実に最適な炉心配置は、試行錯誤法によっては
必ずしも確定できない。
【０００６】炉心配置問題は一般に各原子炉およびバン
ドル特性ごとに特異的であると考えられるので、最適な
炉心配置を確定する実行可能な解決策を与える既知のア
ルゴリズムがない。その上、通例、１組の標準ルール
を、すべての原子炉でそれぞれ異なる多数の特異的なか
つ複雑な炉心装荷配置に広い範囲の状況下で適用するこ
とはできないので、エキスパートシステムは広範に用い
られていない。
ドル特性ごとに特異的であると考えられるので、最適な
炉心配置を確定する実行可能な解決策を与える既知のア
ルゴリズムがない。その上、通例、１組の標準ルール
を、すべての原子炉でそれぞれ異なる多数の特異的なか
つ複雑な炉心装荷配置に広い範囲の状況下で適用するこ
とはできないので、エキスパートシステムは広範に用い
られていない。
【０００７】もちろん、サイクルエネルギーを最適に
し、すべての設計上の制約を満足する炉心装荷配置を確
定するのに必要な時間を短くするのが望ましい。また、
広い範囲の原子炉に適用できる、最適な炉心装荷配置を
確定する堅実な信頼性の高い方法を提供することが望ま
しい。
し、すべての設計上の制約を満足する炉心装荷配置を確
定するのに必要な時間を短くするのが望ましい。また、
広い範囲の原子炉に適用できる、最適な炉心装荷配置を
確定する堅実な信頼性の高い方法を提供することが望ま
しい。
【０００８】
【発明の概要】このような目的を達成するために、この
発明は、一つの観点によれば、最適な炉心装荷配置を確
定する方法を提供する。この方法は、一般に２相からな
る。第１相は初期化相であり、第２相はランニングまた
はサーチ相である。初期化相においては、装荷すべきバ
ンドルの相対反応度レベルおよび炉心位置に基づいて、
初期炉心装荷配置を確定する。
発明は、一つの観点によれば、最適な炉心装荷配置を確
定する方法を提供する。この方法は、一般に２相からな
る。第１相は初期化相であり、第２相はランニングまた
はサーチ相である。初期化相においては、装荷すべきバ
ンドルの相対反応度レベルおよび炉心位置に基づいて、
初期炉心装荷配置を確定する。
【０００９】初期炉心装荷配置を確定し終ったら、つぎ
にこのような配置を、ランニング相において限定された
制約内で最適化する。具体的には、ランニング相におい
て、各炉心位置を解析して、制約を満足するかサイクル
エネルギーを最適化するかまたは両方のために、このよ
うな炉心位置反応度レベルを初期反応度レベルから変更
することができるか決定する。
にこのような配置を、ランニング相において限定された
制約内で最適化する。具体的には、ランニング相におい
て、各炉心位置を解析して、制約を満足するかサイクル
エネルギーを最適化するかまたは両方のために、このよ
うな炉心位置反応度レベルを初期反応度レベルから変更
することができるか決定する。
【００１０】上述したように各炉心位置を解析した後、
ランダムな炉心装荷配置を作製し、そのときベストケー
スであると確定された装荷配置と比較する。このような
ランダムに生成した炉心装荷配置を「ランダムジャン
プ」と称することがある。このような「ランダムジャン
プ」を行って、プロセス処理においてその時点までに確
定されたもっとも適切な配置よりもっと適切な、それ以
前に考慮されていない炉心装荷配置を潜在的に確定す
る。
ランダムな炉心装荷配置を作製し、そのときベストケー
スであると確定された装荷配置と比較する。このような
ランダムに生成した炉心装荷配置を「ランダムジャン
プ」と称することがある。このような「ランダムジャン
プ」を行って、プロセス処理においてその時点までに確
定されたもっとも適切な配置よりもっと適切な、それ以
前に考慮されていない炉心装荷配置を潜在的に確定す
る。
【００１１】別の観点によれば、この発明は、上述した
初期化相およびランニング相のルーチンを実行するよう
にプログラムされたコンピュータを含むシステムを提供
する。コンピュータをこのようなルーチンを実行するよ
うにプログラムすることにより、サイクルエネルギーを
最適化し、すべての設計上の制約を満足する炉心装荷配
置を確定するのに必要なエンジニア時間の長さを短くす
ることができる。その上、このような方法およびシステ
ムは、最適な炉心装荷配置を堅実な信頼性の高い態様で
確定するのに、広い範囲の原子炉に適用できる、と考え
られる。
