(57)【要約】【課題】原子炉における燃料集合体の検討方法を提供する。【解決手段】次回の運転サイクルのための装荷マップを選択するのに必要な評価時間（例えば、炉心設計者又は目的関数による）は、同様に削減することができる。原子炉における燃料集合体の検討方法は、燃料集合体（７２０、７２２）を含む集合体グループ（７２４）を作成する段階又は編集する段階を含む。【選択図】      図２
2006317450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集合体グループを形成する方法であって、
炉心内部の少なくとも１つの燃料集合体（７２０、７２２）を、関連した燃料集合体特性に基づいて複数の集合体グループ（７２４）の１つに割当てる段階都を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記関連した燃料集合体特性が、燃料集合体タイプ（７０９）であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記複数の集合体グループの各々が、関連した対称性（７１０）を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記関連した対称性が、回転及び鏡面の１つであることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記関連した対称性が、炉心の一部分に基づいていることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項６】
評価における制約条件として集合体グループを実装する方法であって、
複数の燃料集合体グループ（７２４）を現在の装荷マップ内に作成する段階と、
次回の運転サイクルにおいて実現可能な炉心装荷を確立するために、第１の複数の提案装荷マップを生成する段階と、
前記複数の提案装荷マップをフィルタリングして少なくとも１つの燃料集合体グループ制約条件を満足させる第２の複数の提案装荷マップを作成する段階と、
目的関数を構成して前記第２の複数の提案装荷マップを評価するする段階と含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの燃料集合体グループ制約条件が、前記現在の装荷マップと前記第２の複数の提案装荷マップの各々との間での各燃料集合体の移動を同一グループの範囲内の燃料集合体（７２０、７２２）間での交換に制限することを含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの燃料集合体グループ制約条件が、前記現在の装荷マップと前記第２の複数の提案装荷マップの各々との間での各燃料集合体の移動を同一対称性領域の範囲内の燃料集合体（７２０、７２２）間での交換に制限することを含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項９】
集合体グループを編集する方法であって、
複数の集合体グループ（７２４）の１つを選択する段階と、
前記選択した集合体グループに対してグループ化操作を実行する段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記グループ化操作が、少なくとも１つの燃料集合体を前記選択した集合体グループから除去すること、少なくとも１つの燃料集合体を前記選択した集合体グループに追加すること、前記選択した集合体グループを削除すること、及び前記選択した集合体グループ内で許容された少なくとも１つのタイプの燃料集合体を変更することの少なくとも１つであることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の集合体グループの各々が、関連した対称性（７１０）を含むことを特徴とする請求項６又は請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉における燃料集合体を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
その各々が様々な属性を有する燃料集合体の原子炉心における配置を説明する情報は、装荷マップと呼ばれる。従来の炉心設計では、装荷マップの作成は、熟練に基づく試行錯誤の反復プロセスである。
【０００３】
炉心設計者は通常、プラントサイクルエネルギー要求量、熱的及び運転上の限界値、停止マージン量等のような線質係数に対するプラント仕様限界値を入手する。炉心設計者はまた、原子炉心のレイアウト、すなわち炉心内部で核燃料集合体がどのように配置されているかの表示に関する情報を有することになる。線質係数に対する限界の幾つかは、そのレイアウトに関係する可能性さえある。例えば、炉心設計者は、レイアウト内の特定の燃料集合体の位置決めに必要な入力を受けることができる。
【０００４】
この情報を前提として、炉心設計者は次に、長年彼が育成してきた経験及び経験則に基づいて、原子炉心内での燃料集合体の初期位置決めに関する推測を行う。具体的には、炉心設計者は、炉心内での新規燃料集合体の設置数、及び使用すべき新規燃料集合体のタイプを推測する。新規燃料集合体は、今までに暴露されたことがない燃料集合体である。同一タイプの燃料集合体は、ほぼ同一の属性を有する。属性には、それに限定されないが、燃料集合体のウラン装荷、平均濃縮度、ガドリニア装荷、軸方向ゾーン数、製品タイプ、及び熱的機械的特性が含まれる。異なるタイプの新規燃料集合体は、１つ又はそれ以上の異なる属性を有する。使用すべき新規燃料集合体数の決定に際しては、炉心設計者はまた、現在炉心内にある再使用すべき燃料集合体の数の決定も行う。炉心内に現存する燃料集合体の再使用は、燃料集合体を現存位置にそのまま残すこと又は燃料集合体を炉心内の異なる位置に移動させることを意味することになる。
【０００５】
炉心設計の一環として、炉心設計者はまた、制御ブレード位置、炉心流量等のような別の炉心運転パラメータも決定する。これらの運転制御パラメータが特定されると、次に原子力規制委員会（ＮＲＣ）承認のシミュレーションプログラムが、初期炉心設計に対して実行される。シミュレーション結果に基づいて、炉心設計者は、経験及び経験則を使用して設計での認識された問題を修正する、すなわち通常は、特に線質係数に対する限界に関して設計を改善する。これらの変更には、装荷マップを変更することを含むことができる。このプロセスは、炉心設計者が設計に満足するまで繰り返される。
【特許文献１】米国特許出願公開第１０／２４６，７１６号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態では、炉心内部の少なくとも１つの燃料集合体は、関連した燃料集合体特性に基づいて複数の集合体グループの１つに割当てられる。例えば、燃料集合体特性は、照射線量特性とすることができる。
【０００７】
本発明の別の実施形態では、複数の集合体グループの１つが選択される。グループ化操作は、選択した集合体グループに対して実行される。
【０００８】
本発明の別の実施例としての実施形態では、現在の装荷マップにおける複数の燃料集合体グループが、作成される。第１の複数の提案装荷マップは、次回の運転サイクルにおける実現可能な炉心装荷を確立するために生成される。この複数の提案装荷マップをフィルタリングして、少なくとも１つの燃料集合体グループ制約条件を満足させる第２の複数の提案装荷マップを作成する。目的関数を構成して、この第２の複数の提案装荷マップを評価する。
【０００９】
例示としてのみ示したものであり、従って本発明を限定するものではない本明細書で下記に示す詳細な説明と同様の要素を同じ参照符号で表した添付の図面とから、本発明は、一層十分に理解されるようになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明をより十分理解するために、テンプレート及び装荷マップを作成する方法の実施例を説明する。次に、装荷マップ内に集合体グループを生成するプロセスを説明する。最後に、最適化プロセスの間に制約条件として使用する集合体グループの実装の実施例を提供する。
【００１１】
総括的アーキテクチャ
図１は、本発明によるアーキテクチャの１つの実施形態を示す。図示するように、サーバ１０は、プロセッサ１４に接続されたグラフィカルユーザインタフェース１２を含む。プロセッサ１４は、メモリ１６に接続される。サーバ１０は、ユーザ入力装置１８（例えば、ディスプレイ、キーボード及びマウス）によって直接アクセス可能である。サーバ１０はまた、それぞれイントラネット２０及びインターネット２４を介してコンピュータ２２及び２６よってアクセス可能である。図１に示すアーキテクチャの操作は、下記で詳細に説明する。
【００１２】
テンプレートの作成
ユーザは、入力装置１８、コンピュータ２６又はコンピュータ２２を介してグラフィカルユーザインタフェース１２によってサーバ１０にアクセスし、メモリ内に保存された本発明の例示的な実施形態による装荷マップエディタプログラムを実行する。装荷マップエディタは、テンプレートと呼ばれる原子炉心のグラフィカル表示を作成しかつ編集するために設けられる。しかしながら、この情報を移送するテキストファイルのような別の形式もまた、テンプレートと考えることができる。図２は、本発明の装荷マップエディタを使用して本発明の方法論により設計した部分的に完成したテンプレートの１／４炉心スクリーンショットを示す。
