Optimization for Xenon Oscillation in Load Following Operation of PWR

가압경수형 원자로 부하추종 운전시 제논진동 최적화

The optimization problems, based on Pontryagin's Maximum Principle, for minimizing (damping) Xenon spatial oscillations in Load Following operations of Pressurized Water Reactor (PWR) is presented. The optimization model is formulated as an optimal tracking problem with quadratic objective functional. The oen-group diffusion equations and Xe-I dynamic equations are defined as equality constraints. By applying the maximum principle, the original problem is decomposed into a single time problem with no constraints. The resultant subproblems are optimized by using the conjugate Gradient Method. The computational results show that the Xenon spatial oscillation is minimized, and the reactor follows the load demand of the electrical power systems while maintaining the desired power distribution.

본 논문에서는 폰트라이긴의 최대원리를 이용한 가압경수형 원자로(PWR)의 부하추종 운전시 제논진동 최적화 문제가 제시되었다. 최적화 모델은 2차 목적함수를 갖고 있는 최적 추적제어문제로 정식화 하였으며, 1군 확산방정식과 제논-아이오다인 동특성 방정식을 등호 제약조건으로 고려하였다. 최적화 모델에 최대원리를 적용하므로서, 문제는 제약조건이 없는 단일시간 문제로 분리되었으며, 분리된 부 문제는 공액 경사법을 이용하여 최적화 하였다. 계산결과는 제논진동이 최소화되어 원자로가 규정된 출력분포를 유지하면서 전력계총에서 요구하는 출력을 잘 추종 하였다.