初期化相およびランニング相のルーチンを実行するよう
にプログラムされたコンピュータを含むシステムを提供
する。コンピュータをこのようなルーチンを実行するよ
うにプログラムすることにより、サイクルエネルギーを
最適化し、すべての設計上の制約を満足する炉心装荷配
置を確定するのに必要なエンジニア時間の長さを短くす
ることができる。その上、このような方法およびシステ
ムは、最適な炉心装荷配置を堅実な信頼性の高い態様で
確定するのに、広い範囲の原子炉に適用できる、と考え
られる。
【００１２】
【具体的な構成】第１の観点によれば、この発明は最適
な炉心装荷配置を確定する方法を提供する。この方法
は、通常２相をもつと考えることができる。第１相は初
期化相であり、第２相はランニングまたはサーチ相であ
る。一般に、初期化相においては、初期炉心装荷配置を
確定し、そしてランニング相においては、炉心装荷配置
を設計上の制約内で最適化する。
な炉心装荷配置を確定する方法を提供する。この方法
は、通常２相をもつと考えることができる。第１相は初
期化相であり、第２相はランニングまたはサーチ相であ
る。一般に、初期化相においては、初期炉心装荷配置を
確定し、そしてランニング相においては、炉心装荷配置
を設計上の制約内で最適化する。
【００１３】第２の観点によれば、この発明は、以下に
詳述する本方法を実行するようプログラムされたコンピ
ュータを含むシステムを提供する。本方法は、ほとんど
あらゆるタイプのコンピュータで、たとえばパーソナル
コンピュータでさえ、実施することができる。選択する
コンピュータのタイプは、主として、オペレータが最適
な燃料装荷配置を確定させたいと望む速度と特定の操作
に必要とされるメモリ量によって決まる。このような速
度とメモリの要求は、当然、解析中の原子炉の数およ
び、炉心内の燃料バンドルの数によって、変動する。本
方法は、ある特定のタイプのコンピュータでの実施に限
定されない。
詳述する本方法を実行するようプログラムされたコンピ
ュータを含むシステムを提供する。本方法は、ほとんど
あらゆるタイプのコンピュータで、たとえばパーソナル
コンピュータでさえ、実施することができる。選択する
コンピュータのタイプは、主として、オペレータが最適
な燃料装荷配置を確定させたいと望む速度と特定の操作
に必要とされるメモリ量によって決まる。このような速
度とメモリの要求は、当然、解析中の原子炉の数およ
び、炉心内の燃料バンドルの数によって、変動する。本
方法は、ある特定のタイプのコンピュータでの実施に限
定されない。
【００１４】具体的に図１を参照すると、最適な炉心装
荷配置を確定するプロセスの初期化相１００で実行され
る一連の工程が示されている。具体的には、炉心に装荷
すべき燃料バンドルに関して、工程１０２で各バンドル
に、ある任意の範囲（装荷範囲ということもある）の相
対値を割当てる。各バンドルの相対値は各バンドルの反
応度を基準とするのが普通である。たとえば、１００本
の燃料バンドルを炉心に装荷する予定の場合、各バンド
ルに、そのバンドルの相対反応度に基づく１〜１００の
範囲内の値を割当てる。最高反応度のバンドルに値１０
０を割当て、最低反応度のバンドルに値１を割当てる。
荷配置を確定するプロセスの初期化相１００で実行され
る一連の工程が示されている。具体的には、炉心に装荷
すべき燃料バンドルに関して、工程１０２で各バンドル
に、ある任意の範囲（装荷範囲ということもある）の相
対値を割当てる。各バンドルの相対値は各バンドルの反
応度を基準とするのが普通である。たとえば、１００本
の燃料バンドルを炉心に装荷する予定の場合、各バンド
ルに、そのバンドルの相対反応度に基づく１〜１００の
範囲内の値を割当てる。最高反応度のバンドルに値１０
０を割当て、最低反応度のバンドルに値１を割当てる。
【００１５】上述したように各バンドルに相対値を割当
てた後、工程１０４で各炉心位置に相対値を割当てる。
各炉心位置の相対値は、その位置の許容反応度レベルを
基準とするのが普通である。たとえば、１００個の炉心
位置がある場合、各炉心位置に、その炉心位置での相対
許容反応度に基づく１〜１００の範囲内の値を割当て
る。最高反応度の炉心位置に値１００を割当て、最低反
応度の炉心位置に値１を割当てる。
てた後、工程１０４で各炉心位置に相対値を割当てる。
各炉心位置の相対値は、その位置の許容反応度レベルを
基準とするのが普通である。たとえば、１００個の炉心