【００１３】
装荷マップエディタを最初に実行する場合には、ユーザは、ファイルメニュー３０を介して以前に作成したテンプレートにアクセスするか又は新しいテンプレートを開始するかのオプションを有する。ユーザが新しいテンプレートを開始すると仮定すると、装荷マップエディタは、ユーザにテンプレートを作成しようとする原子炉心を特定することを要求する。次に、装荷マップエディタは、メモリ１８内に保存された原子炉プラント特性を含むリレーショナルデータベースから特定された原子炉のジオメトリを検索する。次に、装荷マップエディタは、検索したプラント特性に基づいた適切な寸法の番号付けした行と列とを備えた（図２で燃料集合体位置行６列３を備えたような）空白かつ無色の燃料集合体フィールド３６を表示する。
【００１４】
燃料集合体フィールド３６内で、ユーザは次に、例えば入力装置１８、コンピュータ２６又はコンピュータ２２に関連したマウスを使用して、実現可能な燃料集合体位置の配列内の燃料集合体位置３８をクリックして、当該位置における実際の燃料集合体のタイプ（新規、再挿入、又は固定）を特定しかつ設定することができる。次にユーザは、複数の燃料集合体セットの１つに燃料集合体を割当てることができる。ユーザが燃料集合体セットの割当てを選択する場合の根拠とする基準の例は、後述する。
【００１５】
図２の右側に示すように、装荷マップエディタは、この割当てタスクの実行のための幾つかのツールを提供する。具体的には、ツールは、装荷タイプ４０の見出し、集合体設定５０の見出し及び番号付けモード６０の見出しを含む。
【００１６】
次に、集合体セットの選定の実施例を説明する。装荷タイプ４０ツール見出しの下方に、装荷マップエディタは、新規ラジオボタン４２、再挿入ラジオボタン４４及び固定ラジオボタン４６を含む。新規、再挿入及び固定ラジオボタン４２、４４及び４６は、新規、再挿入及び固定燃料集合体カテゴリに対応する。例えば、ユーザは、所望のラジオボタンをクリックして所望のカテゴリを選択し、次に燃料集合体フィールド３６内で燃料集合体位置３８をクリックしてその燃料集合体位置３８に当該カテゴリを割当てる。新規集合体カテゴリは、今までに暴露されたことがない新規集合体の挿入を指示する。装荷マップエディタは次に、燃料集合体位置３８の底部に「Ｆ」及び番号「Ｎ」を表示する。「Ｆ」は、新規集合体カテゴリを表し、番号「Ｎ」は、Ｎ番目の新規集合体タイプ３８を表す。理解されるように、装荷マップエディタは、炉心に割当てられた燃料集合体タイプの番号のカウント数（ｃｏｕｎｔ）を保持する。複数の集合体位置には、各位置に対して同一の「Ｆ」及び「Ｎ」値を指定することによって同一の集合体タイプを割当てることができる。
【００１７】
固定燃料集合体カテゴリは、実際の原子炉心内の関連した燃料集合体位置を現在占有している燃料集合体が、新しい原子炉心装荷マップの作成に際して、当該位置に引き続き留まることを表す。装荷マップエディタは、固定燃料集合体カテゴリが割当てられた場合には、燃料集合体位置３８内に「Ｌ」及び番号「Ｎ」を表示する。「Ｌ」は、固定燃料集合体カテゴリを表し、番号「Ｎ」は、Ｎ番目の固定集合体セットを表す。
【００１８】
再挿入燃料集合体カテゴリは、既に暴露済みの燃料集合体を挿入することを表す。装荷マップエディタは、再挿入燃料集合体カテゴリが割当てられた場合には、燃料集合体位置３８内に番号「Ｎ」だけを表示する。この番号は、燃料集合体位置３８の優先度を表す。この番号及びこの番号によって表した優先度は、番号付けモード６０見出しに関して下記で詳細に説明する。
【００１９】
例示的な実施形態では、装荷マップエディタは、割当てたカテゴリに関連した色彩で燃料集合体位置３８を表示する。例えば、新規は青色で表示され、固定は黄色で表示され、また再挿入は紫色で表示される。
【００２０】
集合体設定５０見出しの下方に、装荷マップエディタは、「１」ラジオボタン、「２」ラジオボタン、「４」ラジオボタン及び「８」ラジオボタンを含む。例えば「１」ラジオボタンをクリックすることで「１」がユーザによって選択された場合には、ユーザによって燃料集合体位置３８に割当てられたカテゴリは、選択した燃料集合体位置３８だけに関連付けられる。「２」ラジオボタンを選択しかつ燃料集合体位置３８にカテゴリを割当てると、このカテゴリは、選択した燃料集合体位置並びにその選択した燃料集合体位置に対し１８０度対称な燃料集合体位置に対して割当てられることになる。「４」ラジオボタンを選択すると、装荷マップエディタは、ユーザに回転対称と鏡面対称との間で選択することを要求する。回転対称は、その周りで対象物を一定数の角度だけ旋回させても該対象物が依然として同一に見える（すなわち、対象物は、多数回回転させても常にそれ自身と一致する）中心点があることを示すイメージ特性である。鏡面対称（又は線対称）は、境界線の両側で部分の寸法、形状及び相対位置が一致することを示す。ユーザが、回転対称を選択している時にカテゴリを燃料集合体位置に割当てた場合には、それによって、カテゴリは、選択した燃料集合体位置並びにその選択した燃料集合体位置に対して回転対称な他の象限の各々内の燃料集合体位置３８に割当てられることになる。ユーザが、鏡面対称を選択している時にカテゴリを燃料集合体位置に割当てた場合には、それによって、カテゴリは、選択した燃料集合体位置並びにその選択した燃料集合体位置に対して鏡面対称な他の象限の各々内の燃料集合体位置に割当てられることになる。
【００２１】
「８」ラジオボタンを選択すると、装荷マップエディタは、全燃料集合体領域３６を八分円対称−８つの対称パイピースとして考えることになる。「８」ラジオボタンを選択している時にカテゴリを燃料集合体位置に割当てると、カテゴリは、選択した燃料集合体位置３８並びにその選択した燃料集合体位置３８に対して対称な他の８パイピースの各々内の燃料集合体位置３８に割当てられることになる。
【００２２】
番号付けモード６０見出しの下方に、装荷マップエディタは、自動ラジオボタン６２及びマニュアルラジオボタン６４を含む。自動ラジオボタン６２の選定による自動番号付けモードとマニュアルラジオボタン６４の選定によるマニュアル番号付けモードとの間の選択は、再挿入ラジオボタン４４又は新規ラジオボタン４２が既に選択されている場合にだけ可能である。番号付けモードは通常、固定ラジオボタン４６が選定された場合には、適用不能である。
【００２３】
自動ラジオボタン６２を選択した場合には、再挿入燃料集合体カテゴリを割当てた燃料集合体位置３８の番号のカウント数を保持している装荷マップエディタは、再挿入燃料集合体カテゴリを割当てた次の燃料集合体位置３８にカウント数＋１を割当てる。割当てた番号は、燃料集合体位置３８の底部に表示される。同様に、装荷マップエディタは、新規集合体タイプのカウント数を保持する。燃料集合体位置３８に新規集合体カテゴリを割当てた場合には、上記でＮと呼んだカウント数＋１が、当該位置に割当てられる。「Ｆ」及びＮの値は、新規燃料集合体位置の底部に表示される。
【００２４】
マニュアルラジオボタン６４を選択した場合には、装荷マップエディタは、再挿入燃料集合体カテゴリを割当てた燃料集合体位置３８の番号のカウント数を保持するが、燃料集合体位置３８に番号を割当てない。その代わりに、ユーザは、燃料集合体位置３８内にカーソルを位置付けて番号をマニュアルで入力することができる。上記から示唆されるように、割当てた番号は、割当てた優先度を表す。優先度は、暴露燃料集合体の属性に基づいて、暴露燃料集合体を装荷する順序を指示する。属性には、それに限定されないが、Ｋインフィニティ（燃料集合体のエネルギー含量の公知の尺度）、集合体照射線量（集合体における累積メガワット・日／ウランメートルトン）、集合体滞在時間（集合体が原子炉心内に滞在していた期間）等が含まれる。１つの例示的な実施形態では、再挿入燃料集合体位置に関連した色彩の陰影は、割当てた優先度に関連して変化する（より明るく又はより暗く）。
【００２５】
本発明による装荷マップエディタはまた、ビューメニュー３４及びズームスライドボタン７０を介して幾つかの表示オプションを提供する。ズームスライドボタン７０をクリックして左及び右にドラッグすることによってズームスライドボタン７０を調節すると、表示した燃料集合体フィールド３６の寸法が縮小及び増大する。ビューメニュー３４の下方に、ユーザは、テンプレートの単一象限又はテンプレートの全炉心表示を表示するオプションを有する。加えて、ユーザは、特定のテンプレート属性を表示するか否かを制御することができる。具体的には、ビューメニュー３４は、装荷テンプレート内に以下のもの、すなわち制御ブレード、集合体座標、炉心座標等を表示するオプションを含む。
【００２６】
装荷テンプレートの作成が完了すると、ユーザは、ファイルメニュー３０の「保存する」又は「名前を付けて保存する」オプションのいずれかを選択することによって、テンプレート又は部分的に作成したテンプレートさえもメモリ１８に保存することができる。
【００２７】
