Investigation of optimization process for core design with integrated analysis between neutronics and plant dynamics

核設計とプラント動特性の統合解析による炉心設計最適化プロセスの検討

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の一部として、効率化及び過度な保守性低減による設計革新を目指した、炉心設計最適化プロセス整備を進めている。本プロセスでは、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、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設計仕様に関する最適化問題を解く。第一段階として、2次元RZ円柱体系で模擬した炉心部を含む1次系を対象に、核設計とプラント動特性の統合解析にBO手法を用いた最適化プロセスを実行し、最適解の存在を確認した結果について報告する。

To innovate a core design process, an optimization process for the core design has been developed as a part of the design optimization support tool named ARKADIA-Design. The core design optimization process is integrated by the core design analysis of neutronics, thermal-hydraulics, and fuel integrity and plant dynamics analysis with the Bayesian optimization (BO) algorithm. The optimization problem for design parameters with high core performance and inherent safety in ULOF event was solved by the integrated analysis between the neutronics and plant dynamics with the BO in a primary loop system including a core consisting of two-dimensional RZ cylindrical geometry. It was indicated that the optimization process could obtain an optimal solution.