位置がある場合、各炉心位置に、その炉心位置での相対
許容反応度に基づく１〜１００の範囲内の値を割当て
る。最高反応度の炉心位置に値１００を割当て、最低反
応度の炉心位置に値１を割当てる。
【００１６】各バンドルおよび炉心位置に相対反応度に
基づく値を割当て終わったら、工程１０６で設計上の制
約を確定し、各制約に許容できる値または範囲を割当て
る。たとえば、原子炉停止余裕の設計制約は１％とすれ
ばよい。原子炉停止余裕は、少なくとも部分的に、バン
ドルの反応度および位置に依存する。したがって、原子
炉停止余裕の設計制約は、バンドル配置に基づく影響を
受ける。
基づく値を割当て終わったら、工程１０６で設計上の制
約を確定し、各制約に許容できる値または範囲を割当て
る。たとえば、原子炉停止余裕の設計制約は１％とすれ
ばよい。原子炉停止余裕は、少なくとも部分的に、バン
ドルの反応度および位置に依存する。したがって、原子
炉停止余裕の設計制約は、バンドル配置に基づく影響を
受ける。
【００１７】また、工程１０８で、装荷された（シミュ
レートされた）バンドルを移動してサイクルエネルギー
を最大にするか、制約を満足させるかその両方を達成す
るバンドル移動方向（たとえば、炉心中心または炉心周
辺に向かう方向）を特定するルール（規則）を、各炉心
位置ごとに確立する。これらのルールは、各炉ごとに独
特であり、主としてエンジニアの経験に基づく。ルール
を画定するにあたり、方向を決定する際に各炉心位置を
別個に評価する。
レートされた）バンドルを移動してサイクルエネルギー
を最大にするか、制約を満足させるかその両方を達成す
るバンドル移動方向（たとえば、炉心中心または炉心周
辺に向かう方向）を特定するルール（規則）を、各炉心
位置ごとに確立する。これらのルールは、各炉ごとに独
特であり、主としてエンジニアの経験に基づく。ルール
を画定するにあたり、方向を決定する際に各炉心位置を
別個に評価する。
【００１８】各原子炉の特定の装荷それぞれについて、
バンドルおよび炉心位置の相対反応度値および方向ルー
ルを確立しなければならない。もちろん、一度炉心位置
の相対反応度値と方向ルールを特定の原子炉について作
製したら、このような値とルールは、長期間、たとえば
多数のサイクルの期間にわたって相対的に一定のままで
ある。しかし、各サイクルごとに炉心装荷配置の決定を
行うときに、少なくともこれらの値を再評価することが
推奨される。バンドルの相対反応度値は、もちろん、装
荷すべきバンドルの反応度レベルに応じて変動し、通
常、各装荷配置ごとに作製しなければならない。
バンドルおよび炉心位置の相対反応度値および方向ルー
ルを確立しなければならない。もちろん、一度炉心位置
の相対反応度値と方向ルールを特定の原子炉について作
製したら、このような値とルールは、長期間、たとえば
多数のサイクルの期間にわたって相対的に一定のままで
ある。しかし、各サイクルごとに炉心装荷配置の決定を
行うときに、少なくともこれらの値を再評価することが
推奨される。バンドルの相対反応度値は、もちろん、装
荷すべきバンドルの反応度レベルに応じて変動し、通
常、各装荷配置ごとに作製しなければならない。
【００１９】バンドルおよび炉心位置の相対反応度値お
よび方向ルールを決定した後、工程１１０でコンピュー
タシミュレーションでバンドルを炉心に装荷する。具体
的には、各バンドルを、そのバンドルの相対反応度値に
等しい炉心位置反応度値を有する炉心位置に装荷する。
上述した通りにバンドルを炉心に配置した状態で、工程
１１２でサイクルエネルギーおよび設計制約についての
初期値を決定し、これで初期化相を完了する。
よび方向ルールを決定した後、工程１１０でコンピュー
タシミュレーションでバンドルを炉心に装荷する。具体
的には、各バンドルを、そのバンドルの相対反応度値に
等しい炉心位置反応度値を有する炉心位置に装荷する。
上述した通りにバンドルを炉心に配置した状態で、工程
１１２でサイクルエネルギーおよび設計制約についての
初期値を決定し、これで初期化相を完了する。
【００２０】図２は、最適な炉心装荷配置を確定するプ
ロセスのランニングまたはサーチ相２００で実行される
一連の工程を示すフローチャートである。プロセス２０
０の工程は、図１に示した初期化プロセス１００の工程
が完了した後実行する。図２において、工程２０２で、
第１炉心位置をランダムにまたは順次に選び、この第１