上述のように、新しいテンプレートを作成する代わりに、以前作成したテンプレートが、表示可能であり、また任意選択的に編集可能である。ファイルメニュー３０を使用して、ユーザは、「開く」オプションを選択する。装荷マップエディタは次に、メモリ１８内に保存されたアクセス可能なテンプレート又はメモリ１８のディレクトリを表示する。ユーザは次に、例えばアクセス可能なテンプレートの１つをクリックすることによって、アクセス可能なテンプレートを選択する。装荷マップエディタは次に、選択したテンプレートを表示することになる。
【００２８】
ユーザは次に、選択したテンプレートを編集することができる。例えば、燃料集合体位置３８の選択後に、ユーザは、編集メニューの下で燃料集合体位置３８に割当てたカテゴリを「消去」するように選択することができる。装荷マップエディタはまた、この燃料集合体位置３８に割当てたカテゴリの他に、関連した燃料集合体位置３８に割当てたカテゴリも消去する。この関連した燃料集合体位置３８は、消去するために選択した燃料集合体位置３８に対して前にカテゴリを割当てた時に選択した集合体の設定方法の故に、その消去するために選択した燃料集合体位置３８と共に燃料集合体カテゴリを前に割当てたそれらの燃料集合体位置３８である。
【００２９】
新規又は再挿入カテゴリを割当てた燃料集合体位置３８を消去した時には、装荷マップエディタは、当該カテゴリに関連付けた番号付けを調整する。新規集合体カテゴリの場合には、これは、別の集合体位置が同一の新規集合体タイプに割当てられたか否かに基づいた条件付き処置である。具体的には、装荷マップエディタは、同一のカテゴリに割当てられてより上位の番号を有する燃料集合体位置が、削除した燃料集合体位置の最下位の番号から開始して順次に再番号付けされるようなカスケード操作を実行する。例えば、４４、４３及び４２に番号付けされた再挿入集合体位置を消去した場合には、番号４５を有する再挿入集合体位置は４２に再番号付けされ、番号４６を有する再挿入集合体位置は４３に再番号付けされる等となる。装荷マップエディタはまた、消去したカテゴリに割当てられた燃料集合体位置の総カウント数も変更する。
【００３０】
編集作業によって未割当て集合体位置を作成した場合には、ユーザは次に、同一の方法でまた同一のツールを用いて未割当て集合体位置にカテゴリを割当てて、上述のようにテンプレートを作成することができる。そのように実施する際に、ユーザは、例えば新たに割当てた再挿入集合体位置に既存の優先度をマニュアルによって割当てるように決定することができる。この場合には、既にその番号を有する再挿入燃料集合体位置及びより高位の番号を有する各再挿入燃料集合体位置は、値を１つだけ増加される。
【００３１】
さらに別の実施形態として、ユーザは、１つの原子炉に対する既存テンプレートを、同一のサイズ及び物理集合体構成の別の原子炉に適合させるのを望むことができる。これを実施するためには、ユーザは、ファイルメニュー３０内の「名前を付けて保存する」機能を使用して、装荷テンプレートの複製を作成することができる。集合体フィールドに対するその後の変更は次に、コピーしたテンプレートに対して適用されることになる。
【００３２】
「スクラッチ」からのテンプレートの作成又は既存テンプレートの編集に加えて、ユーザは、装荷マップエディタに、以前装荷された炉心からテンプレートを導出するようにさせることができる。装荷マップエディタにおいてファイルメニュー３０を使用して、ユーザは、「自動生成テンプレート」オプションを選択する。装荷マップエディタは次に、メモリ１８内に保存されたアクセス可能な燃料サイクルのリストを表示する。各燃料サイクルは、原子炉の燃料サイクルに対する実際の装荷マップに対応する。理解されるように、メモリ１８は、様々な原子炉のサイクルに対する装荷マップを保存することができる。従って、装荷マップエディタによって表示されたサイクルのリストは、原子炉及びサイクルの両方を特定する。リストからユーザは、テンプレートを導出することになるサイクルを選択する（以下では「選択サイクル」と呼ぶ）。装荷マップエディタは次に、選択サイクルの装荷マップにアクセスする。
【００３３】
ユーザには次に、導出プロセスの入力パラメータを入力するためのダイアログボックスが提示される。入力パラメータには、テンプレートを導出するための主要属性（例えば、照射線量、Ｋインフィニティ等）、許容レベル（下記で詳細に説明する）、セットリスト部材（８、４又は２集合体設定）、４のセットに対する集合体対称性、及び各セットリスト部材に対する最大割当て番号が含まれる。例えば、ユーザは、主要属性としてＫインフィニティ及び０．２の許容レベル（下記で詳細に説明するように、集合体セットの形成に使用される）を入力することができる。ユーザはさらに、８及び４のセットが許容されること、４のセットが鏡面対称を有すべきであること、及び最大で４の１４セットが許容されることを入力することができる。例示的な実施形態では、装荷マップエディタは、ユーザにドロップダウンメニューを提供する。ユーザは、ドロップダウンメニュー内に示されたオプションからテンプレートに望ましいリスト部材を選択する。これらのオプションには、８、４及び２のセット、８及び４のセット、８のセット（原子炉心テンプレートの短軸上に４のセットを強制する）、及び４及び２のセットが含まれる。各セットに対する最大割当て番号の選定では、ユーザは、このデータを最小から最大へのセットサイズの順序で入力する。しかしながら、最大のセットに対する最大割当て番号は、この数値がより小さなセットに対する最大割当て番号に基づいて自動的に決定されるので、ユーザによって入力されない。
【００３４】
一旦ユーザが入力パラメータを入力すると、装荷マップエディタは、テンプレートの生成を開始することになる。
【００３５】
最初に装荷マップエディタは、ユーザに固定集合体位置を許容するか否かを質問し、そうである場合は次に、装荷マップエディタは、ユーザに、選択したサイクルを特定したのと同一の方法で該選択したサイクルより前のサイクルを特定するように要請する。装荷マップエディタは次に、選択したサイクルに対する装荷マップを、特定した原子炉の前のサイクルに対する装荷マップと比較する。具体的には、炉心内の各集合体位置に対して、装荷マップエディタは、選択したサイクル及び前のサイクルに対する装荷マップが同一集合体位置において同一の通し番号を備えた集合体を有するか否かを判断する。そうである場合には、集合体位置には、装荷テンプレート内で固定燃料集合体カテゴリが割当てられる。
【００３６】
固定燃料集合体位置を特定した後に、装荷マップエディタは、新規燃料集合体位置を特定する。具体的には、既に固定集合体位置として特定されていない各集合体位置に対して、装荷マップエディタは、当該集合体位置内の燃料集合体が新規燃料集合体であるか否かを、選択した装荷マップの特性から判断する。各特定した新規燃料集合体に対して、装荷マップエディタはまた、選択した装荷マップの特性から新規燃料集合体のタイプを決定する。装荷マップエディタは次に、新規燃料カテゴリをテンプレート内で関連した燃料集合体位置に割当て、かつその燃料集合体位置に対してタイプカウント番号Ｎを割当てる。選択した装荷マップ内に位置付けられた新規燃料集合体の各タイプに対して、装荷マップエディタは、当該タイプに対してカウント値を割当てる。このカウント値は次に、同一タイプの新規燃料集合体を有するべき新規燃料集合体位置が装荷テンプレート内で同一の値「Ｎ」によって特定されるように、新規燃料集合体カテゴリ割当てと共に集合体位置に割当てられる。
【００３７】
次に装荷マップエディタは、特定した新規集合体カテゴリ位置がいずれかの集合体セットを形成するか否かを判断する。上述のように、ユーザは、テンプレート内で許容される集合体セット部材を特定する。集合体セット部材は、セット部材リストを形成する。新規燃料集合体カテゴリを割当てた各集合体位置に対して、装荷マップエディタは最初に、その集合体位置（以下では「現集合体位置」と呼ぶ）が既にセットに割当てられたか否かを判断する。そうである場合には、次に装荷マップエディタは、次の集合体位置に進む。そうでない場合には、次に装荷マップエディタは、セット部材リストから最も大きいセットを選択し、現集合体位置についてそのようなセットを形成する集合体位置の各々を特定する。セットを形成した集合体位置の各々が新規集合体カテゴリに割当て済みでありかつ現集合体位置と同一のタイプである場合には、装荷マップエディタは次に、集合体位置のセットを１つのセットとして記録する。セットを形成した集合体位置の各々が新規集合体カテゴリに割当て済みでないか又は集合体の１つが現集合体位置と同一のタイプでない場合には、装荷マップエディタは次に、セット部材リスト内でその次に最も大きなセットに対して上述のプロセスを実行する。このプロセスは、セットが形成されるか又はセット部材リスト内に検証すべきそれ以上のセットがなくなるまで繰り返し続行される。セット部材リストの部材の検証が完了し、セットが形成されなかった場合には、現集合体位置は、セットに属さないものとして記録される。
【００３８】
