A Proposed Heuristic Methodology for Searching Reloading Pattern

핵연료 재장전모형의 탐색을 위한 경험적 방법론의 제안

A new heuristic method for loading pattern search has been developed to overcome short-comings of the algorithmic approach. To reduce the size of vast solution space, general shuffling rules, a regionwise shuffling method, and a pattern grouping method were introduced. The entropy theory was applied to classify possible loading patterns into groups with similarity between them. The pattern search program was implemented with use of the PROLOG language. A two-group nodal code MEDIUM-2D was used for analysis of power distribution in the core. The above mentioned methodology has been tested to show effectiveness in reducing of solution space down to a few hundred pattern groups. Burnable poison rods were then arranged in each pattern group in accordance with burnable poison distribution rules, which led to further reduction of the solution space to several scores of acceptable pattern groups. The method of maximizing cycle length(MCL) and minimizing power-peaking factor(MPF) were applied to search for specific useful loading patterns from the acceptable pattern groups. Thus, several specific loading patterns that have low power-peaking factor and large cycle length were successfully searched from the selected pattern groups.

재장전노심의 핵연료 장전모형 설계를 위한 기존의 알고리즘 탐색방법의 단점을 보완하기 위한 새로운 경험적 탐색방법을 개발하였다. 노심의 핵연료 장전모형으로 고려될 수 있는 수없이 많은 경우의 수를 줄이기 위하여 일반적 핵연료 배치규칙, 영역별 배치방법 그리고 장전모형의 집단화 방법을 이용하였다. 비슷한 장전모형을 모아서 집단화시키는 기준으로 엔트로피 이론을 이용하였다. 또한 PROLOG언어를 이용하여 주어진 배치규칙에 따라 장전모형을 탐색하는 프로그램을 만들었다. 장전모형들의 노심내 출력분포 해석에는 2군 nodal코드인 MEDIUM-2D를 사용하였다. 이와같은 방법을 사용한 결과 수백개 정도의 장전모형 집단을 찾아낼 수 있었고, 여기에 가연성 독봉 배치규칙에 따라 가연성 독봉을 배치한 결과 장전모형 집단의 수를 수십개까지로 감소시킬 수 있었다. 이러한 장전모형 집단들로부터 실제로 이용 가능한 장전모형을 찾아내기 위하여, 주기길이 최대화방법과 첨두 출력 최소화방법을 사용하였다. 그 결과 고리 3호기 제10주기의 예상 재장전모형보다 주기길이는 길고 첨두출력은 낮은 장전모형을 찾아낼 수 있었다.