炉心位置に関して、初期化相の最終工程で計算した同位
置についての各制約をチェックし、制約の計算値が工程
１０６（図１）で決定した通りの許容制約値であるか決
定する。もしも１つ以上の制約が満足されないなら、工
程１０８（図１）で作製したルールベースをサーチし
て、制約を満足させるために炉心位置の値を変更すべき
方向を決定する（工程２０４）。このことは、もしも、
特定の炉心位置で、設計上の制約が満たされないと、普
通その炉心位置での相対反応度レベルを変更しなければ
ならない、ことを意味する。上述したようにルールベー
スは、特定の炉心装荷配置により生成される特異な条件
に応じて、当該炉心位置での反応度レベルを増加させる
べきか減少させるべきかを指示するルールを含んでい
る。
ロセスのランニングまたはサーチ相２００で実行される
一連の工程を示すフローチャートである。プロセス２０
０の工程は、図１に示した初期化プロセス１００の工程
が完了した後実行する。図２において、工程２０２で、
第１炉心位置をランダムにまたは順次に選び、この第１
炉心位置に関して、初期化相の最終工程で計算した同位
置についての各制約をチェックし、制約の計算値が工程
１０６（図１）で決定した通りの許容制約値であるか決
定する。もしも１つ以上の制約が満足されないなら、工
程１０８（図１）で作製したルールベースをサーチし
て、制約を満足させるために炉心位置の値を変更すべき
方向を決定する（工程２０４）。このことは、もしも、
特定の炉心位置で、設計上の制約が満たされないと、普
通その炉心位置での相対反応度レベルを変更しなければ
ならない、ことを意味する。上述したようにルールベー
スは、特定の炉心装荷配置により生成される特異な条件
に応じて、当該炉心位置での反応度レベルを増加させる
べきか減少させるべきかを指示するルールを含んでい
る。
【００２１】当該炉心位置ですべての制約が満たされた
ら、工程２０６で、ルールベースをサーチして、サイク
ルエネルギーを最大にするために炉心位置の値を変更す
べき方向を決定する。このことは、特定の炉心装荷配置
により生成される特異な条件に基づいて、ルールベース
中の１ルールが、サイクルエネルギーを最大にするため
に特定の炉心位置を変更すべき方向を指示する、ことを
意味する。用語「方向」は相対反応度レベルについての
方向である。したがって、ルールベースからのルール
は、サイクルエネルギーを向上させるために、確定され
た炉心位置での反応度レベルを変更すべきことを指示す
る。
ら、工程２０６で、ルールベースをサーチして、サイク
ルエネルギーを最大にするために炉心位置の値を変更す
べき方向を決定する。このことは、特定の炉心装荷配置
により生成される特異な条件に基づいて、ルールベース
中の１ルールが、サイクルエネルギーを最大にするため
に特定の炉心位置を変更すべき方向を指示する、ことを
意味する。用語「方向」は相対反応度レベルについての
方向である。したがって、ルールベースからのルール
は、サイクルエネルギーを向上させるために、確定され
た炉心位置での反応度レベルを変更すべきことを指示す
る。
【００２２】もしも特定の条件、たとえば満たされない
制約または特定のサイクルエネルギーになにもルールが
得られなければ、炉心位置について反応度レベル変更を
ランダムに選択する。いずれの場合にも、そして前述し
たところにしたがって、炉心位置の反応度値を変更し、
そしてバンドルを炉心内で再配置、すなわちバンドルの
反応度レベルがその割当てられた炉心位置の反応度レベ
ルに適合するように、再配置する（工程２０８）。
制約または特定のサイクルエネルギーになにもルールが
得られなければ、炉心位置について反応度レベル変更を
ランダムに選択する。いずれの場合にも、そして前述し
たところにしたがって、炉心位置の反応度値を変更し、
そしてバンドルを炉心内で再配置、すなわちバンドルの
反応度レベルがその割当てられた炉心位置の反応度レベ
ルに適合するように、再配置する（工程２０８）。
【００２３】新しい炉心配置を行った後、新しい配置に
ついての新しい制約値およびサイクルエネルギーを求め
る（工程２１０）。もしも、すべての炉心位置が工程２
０２−２１０と関連して前述した通りに評価されていな
いならば、解析のために別の炉心位置をランダムにまた
は順次選び、そしてプロセス処理は工程２０２に戻り、
上述した解析を新たに選ばれた炉心位置と関連して行
う。
ついての新しい制約値およびサイクルエネルギーを求め