次に、装荷マップエディタは、再挿入燃料集合体位置を特定する。固定又は新規燃料集合体カテゴリに割当てられなかったテンプレートの集合体位置には、再挿入燃料集合体カテゴリが割当てられる。次に、装荷マップエディタは、再挿入集合体カテゴリがいずれかの集合体セットを形成するか否かを判断する。再挿入燃料集合体カテゴリを割当てた各集合体位置に対して、装荷マップエディタは最初に、集合体位置（以下では、「現集合体位置」と呼ぶ）が既にセットに割当て済みであるか否かを判断する。そうである場合には次に、装荷マップエディタは、次の集合体位置に進む。そうでない場合には、次に装荷マップエディタは、セット部材リストから最も大きいセットを選択し、現集合体位置についてそのセットを形成する集合体位置の各々を特定する。そのセットを形成する集合体位置の各々が再挿入集合体カテゴリを割当て済みでない場合には、装荷マップエディタは次に、セット部材リスト内でその次に最も大きいセットが全ての再挿入燃料集合体位置を含むか否かを判断する。セット部材リストからのセットにより再挿入燃料集合体のセットが得られない場合には、次に装荷マップエディタは、現燃料集合体位置をセットに属さないものとして記録する。
【００３９】
一旦セットが形成されると、装荷マップエディタは、セットに対する平均属性値を計算する。上述のように、ユーザは、テンプレートの導出に使用する主要属性を特定した。ここで、装荷マップエディタは、テンプレート内に関連したセットを形成する選択した装荷マップ内の各燃料集合体に対する当該属性値を使用して、平均属性値を計算する。装荷マップエディタは次に、セット内の各燃料集合体に対する属性値が平均属性からの許容レベルを備えているか否かを判断する。ここでもまた、許容レベルは、上述のようなユーザ入力設計パラメータであった。
【００４０】
セット内の各燃料集合体に対する属性値が平均属性値の許容レベルの範囲内にある場合には、装荷マップエディタは次に、テンプレート内の関連した燃料集合体位置をセットに属するものとして記録する。そうでない場合には、装荷マップエディタは、セット部材リスト内でその次に最も大きい集合体セットについて上述のプロセスを実行する。このプロセスは、セットが形成されるか又はセット部材リスト内に検証すべきそれ以上のセットがなくなるまで繰り返し続行される。セット部材リストの部材の検証が完了し、セットが形成されなかった場合には、現集合体位置は、セットに属さないものとして記録される。
【００４１】
次に装荷マップエディタは、セット部材リスト内のセットに対するユーザ指定の最大値が違反しているか否かを判断する。違反の場合には、エディタは、セットの組み直し及びランク付けプロセスを実行する。例えば、２のセットの数がユーザ指定の最大値を超えている場合には、エディタは、以下のことを実行する、すなわち、２の各セットに対して、装荷マップエディタは、２の別のセットがユーザによって入力された対称性要件を満たす４のセットを形成するか否かを判断する。次に装荷マップエディタは、各新しく形成した実施可能な４のセットに対して平均属性値及び標準偏差を求めて、最小標準偏差に基づいて実施可能な４のセットをランク付けする。次に、最も高くランク付けされたセット（すなわち、最も小さい標準偏差を有するセット）が、２のリストのセットがユーザ入力に基づいて可能な最大数を超えない限り、４のセットに割当てられる。割当てられなかったそれらの実施可能な４のセットは、２のセットとして残される。次に、ユーザ入力パラメータが８のセットを許容しかつ４のセットに対するユーザ指定の最大値が違反していたと仮定すると、４のセットを８のセットに組み合わせる同様のプロセスが、実行される。
【００４２】
最後の段階として、再挿入燃料集合体は、上述のようにテンプレート内に現れる優先度番号を割当てられる。燃料集合体位置は、（１）燃料集合体位置がセットの一部を形成しない場合には、装荷マップ内の関連した位置における燃料集合体に対する属性値に基づいてランク付けされ、又は（２）燃料集合体位置がセットの一部を形成する場合には、セットの平均属性値によってランク付けされる。次に、同一の平均属性を有する燃料集合体が同一の優先度番号を割当てられた状態で、このランク付けによって優先度番号が割当てられる。
【００４３】
これにより、テンプレート導出プロセスが完了し、得られたテンプレートは次に、装荷マップエディタ内に表示されて、ユーザが得られたテンプレートを将来の使用に備えて保存することが可能になる。
【００４４】
上述のように本発明を使用することによって、炉心設計者は、装荷マップの初期設計に関連させて彼の経験及び経験則を形あるものとして表現することができる。さらに、この知識は次に、他人が使用して、既存の炉心設計を改良し或いはテンプレートを既存の炉心設計に適合させることができる。
【００４５】
装荷マップの作成
本発明による装荷マップエディタは、ユーザが装荷テンプレートから装荷マップを生成するのを可能にする付加的な機能性を含む。加えて、装荷マップエディタは、１つ又はそれ以上の燃料プール内に現存する燃料集合体を再装荷するオプションをユーザに可能にすることによって装荷マップ作成における自由度を高める。
【００４６】
上述のように装荷マップエディタを使用して原子炉心テンプレートにアクセスし及び／又は原子炉心テンプレートを作成し及び／又は編集した後に、ユーザは次に、テンプレートを用いて装荷マップを作成することができる。ファイルメニュー３０から、ユーザは、「装荷」オプションを選択する。装荷マップエディタは次に、テンプレートアクセスウインドウ、テンプレート情報ウインドウ、再装荷ウインドウ及び新規装荷ウインドウを含む装荷スクリーンを表示する。テンプレートアクセスウインドウは、メモリ１８内に保存された装荷テンプレートを選択するためのドロップダウンメニューをユーザに提供する。テンプレート情報ウインドウは、選択した装荷テンプレートに対する要約情報を表示する。要約情報には、それに限定されないが、装荷テンプレート内における新規集合体タイプの数、再挿入燃料集合体位置の数及び固定集合体位置の数が含まれる。要約情報はまた、装荷マップ作成中に最近追加した新規集合体タイプの数及び再挿入集合体の数を表示することができる。
【００４７】
図３は、装荷マップエディタによって表示された再装荷ウインドウの例示的な実施形態を示す。このウインドウは、２つの部分、すなわち選別（フィルタリングした）燃料プールテーブル１００と再装荷プールテーブル２００とに分割される。選別燃料プールテーブル１００は、（１）固定燃料集合体位置３８にある燃料集合体を除いて、検討中の原子炉心内に現在ある暴露燃料集合体と、（２）この原子炉及び他の原子炉に対する１つ又はそれ以上の燃料プール内にある燃料集合体とをリストで示す。公知のように、原子炉から取り外された暴露燃料集合体は、燃料プールとして知られるものの中に保管される。同一の敷地に設置された２つ又はそれ以上の原子炉心からの燃料集合体は、同一の燃料プール内に保管される場合がある。
【００４８】
図３に示すように、選別燃料プールテーブル１００は、各暴露燃料集合体をその通し番号及び集合体名称によってリストで示す。各燃料集合体には、品質保証上の観点から集合体のトレーサビリティを保証するために使用する固有の通し番号が割当てられる。集合体名称は、燃料集合体製品ライン並びにウラン及びガドリニア装荷のような核特性を識別するために使用する文字列識別子である。選別燃料プールテーブル１００はまた、リストアップした各暴露燃料集合体の１つ又はそれ以上の属性をリストで示す。これらの属性には、Ｋインフィニティ、照射線量、及びその集合体が炉心内に滞在した最新の燃料サイクル番号を含むことができる。暴露燃料集合体に対する付加的な属性には、１）集合体製品ライン、２）初期ウラン装荷、３）初期ガドリニア装荷、４）軸方向ゾーン数、５）集合体が炉心内に滞在した直近の期間よりも以前の履歴燃料サイクル数、６）履歴燃料サイクルの各々の間に燃料集合体がその中に滞在した対応する原子炉、７）累積滞在時間、及び８）燃料集合体由来、すなわち連続原子炉運転に対する集合体の使用可能性を反映したパラメータを含むことができる。
【００４９】
燃料集合体由来は、幾つかの要因から決定され、その最も重要なものは、目視によるか又は燃料集合体の現在の損傷又は将来の損傷に対する集合体の脆弱性を検出するように設計された幾つかの他の非破壊検査によるかのいずれかでの燃料の検査である。損傷のメカニズムには、腐食、デブリ衝突、及び燃料集合体の機械的な曲がりのような項目が含まれる。由来に影響を与える別の要因は、燃料集合体の再構成の可能性であり、この再構成というのは、損傷した燃料棒を、ウラン含有燃料棒又はそれに代えて以下では「ファントム」棒と呼ぶウラン非含有棒（例えば、ステンレス鋼）とすることができる交換棒と交換することを含む補修プロセスである。由来属性は、それぞれウラン及びファントム棒を用いて再構成したような「ＲＵ」及び「ＲＰ」である場合と、それぞれ腐食、デブリ及び曲がりにより損傷したような「ＤＣ」、「ＤＤ」及び「ＤＢ」である場合とがある。「ブランク」由来属性は、損傷しておらずかつ使用可能である集合体を表すことになる。
【００５０】
