設計効率化及び過度な保守性低減に向けた炉心設計最適化プロセスの整備; 代表例題の設定と炉心設計最適化プロセスの具体化検討

Development of core design optimization process towards design efficiency and reduction of excessive conservativeness; Setting of representative problem and investigation of core design optimization process

浜瀬 枝里菜 ; 桑垣 一紀  ; 堂田 哲広  ; 横山 賢治   ; 田中 正暁  

Hamase, Erina; Kuwagaki, Kazuki; Doda, Norihiro; Yokoyama, Kenji; Tanaka, Masaaki

設計最適化支援ツールARKADIA-Designの機能の一部として、炉心設計の効率化及び過度な保守性の低減による炉心設計革新を達成可能な、炉心設計最適化プロセスの整備を進めている。本最適化プロセスでは、ULOF時に炉心損傷を回避でき、炉心性能の高いナトリウム冷却高速炉の炉心設計仕様を提示することを目的に、炉心設計解析とプラント動特性解析を連携し、ベイズ最適化(BO)を活用して、2次元RZ円柱体系で模擬した炉心部を含む1次系の簡略化体系を対象に炉心性能及び系統熱負荷指標を目的関数とする炉心仕様最適化問題を解く。第一段階として、単目的最適化問題に対して核設計解析とプラント動特性解析の連携解析にBO手法を用いた最適化プロセス実行により最適解の存在を確認した結果について報告する。

To improve efficiency and innovate the core design process by decreasing the excessive conservativeness using a function of the design optimization support tool named ARKADIA-Design, firstly, the optimization process that provides the core design specifications with high core performance and inherent safety in ULOF event has been developed. The objective function in the optimization problem is set with the indexes of core performance and thermal transient loads for the simplified loop model. The problem is solved by the coupled analysis between the core design analysis and plant dynamics analysis with Bayesian optimization (BO). It was indicated that the optimization process using the neutronics and plant dynamics analysis with BO in a single objective function could obtain the optimal solution.