る（工程２１０）。もしも、すべての炉心位置が工程２
０２−２１０と関連して前述した通りに評価されていな
いならば、解析のために別の炉心位置をランダムにまた
は順次選び、そしてプロセス処理は工程２０２に戻り、
上述した解析を新たに選ばれた炉心位置と関連して行
う。
【００２４】上述したサーチまたは評価の目的は、もっ
とも適切な炉心装荷配置を確定するためである。このよ
うなサーチは、「深さ」（depth ）または「幅」（brea
dth）モードの操作いずれかで行うことができる。「深
さ」モードでは、変更を行って改良された炉心装荷配置
を得た後、このような代替配置に次の変更を行う。すな
わち、プロセス処理は、改良された配置を「ベース」配
置として用いることにより継続し、プロセス処理は初期
のやや適切でない炉心装荷配置に戻らない。すべての炉
心位置を変更し終ったら、解析中の炉心装荷配置を後述
するさらなるプロセス処理のための最善の配置として選
ぶ。
とも適切な炉心装荷配置を確定するためである。このよ
うなサーチは、「深さ」（depth ）または「幅」（brea
dth）モードの操作いずれかで行うことができる。「深
さ」モードでは、変更を行って改良された炉心装荷配置
を得た後、このような代替配置に次の変更を行う。すな
わち、プロセス処理は、改良された配置を「ベース」配
置として用いることにより継続し、プロセス処理は初期
のやや適切でない炉心装荷配置に戻らない。すべての炉
心位置を変更し終ったら、解析中の炉心装荷配置を後述
するさらなるプロセス処理のための最善の配置として選
ぶ。
【００２５】「幅」モードでは、代替炉心装荷配置それ
ぞれを初期炉心装荷配置に関して解析する。このこと
は、新しい配置の評価後、たとえ新しい配置が初期配置
より改良されたものであっても、考慮する次の配置は初
期配置のバリエーションである、ことを意味する。すな
わち、プロセス処理は初期配置に戻り、変更すべき別の
炉心位置を選ぶ。すべての炉心位置を変更し終ったら、
後述するさらなるプロセス処理のための最善の代替配置
を選ぶ。
ぞれを初期炉心装荷配置に関して解析する。このこと
は、新しい配置の評価後、たとえ新しい配置が初期配置
より改良されたものであっても、考慮する次の配置は初
期配置のバリエーションである、ことを意味する。すな
わち、プロセス処理は初期配置に戻り、変更すべき別の
炉心位置を選ぶ。すべての炉心位置を変更し終ったら、
後述するさらなるプロセス処理のための最善の代替配置
を選ぶ。
【００２６】すべての位置を洗い直し、それ以上の向上
が見出せなければ、つぎに解析のために工程２１４でラ
ンダムな初期装荷配置を作製する。プロセス処理のこの
時点までに確定されたもっとも適切な炉心装荷配置を、
ランダムな初期装荷配置との比較のために、選択する。
このような「ランダムジャンプ」を行って、プロセス処
理のこの時点までに確定されたもっとも適切な炉心装荷
配置よりさらに適切なこれ以前に考慮しなかった炉心装
荷配置を潜在的に確定する。たとえば、特定のランダム
に選ばれた炉心位置はその反応度レベルが変更されてい
る。その炉心位置での反応度レベルがこのように変更さ
れているので、バンドルの反応度レベルがその割当てら
れた炉心位置の反応度レベルに適合するように、バンド
ルを炉心内で再配置する。炉心をこのように配置し終っ
たら、プロセス処理は工程２０２に戻り、ランダムに選
んだ炉心配置が、それまでに知られた最善の炉心装荷配
置よりさらに適切であるかどうか決定する。
が見出せなければ、つぎに解析のために工程２１４でラ
ンダムな初期装荷配置を作製する。プロセス処理のこの
時点までに確定されたもっとも適切な炉心装荷配置を、
ランダムな初期装荷配置との比較のために、選択する。
このような「ランダムジャンプ」を行って、プロセス処
理のこの時点までに確定されたもっとも適切な炉心装荷
配置よりさらに適切なこれ以前に考慮しなかった炉心装
荷配置を潜在的に確定する。たとえば、特定のランダム
に選ばれた炉心位置はその反応度レベルが変更されてい
る。その炉心位置での反応度レベルがこのように変更さ
れているので、バンドルの反応度レベルがその割当てら
れた炉心位置の反応度レベルに適合するように、バンド
ルを炉心内で再配置する。炉心をこのように配置し終っ
たら、プロセス処理は工程２０２に戻り、ランダムに選
んだ炉心配置が、それまでに知られた最善の炉心装荷配