集合体由来を除いた全ての属性は、履歴燃料サイクルとの直接的関係を介したものとしてデータベース内にデータ投入される。非「ブランク」記号表示の燃料由来属性は、燃料検査及び再構成整備に強く結びついた別個のプロセスを介したものとしてデータベース内に入力される。このプロセスでは、燃料プール内の燃料集合体は検査されて、燃料集合体の由来が検査により確認される。次に集合体ステータスプログラムにアクセスする。集合体ステータスプログラムは、ユーザによってアクセスされる「燃料検査」のためのＧＵＩメニューを提供する。ユーザは、「燃料検査」メニューからプルダウンメニュー「追加」をクリックして、集合体通し番号とデブリ損傷集合体に対応する「ＤＤ」のような由来記号表示との形態でキーボードを打つためのポップアップが表示される。この方法で入力した由来データは、燃料プールデータベースに関連付けられる。ユーザはまた、「燃料検査」メニューから「調査」オプションをクリックすることができる。このオプションの選択は、燃料プールデータベースの問い合わせを実行して、ユーザに、上述のような、非ヌル由来記号表示を含むそれら集合体の集合体通し番号及び対応する属性データのリストを表示することになる。ユーザは、集合体エントリーを選択し、由来属性フィールドを起動させる「修正」オプションを右クリックし、かつ修正由来情報を入力することによって既存の由来情報を変更することを選択ことができる。例えば、過去において損傷した集合体は、再構成済みとすることができる。それに代えて、ユーザは、集合体由来ステータスをヌルに戻す機能を有する「デリート」オプションを右クリックすることができる。
【００５１】
再装荷燃料プールテーブル２００は、選別燃料プールテーブル１００によって提供されるのと同一の各燃料集合体に関する情報を提供する。加えて、再装荷燃料プールテーブル２００は、装荷テンプレート内で述べたのと同様に各燃料集合体セットに対する優先度番号２０２を表示する。装荷テンプレートに関して上述したように、再挿入される燃料集合体は、１、２、４又は８つの集合体のセットとして割当てることができる。従って図３は、優先度が最も高い再挿入燃料集合体位置は、４つの燃料集合体のセットであり、その次に最も優先度が高い再挿入燃料集合体（複数）は、８つの燃料集合体のセットであることを示す。
【００５２】
再装荷燃料プールテーブル２００は、選別燃料プールテーブル１００から再装荷燃料プールテーブル２００に燃料集合体を移動させることによってデータ投入される。図３にさらに示すように、再装荷ウインドウはさらに、ユーザが燃料集合体を選別燃料プールテーブル１００から再装荷燃料プールテーブル２００に選択して移動させるのを支援するためのツール１２０のセットを含む。ツール１２０のセットは、それに限定されないが、フィルタツール１３０、右移動ツール１６０、左移動ツール１７０及びデリートツール１８０を含む。
【００５３】
ユーザは、例えばフィルタツール１３０をクリックすることによって、フィルタツール１３０を選択する。これにより、図４に示すようなフィルタウインドウが開かれる。図示するように、フィルタウインドウは、選別燃料プールテーブル１００内でリストアップした属性と同一の属性をリストで示し、ユーザが、属性に関連した選択ボックス１３２内をクリックすることによって属性に基づいたフィルタを指示するのを可能にする。属性が選択されると、関連した選択ボックス１３２内にチェックが表示される。ユーザはまた、関連した選択ボックス内を再度クリックすることによって属性を選択解除することができる。この場合には、チェック印は、取除かれることになる。
【００５４】
各属性に対して、フィルタウインドウは、属性に関連した１つ又はそれ以上のフィルタ特性を表示することができる。例えば、Ｋインフィニティのフィルタ特性に対しては、ユーザは、よりも大きい（＞）、よりも小さい（＜）、又は等しい（＝）のフィルタ演算子１３４を選択して、フィルタ演算子１３４に関連したフィルタ量１３６内に入力することができる。図４に示すように、ユーザは、Ｋインフィニティに基づいたフィルタを選択し、＞フィルタ演算子を選び、かつ１．２のフィルタ量を入力した。その結果、装荷マップエディタは、選別燃料プールテーブル１００内の燃料集合体をフィルタリングして、１．２よりも大きいＫインフィニティを有する燃料集合体だけを表示することになる。別の実施例としては、照射線量属性もまた、関連したフィルタ演算子及びフィルタ量を有する。
【００５５】
理解されるように、属性のフィルタリング特性は、属性により決まることになる。また、理解されるように、フィルタリング特性を指定するための他の方法論も可能にすることができる。例えば、サイクル属性に関しては、フィルタウインドウは、サイクル番号を選定するためのドロップダウンメニューを提供する。図４は、サイクル属性のためのドロップダウンメニューから選択したサイクル２及びサイクル４を示す。その結果、装荷マップエディタは、選別燃料プールテーブル１００をフィルタリングして、最も直近の滞在がサイクル２又はサイクル４であった燃料集合体だけを表示する。同様に、ユーザは、その由来、製品ライン等に基づいて集合体をフィルタリングするように選択することができる。フィルタリングを行う対象である属性が選択されてそのフィルタリング特性の入力が完了すると、ユーザは、「ＯＫ」選択ボックスをクリックすることによって、装荷マップエディタが選別燃料プールテーブルをこの情報に基づいてフィルタリングするようにさせる。それに代えて、ユーザは、「キャンセル」選択ボックスをクリックすることによって、フィルタリング操作を取り消すこともできる。
【００５６】
選別燃料プールテーブル１００はまた、その中にリストアップした燃料集合体をフィルタリングするためのフィルタリング機構を提供する。ユーザは、選別燃料プールテーブル１００内で属性見出しをクリックすることによって、属性の昇順又は降順で選別燃料プールテーブル１００をソートすることができる。ユーザが属性見出しをクリックすると、装荷マップエディタは、「昇順ソート」及び「降順ソート」オプションを備えたポップアップメニューを表示する。選別燃料プールテーブル１００は次に、ユーザによってクリックされたオプションに基づいて、属性の昇順又は降順でフィルタリングされる。
【００５７】
燃料集合体を選別燃料プールテーブル１００から再装荷燃料プールテーブル２００に移動させるためには、ユーザは、転送のための燃料集合体をクリック・アンド・ドラッグすることによって選択し、選別燃料プールテーブル１００内に１つ又はそれ以上の燃料集合体を強調表示する。次にユーザは、右移動ツール１６０をクリックする。これによって、選択した燃料集合体が、再装荷燃料プールテーブル２００内の最優先データ未投入燃料集合体位置にデータ投入されるようになる。それに代えて、ユーザは、強調表示された燃料集合体を再装荷燃料プールテーブル２００の優先区域の１つにクリック・アンド・ドラッグする。
【００５８】
燃料集合体はまた、再装荷燃料プールテーブル２００内で燃料集合体を選択しかつ左移動ツール１７０をクリックすることによって、再装荷燃料プールテーブル２００から選別燃料プールテーブル１００に戻すように移動させることができる。それに代えて、選択した燃料集合体は、選別燃料プールテーブル１００に戻すようにクリック・アンド・ドラッグすることもできる。
【００５９】
デリートツール１８０は、ユーザに、選別燃料プールテーブル又は再装荷燃料プールテーブル１００及び２００のいずれかから燃料集合体を削除する機能を提供する。ユーザは、テーブルの１つ内で１つ又はそれ以上の燃料集合体を選択し、デリートツールをクリックして選択した燃料集合体をテーブルから削除することができる。
【００６０】
次に、新規集合体のテンプレートへの装荷を説明する。図５は、装荷マップエディタによって表示された新規装荷ウインドウの例示的な実施形態を示す。ウインドウは、２つの部分、すなわち新規集合体タイプテーブル３００及び新規集合体プールテーブル４００に分割されている。新規集合体タイプテーブル３００は、使用可能な新規集合体タイプをリストで示す。
【００６１】
図５に示すように、新規集合体タイプテーブル３００は、その集合体名称によって各新規燃料集合体タイプをリストで示す。集合体名称は、燃料集合体製品ライン並びにウラン及びガドリニア装荷のような核特性の識別に使用する文字列識別子である。新規集合体タイプテーブル３００はまた、リストアップした各新規燃料集合体タイプの１つ又はそれ以上の属性をリストで示す。これらの属性には、Ｋインフィニティ、燃料集合体製品ライン、平均ウラン２３５濃縮度、燃料集合体内に含まれたガドリニア可燃性毒物の百分率（全燃料重量の関数としての）、ガドリニア含有燃料棒の数、及び軸方向に沿って均質な集合体断面スライスによって定義された軸方向ゾーンの数を含むことができる。新規集合体の他の属性には、様々な集合体照射線量値に関して計算したＲ−因子及び局所ピーク性のような予測温度特性に対するパラメータを含むことができる。Ｒ−因子は、限界出力比（ＣＰＲ）への入力として使用され、燃料棒出力の軸方向重み付き積分から決定される。局所ピーク性は、燃料棒のペレットピーク温度及び被覆管ピーク温度の測定値である。
【００６２】
新規集合体プールテーブル４００は、新規集合体タイプテーブル３００によって提供されるのと同一の各燃料集合体に対する情報を提供する。加えて、新規集合体プールテーブル４００は、装荷テンプレート内の新規集合体の各タイプに対するタイプ番号４０２、及び次に装荷テンプレート内の当該タイプの新規燃料集合体の数を表示する。図５は、第１のタイプの新規燃料集合体位置は４つの燃料集合体のセットであり、その次のタイプの新規燃料集合体は８つの燃料集合体のセットであることを示す。
【００６３】