置よりさらに適切であるかどうか決定する。
【００２７】ランダムジャンプの実行数は、もっとも適
切な炉心装荷配置を確定するために使用できる時間の長
さに基づいて、オペレータが選ぶことができる。ランダ
ムジャンプの数は、たとえば、５のような少数から２０
のような多数まで変わる。選択した数のランダムジャン
プを実行し終ったら、工程２１６で、すべての設計上の
制約を満足するもっとも適切な炉心装荷配置をベストケ
ースとして選択する。
切な炉心装荷配置を確定するために使用できる時間の長
さに基づいて、オペレータが選ぶことができる。ランダ
ムジャンプの数は、たとえば、５のような少数から２０
のような多数まで変わる。選択した数のランダムジャン
プを実行し終ったら、工程２１６で、すべての設計上の
制約を満足するもっとも適切な炉心装荷配置をベストケ
ースとして選択する。
【００２８】上述した最適な炉心装荷配置を確定する方
法によれば、サイクルエネルギーを最適にし、すべての
設計上の制約を満足する炉心装荷配置を確定するのに必
要なエンジニア時間の長さが短くなる。さらに重要なこ
とに、このような方法は、最適な炉心装荷配置を堅実な
信頼できる態様で確定するのに、広い範囲の原子炉に適
用することができる、と考えられる。
法によれば、サイクルエネルギーを最適にし、すべての
設計上の制約を満足する炉心装荷配置を確定するのに必
要なエンジニア時間の長さが短くなる。さらに重要なこ
とに、このような方法は、最適な炉心装荷配置を堅実な
信頼できる態様で確定するのに、広い範囲の原子炉に適
用することができる、と考えられる。
【００２９】この発明の種々の実施例についての以上の
説明から明らかなように、この発明の目的が達成されて
いる。この発明を詳細に説明し、図解したが、これらは
具体的に説明するためであって、限定的なものと考える
べきではない。したがって、この発明の要旨は請求の範
囲により限定されるだけである。
説明から明らかなように、この発明の目的が達成されて
いる。この発明を詳細に説明し、図解したが、これらは
具体的に説明するためであって、限定的なものと考える
べきではない。したがって、この発明の要旨は請求の範
囲により限定されるだけである。
【図１】この発明の１実施例にしたがって最適な炉心装
荷配置を確定するプロセスにおいて初期化相で実行され
る一連の工程を示すフローチャートである。
荷配置を確定するプロセスにおいて初期化相で実行され
る一連の工程を示すフローチャートである。
【図２】この発明の１実施例にしたがって最適な炉心装
荷配置を確定するプロセスにおいてランニング相で実行
される一連の工程を示すフローチャートである。
荷配置を確定するプロセスにおいてランニング相で実行
される一連の工程を示すフローチャートである。
Claims (13)
- 【請求項１】 炉心に核燃料バンドルを装荷するための
炉心装荷配置であって、所定の設計上の制約を満たす必
要がある、炉心装荷配置を確定するにあたり、 各バンドルに装荷範囲内の相対反応度値を割当てる工程
（１０２）と、 各炉心位置に相対反応度値を割当てる工程（１０４）
と、 所定の制約それぞれに値を割当てる工程（１０６）と、 各炉心位置につき、バンドルを移動してサイクルエネル
ギーを最大にするか、所定の制約を満足させるかその両
方を達成するバンドル移動方向を特定するルールを作製
する工程（１０８）と、 初期に、バンドル相対反応度値に等しい炉心位置反応度
値を有する炉心位置に各バンドルを装荷する炉心装荷状
態のシミュレーションを行う工程（１１０）と、 初期炉心装荷配置に関してサイクルエネルギーおよび設
計上の制約についての初期値を決定する工程と（１１
２）を備える炉心装荷配置の確定方法。 - 【請求項２】 工程（１０４）で、各炉心位置に、各炉
心位置の許容反応度レベルに基づく相対反応度値を割当
てる、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 さらに、初期炉心装荷配置に基づいて最
適な炉心装荷配置を確定する工程（２００）を含む、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 最適な炉心装荷配置を確定する工程（２
００）が、 第１炉心位置を選ぶ工程と、 初期炉心装荷配置が第１炉心位置での設計上の制約を満
足するかどうか調べる工程（２０２）と、 もしも１つ以上の設計上の制約が第１炉心位置で満足さ