新規集合体プールテーブル４００は、燃料集合体を新規集合体タイプテーブル３００から新規集合体プールテーブル４００内に移動させることによって、データ投入される。図５にさらに示すように、新規装荷ウインドウは、既に上述したように、ユーザが燃料集合体を新規集合体タイプテーブル３００から新規集合体プールテーブル４００に選択して移動するのを支援するための同一のフィルタツール１３０、右移動ツール１６０及びデリートツール１８０を含む。理解されるように、新規燃料集合体に対する属性は、再挿入燃料集合体よりも異なっているので、フィルタリング特性もまた、それに応じて異なるものとすることができる。装荷マップエディタはまた、図５に示すように、選別燃料プールテーブル１００をソートすることができたのと同様な方法で、新規集合体タイプテーブル３００を属性の昇順又は降順でフィルタリングする機能を提供する。
【００６４】
新規燃料集合体に対する選択及び移動プロセスは、新規集合体タイプテーブル３００の右側に位置する新規集合体プールテーブル４００のセット内で燃料の行き先を選択しなければならないので、燃焼済み燃料の移動プロセスとは異なる。すなわち、ユーザが新規集合体タイプを新規集合体タイプテーブル３００から選択した後に、ユーザは次に、新規集合体プールテーブル４００内で１つ又はそれ以上の燃料集合体位置を選択する。右移動ツール１６０の選択によって、新規集合体プールテーブル４００内の選択した燃料集合体位置は、選択した新規集合体タイプとしてデータ投入される。それに代えて、ユーザは、集合体タイプを新規集合体プールテーブル４００内にクリック・アンド・ドラッグすることもできる。選別燃料プールテーブル１００とは異なり、新規燃料タイプは、新規集合体タイプテーブル３００から除去されないが、その代わりに、新規燃料タイプは、新規集合体プールテーブル４００内に燃料集合体としてコピーされる。
【００６５】
再挿入及び新規燃料集合体位置３８が、上記に詳細に説明したツールを使用して満たされると、ユーザは、装荷スクリーン内に表示された「装荷」ボタン１８４をクリックすることができる。このステップは、それぞれ新規集合体プールテーブル４００及び再装荷燃料プールテーブル２００から炉心装荷マップ内の物理的位置Ｉ、Ｊへの再挿入及び新規燃料集合体の割当てを実行する。炉心装荷マップは次に、図７に示すように、ユーザに表示される。ユーザは次に、図７内のオプションメニュー７６０から「保存」又は「名前を付けて保存」を選択することによって、作成した炉心装荷マップを保存することができる。
【００６６】
炉心装荷マップの更なる微調整を実行することができる。ユーザは、新規又は再挿入集合体のいずれかの間とすることができる２つの集合体の「スワップ」又は交換を実行するオプションを有する。ユーザは、「モード」の下方の「シャッフル」ラジオボタン７０７をクリックすることによって「シャッフル」に入る。ユーザは次に、炉心装荷マップ内の第１及び第２の位置を選択した後に、対称性７１０を選択する。第１の位置の全ての対称相手は、第２の位置の全ての対称相手と交換されることになる。シャッフルモードの間では、このプロセスは、いずれかの数の新規及び再挿入燃料の炉心装荷マップ内での再配列を実行するように繰り返すことができる。
【００６７】
新規燃料集合体設計における変更（すなわち、新規燃料タイプ又はＩＡＴの変更、炉心装荷マップ内での特定の燃料集合体設計に割当てた番号の変更）を含む炉心装荷マップに対する第２の微調整を実行されることができる。ユーザは、「ＩＡＴ」ラジオボタン７０９をクリックすることによって「ＩＡＴ」モードに入る。ＩＡＴは、燃料集合体タイプ（例えば、ＩＡＴ１、ＩＡＴ２、等・・・）の記号表示である。例えば、所与のＩＡＴ番号は、新規燃料集合体に対し予約することができる。ユーザは、対称性を選択し、次に炉心装荷マップ内で新規位置をクリックする。ポップアップウインドウが、ＩＡＴプルダウンと共に現れて、ユーザは、このＩＡＴプルダウンから目標位置（目標位置の対称相手と共に）に対する新しいＩＡＴを選択する。ＩＡＴモードの間には、新規炉心位置の範囲内で新規集合体タイプを変更するプロセスは、あらゆる回数で反復することができる。
【００６８】
装荷マップの作成が完了すると、ユーザは次に、本発明の方法論により作成した装荷マップを使用して、原子炉心性能等に関するシミュレーションを実行することができる。装荷マップの微調整のための「シャッフル」及び「ＩＡＴ」モードは、シミュレーション結果を炉心装荷マップに対する改善を可能にするガイドとして使用しながら、シミュレーションステップと共に反復して実行することができる。
【００６９】
ユーザが燃料プールの資源を引き出すのを可能にすることによって、本発明は、装荷マップの作成におけるより大きな自由度を提供し、また原子炉心の装荷における全コストを削減することもできる。
【００７０】
集合体グループの作成
装荷マップの生成が完了すると（例えば、上述の方法論を用いて）、炉心設計者は、燃料集合体を複数の燃料集合体グループの１つに割当てることができる。集合体グループは、その集合体グループを定める属性を用いて生成される。
【００７１】
図６は、集合体グループを作成するプロセスのフローチャートを示す。図６を参照すると、ステップＳ６００において、炉心設計者は、装荷マップエディタのインプットデック内でグループモードに入る。このステップは、図７を参照して説明する。図７は、本発明の方法論による装荷マップ内での燃料集合体の一部分のスクリーンショットを示す。図示するように、装荷マップは、複数の燃料集合体７２０を含む。装荷マップ内に表示された燃料集合体７２０の位置は、炉心内の燃料集合体７２０の位置に関係する。さらに、燃料集合体７２０の各々は、燃料集合体７２０に関連した表示データを含む。例えば図７に示すように、表示データは、集合体グループ番号（所与の集合体グループに関連した燃料集合体７２０の左上部分に表示）、集合体の平均Ｋインフィニティ（Ｋ−ｉｎｆ）（図示せず）（例えば、燃料集合体７２０の中央部分に表示）、及びギガワット日／ショートトン（ＧＷＤ／ｓｔ）で表した照射線量（図示せず）（例えば、燃料集合体７２０の底部に表示）を含む。
【００７２】
図示するように、上述の装荷マップエディタを使用する炉心設計者は、複数のタブ７０３から「集合体グループ」７００タブを選択することによってグループモードに入る。次に炉心設計者は、複数のモードオプション（例えば、グループ７０５、シャッフル７０７、ＩＴＡ７０９）からグループモード７０５を選択する。
【００７３】
図６を参照すると、ステップＳ６０５において、炉心設計者は、グループ化操作の実行を、マニュアルで行うか又はウィザードを用いるかを決定する。ウィザードは、集合体グループ生成を自動化するために使用することができるソフトウエアツールである。炉心設計者がグループ化操作をマニュアルで実行することに決定した場合には、炉心設計者は、燃料集合体を集合体毎の反復プロセスによって集合体グループに割当てることができ、プロセスはステップＳ６１０に進む。この実施形態では、炉心設計者は、各燃料集合体を個々に分析して、検討中の燃料集合体を割当てるべき集合体グループを複数の属性の少なくとも１つに基づいて決定する。炉心設計者が集合体グループを生成又は編集する際に考慮することができる基準は、後ほど説明する。
【００７４】
ステップＳ６１０において、炉心設計者は、現存の集合体グループ（又は、集合体グループに属する個々の燃料集合体）に対してグループ化操作を実行するか或いは新しい集合体グループに対してグループ化操作を実行するかを選択し、次にステップＳ６１３において、炉心設計者は、グループ化操作の実行対象となる集合体グループを選択する。炉心設計者は、選択した集合体グループに属する燃料集合体を左クリックする。再度図７を参照すると、燃料集合体７２０は、炉心設計者が集合体グループを指定するようにクリックすることができる使用可能な燃料集合体のサンプルを表す。燃料集合体７２２は、炉心設計者によって選択された集合体グループに属する燃料集合体を表す。図示するように、選択した燃料集合体７２２は、強調表示され、その各々は同一のグループ（すなわち、グループ「１」）に属する。グループ「１」のグループ番号は、グループ指定番号７２４によって表示される。グループ指定番号の割当ては、後ほど説明する。従って、グループ「１」はアクティブ状態に設定されており、このアクティブ状態とは、炉心設計者が別のグループをアクティブ状態に設定するまでグループ化操作がグループ「１」に作用することになることを意味する。
【００７５】
次にステップＳ６１５において、炉心設計者は、選択した燃料集合体を右クリックし、その燃料集合体に関連した使用可能なグループ化操作リストが有効になる。選択した燃料集合体がグループに属している場合には、使用可能なグループ化操作は、１）「グループからの集合体の除去」、及び２）「グループの削除」を含む。選択した燃料集合体がグループに属していない場合には、使用可能なグループ化操作は、３）「グループへの集合体の追加」だけである。４）「グループの作成」のグループ化操作は、この時点では使用不能であり、このグループ化操作は、ステップＳ６３５から進行したステップに関して後ほど説明する。
【００７６】