れない場合に、前記ルールをサーチして、制約を満足さ
せるために第１炉心位置の反応度値を変更すべき方向を
決定する工程（２０４）とを含む、請求項３に記載の方
法。 - 【請求項５】 さらに、すべての設計上の制約が第１炉
心位置で満足されたら、前記ルールをサーチして、サイ
クルエネルギーを改良するために炉心位置の反応度値を
変更すべき方向を決定する工程（２０６）を含む、請求
項４に記載の方法。 - 【請求項６】 さらに、第１炉心位置の反応度値を変更
するルールがない場合、第１炉心位置について反応度レ
ベル変更をランダムに選ぶ工程を含む、請求項５に記載
の方法。 - 【請求項７】 さらに、第１炉心位置の反応度値を変更
することから得られる炉心装荷配置についての新しい制
約値およびサイクルエネルギーを決定する工程（２１
０）を含む、請求項５に記載の方法。 - 【請求項８】 最適な炉心装荷配置を確定する工程（２
００）が、 （ｉ）炉心位置を選ぶ工程と、 （ｉｉ）初期炉心装荷配置が選定炉心位置での設計上の
制約を満足するか決定する工程（２０２）と、 （ｉｉｉ）もしも１つ以上の設計上の制約が選定炉心位
置で満足されない場合に、前記ルールをサーチして、制
約を満足させるために選定炉心位置の反応度値を変更す
べき方向を決定する工程（２０４）と、 （ｉｖ）すべての設計上の制約が選定炉心位置で満足さ
れたら、前記ルールをサーチして、サイクルエネルギー
を改良するために選定炉心位置の反応度値を変更すべき
方向を決定する工程（２０６）と、 （ｖ）選定炉心位置の反応度値を変更するルールがない
場合、選定炉心位置について反応度レベル変更をランダ
ムに選ぶ工程と、 （ｖｉ）選定炉心位置の反応度値を変更することから得
られる炉心装荷配置についての新しい制約値およびサイ
クルエネルギーを決定する工程（２１０）とを含む、請
求項３に記載の方法。 - 【請求項９】 各炉心位置を選び、このような選定炉心
位置それぞれについて工程（ｉｉ）−（ｖｉ）を行う、
請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 各炉心位置を深さモードの操作を用い
て解析し、深さモードでは、変更を行って改良された炉
心装荷配置を得た後、工程（ｉｉ）−（ｖｉ）を行う際
にこのような代替配置に対して次の変更を加える、請求
項９に記載の方法。 - 【請求項１１】 各炉心位置を幅モードの操作を用いて
解析し、幅モードでは、工程（ｉｉ）−（ｉｖ）を行う
際に各代替炉心装荷配置を初期炉心装荷配置に関して解
析する、請求項９に記載の方法。 - 【請求項１２】 さらに、ランダムな炉心装荷配置を発
生する工程（２１４）を含む、請求項９に記載の方法。 - 【請求項１３】 さらに、すべての設計上の制約を満足
し、最も高いサイクルエネルギーを有する炉心装荷配置
をベストケース炉心装荷配置として選ぶ工程（２１６）
を含む、請求項１２に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/592,887 US5923717A (en) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | Method and system for determining nuclear core loading arrangements |
| US08/592887 | 1996-01-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304570A true JPH09304570A (ja) | 1997-11-28 |
| JP4117920B2 JP4117920B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
ID=24372444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01098297A Expired - Lifetime JP4117920B2 (ja) | 1996-01-29 | 1997-01-24 | 炉心装荷配置を決定する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5923717A (ja) |
| EP (2) | EP1193718A1 (ja) |