炉心設計者は、使用可能なグループ化操作の１つを選択し、選択した操作をマウスで左クリックする。１）「グループからの集合体の除去」をクリックした場合には、プロセスは、ステップＳ６２０に進む。２）「グループへの集合体の追加」をクリックした場合には、プロセスは、ステップＳ６２５に進む。３）「グループの削除」をクリックした場合には、プロセスは、ステップＳ６３０に進む。
【００７７】
ステップＳ６２０において、選択した燃料集合体及びその対称相手（例えば、１、２、４Ｍ、４Ｒ、８等である対称性に基づいた選択した燃料集合体に関連した燃料集合体）は、その集合体グループから除去されて、グループに属さないステータスにリセットされる。従って、燃料集合体の左上部分のグループ指定番号は、除去される。プロセスは次に、ステップＳ６５５に進むことができる。
【００７８】
ステップＳ６２５においては、選択した燃料集合体及びその対称相手は、ステップＳ６１３で選択したグループに追加される。選択した燃料集合体及びその対称相手の左上部分のグループ指定番号は、選択したグループのグループ指定番号に一致するように設定される。プロセスは次に、ステップＳ６５５に進むことができる。
【００７９】
ステップＳ６３０において、ステップＳ６１３で選択したグループは、全体的に除去される。従って、装荷マップ内の選択したグループに属する各燃料集合体は、グループに属さないステータスにリセットされる。グループ内の各燃料集合体のグループ指定番号は、燃料集合体の左上部分から除去される。プロセスは次に、ステップＳ６５５に進むことができる。
【００８０】
ステップＳ６５５において、グループ化操作の実行が完了する。別のグループ化操作が必要な場合には、プロセスは、ステップＳ６０５に戻る。別のグループ化操作が必要でない場合には、プロセスは、ステップＳ６８０に進む。ステップＳ６８０において、更なるステップは不要であり、炉心設計者によって要求される全ての操作が完了する。炉心設計者は、複数のタブの別の１つを選択して装荷マップエディタの別の機能に入るか、又は装荷マップエディタから出て行くことができる。
【００８１】
ステップＳ６１０に戻ると、炉心設計者が新しい集合体グループの作成を選択した場合には、次にステップＳ６３５において、炉心設計者は、所望の集合体グループ対称性（例えば、１、２、４Ｍ（鏡面）、４Ｒ（回転）、及び８）を選択する。炉心設計者は、選択した集合体グループ対称性を左クリックする。図７を参照すると、８の対称性７１０が、炉心設計者によって選択されている。プロセスは次に、ステップＳ６４０に進むことができる。
【００８２】
ステップＳ６４０において、炉心設計者は、第１の燃料集合体を選択して新しい集合体グループを形成する。１つの実施形態では、炉心設計者は、「新しい」タブを左クリックすることができる。炉心設計者は次に、ステップＳ６５０において集合体グループに属していない燃料集合体を左クリックする。その燃料集合体は、新しいグループに追加されて、グループ指定番号を与えられる。グループ指定番号は、グループ指定に使用可能な最も下位の固有の自然数である。例えば、グループ「１」、「２」及び「３」が装荷マップ内に現在存在している場合には、新しいグループは、グループ「４」として指定されることになる。この実施例では、番号「４」が、グループ「４」に割当てた各燃料集合体の左上部分に現れることになる。別の実施例では、グループ「１」、「３」及び「４」が装荷マップ内に現在存在している場合には、新しいグループは、グループ「２」として指定されることになる。この実施例では、番号「２」が、グループ「２」に割当てた燃料集合体の左上部分に表れることになる。
【００８３】
それに代えて、ステップＳ６５０の別の実施形態では、「新しい」タブをクリックする代わりに、炉心設計者は、集合体グループに属していない燃料集合体を右クリックする。使用可能なグループ化操作が、炉心設計者に対して有効となる。集合体グループに属していない燃料集合体に対して使用可能な唯一のグループ化操作は、４）「グループの作成」である。炉心設計者は、４）「グループの作成」を左クリックする。燃料集合体は次に、「新しい」タブの実施形態に関して上述したように、新しいグループに追加される。
【００８４】
第１の燃料集合体を新しいグループに割当てた後に、プロセスは、ステップＳ６４５に進む。ステップＳ６４５において、炉心設計者は、新しく作成したグループに更なる燃料集合体を追加するか否かを決定する。
【００８５】
一般的に、集合体グループは、暴露か又は新規かのいずれかとして指定される。新規集合体グループは、新規燃料集合体だけを含む。暴露集合体グループは、新規燃料集合体を含むことができる。しかしながら、「混合」集合体グループでは、含まれた燃料集合体の各々は、その含まれた燃料集合体が新規であるか又は暴露済みのものであるかに関わらず、暴露済みのもの（例えば、スワップ操作に関して）として取り扱われる。
【００８６】
１つの実施形態では、対称性区域当たり少なくとも３つの燃料集合体が、暴露燃料集合体グループ内に必要とされ、その理由は、これが、対称性区域の範囲内に燃料集合体を単に含むだけのスワップ操作のために必要となる最小の燃料集合体数であるからであり、これについては後述する。
【００８７】
炉心設計者が新しく作成した集合体グループに更なる燃料集合体を追加することを選択した場合には、プロセスは、ステップＳ６５０に戻る。そうでない場合には、プロセスは、ステップＳ６５５に進む。
【００８８】
ステップＳ６０５に戻ると、炉心設計者がウィザードを使用することを選択した場合には、炉心設計者は次に、ステップＳ６６０において、図７に示すウィザードボタンを左クリックする。
【００８９】
図８は、本発明の方法論によるウィザードウインドウのスクリーンショットを示す。
【００９０】
図６のステップＳ６６０に関して図８を参照すると、炉心設計者がウィザードボタン７４０を左クリックした時に、「グループへの追加」欄９１０、「ＩＡＴ」欄９１５、「新規」欄９２０、対称性オプション９２５、及び「グループの作成」ボタン９３０を含むウインドウ９０５が、炉心設計者に対して有効になる。１）グループへの追加欄９１０は、入力タブを含み、２）ＩＡＴ及び３）新規欄９１５／９２０は、炉心設計者へのインジケータを含む。２）ＩＡＴ欄９１５は、全ての使用可能なＩＡＴを炉心設計者に表示する。３）新規欄９２０は、関連した行内のＩＡＴが新規であるか否かを表示する。インジケータをチェックした場合（例えば、インジケータ９３２）には、ＩＡＴは新規である。インジケータをチェックしない場合（例えば、インジケータ９３４）には、ＩＡＴは新規ではない。
【００９１】
図６に戻ると、ステップＳ６６５において、炉心設計者は、使用可能な対象性オプションから所望の集合体グループ対称性（例えば、１、２、４Ｍ（鏡面）、４Ｒ（回転）、及び８）を選択する。炉心設計者は、所望の集合体グループ対称性９２５を左クリックし、プロセスはステップＳ６７０に進む。
【００９２】
ステップＳ６７０において、炉心設計者は、新しい集合体グループに追加するＩＡＴタイプ（すなわち、集合体タイプ）を選択する。炉心設計者は、所望のＩＡＴタイプと同一の行におけるグループへの追加欄９１０内で入力タブを左クリックする。例えば、炉心設計者は、新規ＩＡＴタイプに関連した入力タブ９３６（例えば、当該行の新規インジケータがチェックされた）を左クリックすることができる。その後は、新規ＩＡＴタイプに関連した追加入力タブだけが、ウィザードを用いて新しい集合体グループに追加することができる。
【００９３】
しかしながら、新規又は暴露のいずれかの燃料集合体は、依然としてマニュアルによって追加することができる。それに代えて、炉心設計者が最初に、新規ＩＡＴタイプに関連していない入力タブ９３８（例えば、当該行の新規インジケータがチェックされていない）を選択した場合には、新規ＩＡＴタイプに関連していない追加入力タブだけが、ウィザードを用いて新しい集合体グループに追加することができる。しかしながら、新規又は暴露のいずれかの燃料集合体は、依然としてマニュアルによって追加することができる。炉心設計者が新しい集合体グループに追加すべきＩＡＴタイプの選択を完了した後に、プロセスはステップＳ６７５に進む。
【００９４】
ステップＳ６７５において、炉心設計者は、ウィザードツールのウインドウ９０５内でグループの作成ボタン９３０をクリックする。選択したＩＡＴタイプに関連した各燃料集合体は、新しいグループに追加され、グループ指定番号を与えられる。選択したＩＡＴタイプの１つに関連した燃料集合体が既に別の集合体グループに属している場合には、その燃料集合体は、その別の集合体グループから除去されて、新しいグループに独占的に追加される。
【００９５】
１つの実施形態では、新しい集合体グループにおいて所与のＩＡＴタイプの全てよりも少ない燃料集合体を所望する場合には、炉心設計者は、ウィザードを使用して所与のＩＡＴタイプの全ての燃料集合体を新しい集合体グループに追加することができる。次に、炉心設計者は、上述の方法を使用して新しいグループ内で所望しない燃料集合体をマニュアルで除去することができる。
【００９６】