| JP (1) | JP4117920B2 (ja) |
| ES (1) | ES2383950T3 (ja) |
| FI (1) | FI124570B (ja) |
| TW (1) | TW374932B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2001264478A (ja) * | 1999-12-30 | 2001-09-26 | General Electric Co <Ge> | 原子炉に関する多重運転制御変数を最適化するためのシステム及び方法 |
| JP2004233363A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Global Nuclear Fuel Americas Llc | 原子炉の性能を改善する方法 |
| JP2004301841A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Global Nuclear Fuel Americas Llc | 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 |
| JP2008157937A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Global Nuclear Fuel Americas Llc | 認可基準を満たす原子炉炉心のコンピュータ設計方法およびシステム |
| US9047995B2 (en) | 2002-12-18 | 2015-06-02 | Global Nuclear Fuel—Americas, LLC | Method and system for designing a nuclear reactor core for uprated power operations |
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-
1996
- 1996-01-29 US US08/592,887 patent/US5923717A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-22 TW TW085114379A patent/TW374932B/zh not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-01-24 JP JP01098297A patent/JP4117920B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-28 FI FI970353A patent/FI124570B/fi not_active IP Right Cessation
- 1997-01-29 EP EP02000790A patent/EP1193718A1/en not_active Withdrawn
- 1997-01-29 ES ES97300544T patent/ES2383950T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-29 EP EP97300544A patent/EP0786782B1/en not_active Expired - Lifetime
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| EP0786782A1 (en) | 1997-07-30 |
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| EP0786782B1 (en) | 2012-05-09 |
| EP1193718A1 (en) | 2002-04-03 |
| US5923717A (en) | 1999-07-13 |
| FI970353A0 (fi) | 1997-01-28 |
| FI124570B (fi) | 2014-10-15 |
| FI970353A7 (fi) | 1997-07-30 |
| ES2383950T3 (es) | 2012-06-27 |
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