上述のように、グループ指定番号は、グループ指定に使用可能な最も下位の固有の自然数である。例えば、グループ「１」、「２」及び「３」が装荷マップ内に現在存在している場合には、新しいグループは、グループ「４」として指定されることになる。この実施例では、番号「４」は、グループ「４」に割当てた各燃料集合体の左上部分に表れることになる。別の実施例では、グループ「１」、「３」及び「４」が装荷マップ内に現在存在している場合には、新しいグループは、グループ「２」として指定されることになる。この実施例では、番号「２」が、グループ「２」に割当てた燃料集合体の左上部分に表れることになる。プロセスは次に、上述のステップＳ６５５に進む。
【００９７】
前に説明したように、集合体グループは、暴露集合体グループと新規集合体グループとに分割される。暴露集合体グループ内の集合体は、同一の集合体グループ内の他の集合体と「シャッフル」するか又は交換することができる。最適化アルゴリズムの実施例では、最小限３つの対称集合体セットは、暴露燃料及び／又は新規燃料を含む暴露集合体グループを構成することができる。
【００９８】
暴露集合体グループと対照的に、新規集合体グループは、新規燃料だけを含む。新規集合体グループ内の集合体は、暴露集合体グループに関して上述したようには交換又はシャッフルされず、むしろ集合体特性（例えば、ＩＡＴタイプ）の選択により修正することができる。
【００９９】
炉心設計者は、所与の新規集合体グループに対する全ての使用可能なＩＡＴタイプのリストの中からその所与の新規集合体グループに対して許容可能なＩＡＴタイプのリストを選択する。上述のような図６のステップＳ６７０はＩＡＴタイプを新しい集合体グループ内に含むように如何に選択することができるかを示したが、ここでは現在の装荷マップ内の既存の新規集合体グループ内のＩＡＴタイプを修正することができる実施例を示す。
【０１００】
図７を参照すると、ユーザは、ＩＡＴラジオボタン７０９を左「クリックする」ことによってＩＡＴモード７０９に入る。炉心設計者は次に、前に説明した新規集合体グループ７２２内で新規集合体を左クリックして、選択した新規集合体グループ７２２に対して使用可能なＩＡＴタイプ９５０のリストを炉心設計者に表示する図９に示すポップアップウインドウを表に出す。
【０１０１】
図９を参照すると、炉心設計者は、対応する集合体名称９５５及びチェックボックス９６０／９６５を備えた使用可能なＩＡＴタイプ９５０の中から選択又は選択解除することができる。炉心設計者は、チェックボックス９６０／９６５を左クリックすることによって使用可能なＩＡＴタイプ９５０を選択又は選択解除し、ここでチェックボックス９６０は、選択解除された状態で示され、チェックボックス９６５は、選択された状態で示されている。現在の装荷マップでは、特定のチェックボックス９６０／９６５は、自動的に（例えば、炉心設計者によることなく）選択可能であり、従ってＩＡＴタイプの表示は、選択した新規集合体グループ７２２内に既に含まれている。少なくとも２つのＩＡＴタイプを選択する場合には、選択した新規集合体グループ７２２の最適化を実行することができる。新規集合体のＩＡＴタイプの修正により、新規集合体設計の範囲内で濃縮ウラン及びガドリニアの分布を変化させることができる。
【０１０２】
集合体グループ割当てに対する基準
炉心設計者が燃料集合体を集合体グループに割当てる際に考慮することができる基準の実施例を説明する。
【０１０３】
１つの実施例では、炉心設計者は、特定のＩＡＴタイプを備えた全ての燃料集合体が集合体グループ内に含まれるように所望することができる。炉心設計者は、上述の方法を使用して（例えば、集合体グループをマニュアルにより作成して又はウィザードツールを使用して）所望の集合体グループを作成することができる。
【０１０４】
別の実施例では、炉心設計者が制御ブレードに隣接する集合体位置（すなわち、「制御位置」と呼ぶ）に新規燃料集合体が装荷されないことを要求する状況を考慮する。このようなケースでは、炉心設計者は、制御位置を囲む燃料集合体だけを含む集合体グループを作成する。炉心設計者はさらに、一回だけ燃焼した燃料集合体（すなわち、１回だけの運転サイクルの間に炉心内に存在した集合体）を集合体グループ内に装荷する（例えば、上述のマニュアプロセスを用いて一回だけ燃焼した燃料集合体だけを付加することによって）ことができることになる集合体グループの属性を設定する。最適化プロセスの間に、炉心設計者は、集合体グループの各々に対して確立された基準に合致する提案装荷マップだけを検討することになる。従って、炉心設計者は、制約条件として集合体グループを定める属性を使用するが、これについては下記により詳しく説明する。
【０１０５】
最適化プロセスにおける制約条件としての集合体グループ
次に、最適化プロセスにおいて制約条件として割当てた燃料集合体グループの実装の実施例を説明する。
【０１０６】
上述のように、炉心内部の燃料集合体は、複数の集合体グループの１つに割当てることができる。全体として、燃料集合体の割当てにより、装荷マップが構成される。原子炉心内での運転サイクル中には、装荷マップは変更されない。しかしながら、原子炉の総合的メンテナンスのために用意された運転サイクル間の期間（「休止」と呼ばれる）には、炉心内部での燃料集合体の再配置を含むことができる。休止期間中に再配置される燃料集合体は、次回の運転サイクルのための選択した装荷マップの形態で指定することができる。選択した装荷マップは、評価した複数の装荷マップの１つとすることができる。この選択は、炉心設計者による及び／又は目的関数の評価結果による試行錯誤的プロセスに基づくものとすることができる。目的関数の方法論は、本件出願の発明者のうちの一部の発明者による、「制約条件の問題に対して提案した解決法を評価するための方法及び装置」の名称の米国特許出願第１０／２４６，７１６号に開示されている。
【０１０７】
確立した集合体グループは、検討すべき装荷マップの数（例えば、炉心設計者及び／又は目的関数のいずれかによる）を制限することによる制約条件として機能することができる。この制約条件は、燃料集合体が同一の対称性領域内の同一の集合体グループの他の燃料集合体とだけ交換することができるというものである。対称性領域というのは、象限（例えば、米国では実装した全炉心の１／４）、セミ（例えば、欧州では実装した全炉心の半分）、八分円等を含む上述の対称性領域のいずれかを意味することができる。燃料集合体の交換は、しばしば休止の「ボトルネック」となる（例えば、休止期間は、燃料集合体の移動数に対応する可能性がある）ので、休止期間は、これらの交換時間がより少なくて済むことが理由で対称性領域の範囲内の燃料集合体に対する燃料集合体（例えば、対称性領域の範囲内の）間の交換に限定することによって、減少させることができる。従って、提案装荷マップを評価する前に、上述の集合体グループ制約条件の違反を含む提案装荷マップは、検討から間引かれかつ除去される。次に、炉心設計者による評価のために、少数の提案装荷マップのセットは目的関数内に包含されるように構成することができる。
【０１０８】
従って、より少数の装荷マップを検討することになるので、次回の運転サイクルのための装荷マップを選択するのに必要な評価時間（例えば、炉心設計者又は目的関数による）は、同様に短縮される。
【０１０９】
本発明を上述のように説明したが、本発明が多くの方法で変更することができることは明らかであろう。そのような変更は、本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱したものと見做されるものではなく、当業者に自明なものとなる全てのそのような変更は、本発明の技術的範囲内に含まれることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明によるアーキテクチャの実施形態を示す図。
【図２】本発明の装荷マップエディタを使用して本発明の方法論により設計した部分的に完成したテンプレートのスクリーンショットを示す図。
【図３】本発明の装荷マップエディタによって表示した再装荷ウインドウを示す図。
【図４】本発明の装荷マップエディタによって表示したフィルタウインドウを示す図。
【図５】本発明の装荷マップエディタによって表示した装荷新規ウインドウを示す図。
【図６】集合体グループを作成するためのプロセスのフローチャートを示す図。
【図７】本発明の方法論による装荷マップ内で使用可能な燃料集合体位置の一部分のスクリーンショットを示す図。
【図８】本発明の方法論によるウィザードウインドウのスクリーンショットを示す図。
【図９】選択した新規集合体グループに対する使用可能なＩＡＴタイプのリストのスクリーンショットを示す図。
【符号の説明】
【０１１１】
３０  ファイルメニュー
３２  編集メニュー
３４  ビューメニュー
３６  燃料集合体フィールド
３８  燃料集合体位置
４０  装荷タイプ
４２  新規ラジオボタン
４４  再挿入ラジオボタン
４６  固定ラジオボタン
５０  集合体設定見出し
６０  番号付けモード見出し
６２  自動ラジオボタン
６４  マニュアルラジオボタン
７０  ズームスライドボタン
１００  燃料プールテーブル
２００  再装荷プールテーブル
３００  新規集合体タイプテーブル
４００  新規集合体プールテーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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