CN111090943B - 一种快中子反应堆全堆子通道几何建模方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种快中子反应堆全堆子通道几何建模方法及***，所述方法包括：以第一预设坐标系为基准，计算出每一组件的中心棒束的中心坐标，将各组件的中心棒束的中心坐标以第一预设数据结构存储；以第二预设坐标系为基准，基于各组件的中心棒束的中心坐标，计算出各组件中每一棒束的中心坐标，将各棒束的中心坐标以第二预设数据结构存储；根据围成当前子通道的棒束的中心坐标计算当前子通道的中心坐标，将各子通道的中心坐标以第三预设数据结构存储。本发明的全堆子通道几何建模方法可以解决快堆堆芯结构复杂、相关位置坐标难以表示及热工流体大规模并行计算所需几何信息困难的问题。

Description

一种快中子反应堆全堆子通道几何建模方法及***

技术领域

本发明涉及反应堆几何建模技术领域，特别是指一种用于快堆热工流体并行模拟的快中子反应堆全堆子通道几何建模方法及***。

背景技术

快中子反应堆堆芯通常由几十/几百个组件构成，每个组件由几十/几百个燃料棒组成，排列成六边形，堆芯结构复杂。为了实现全堆芯精确到每个子通道的热工流体模拟，在对快堆六边形组件进行子通道划分，并对堆芯内所有棒束、组件和子通道进行编号后，需要完成快堆的几何建模，即根据用户输入的组件间距、棒束半径及间距等信息，计算出每个组件、棒束和子通道的中心位置坐标。求解出的坐标参数，这对于热工精确求解计算以及结果输出都是不可或缺的。快堆的几何建模非常具有挑战性，目前还没有可用于快堆热工流体并行模拟的快中子反应堆全堆子通道几何建模方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种快中子反应堆全堆子通道几何建模方法及***，以解决快堆堆芯结构复杂、相关位置坐标难以表示以及热工流体大规模并行计算所需几何信息困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种快中子反应堆全堆子通道几何建模方法，包括：

以第一预设坐标系为基准，计算出每一组件的中心棒束的中心坐标，并按第一预设坐标系和第二预设坐标系的位置关系对每一组件的中心棒束的中心坐标进行坐标转换后，以第一预设数据结构存储；

以第二预设坐标系为基准，基于各组件的中心棒束的中心坐标，计算出各组件中每一棒束的中心坐标，将各棒束的中心坐标以第二预设数据结构存储；

根据围成当前子通道的棒束的中心坐标计算当前子通道的中心坐标，将各子通道的中心坐标以第三预设数据结构存储。

其中，所述计算出每一组件的中心棒束的中心坐标，具体为：

按照组件所在层逐层计算出每一组件的中心棒束的中心坐标，计算时首先计算出预设轴线上组件的中心棒束的中心坐标，然后以预设轴线为基准，采用定比分点公式，计算出预设轴线间组件的中心棒束的中心坐标。

其中，第一预设数据结构的成员变量包括：当前组件全局编号、当前组件所在层号、当前组件的中心棒束的横坐标以及当前组件的中心棒束的纵坐标。

其中，所述计算出各组件中每一棒束的中心坐标，包括：

根据所述第一预设坐标系与所述第二预设坐标系的相对位置关系，将当前组件的中心棒束的中心坐标转换为全局坐标；

通过下式，根据当前组件中各棒束所在层，逐层计算出当前组件中位于预设轴向上的各棒束的中心坐标:

(a1′+(L-1)×dx，a2′+(L-1)×dy)

其中，a1′为当前组件的中心棒束对应的全局坐标的横坐标，a2′为当前组件的中心棒束对应的全局坐标的纵坐标，L为当前棒束所在层数，dx、dy分别为对应预设轴线位置上的特征间距，dx、dy根据当前组件中棒束中心间距得出；

以预设轴线为基准，通过下式，计算出预设轴线间棒束的中心坐标：

其中，x、y分别为待求解棒束中心位置的横、纵坐标；x_N1、y_N1分别为待求解棒束所在层位于预设轴线上的棒束编号为N1的棒束的中心位置横、纵坐标；x_N2、y_N2分别为待求解棒束所在层位于预设轴线上的棒束编号为N2的棒束的中心位置横、纵坐标；

其中，N_X为待求解棒束的棒束编号。

其中，第二预设数据结构的成员变量包括：当前棒束组件内编号、当前棒束组件内层号、当前棒束中心位置的横坐标以及当前棒束中心位置的纵坐标。

其中，所述计算当前子通道的中心坐标，包括：

根据围成当前子通道的棒束的中心坐标，通过下式，按照子通道编号依次计算出每一中心子通道的中心坐标：

其中，x、y分别为待求解中心子通道的中心位置的横、纵坐标；x1、x2、x3分别为围成待求解中心子通道的三个棒束的中心位置的横坐标；y1、y2、y3分别为围成待求解中心子通道的三个棒束的中心位置的纵坐标；

通过下式，计算出待求解边通道对应的特征坐标：

其中，x_c、y_c分别特征坐标的横、纵坐标；x_{rod_left}、y_{rod_left}分别为待求解边通道左相邻棒束的中心位置的横、纵坐标；x_{rod_right}、y_{rod_right}分别为待求解边通道右相邻棒束的中心位置的横、纵坐标；

通过下式，按照子通道编号依次计算出每一边通道的中心坐标：

其中，(x,y)为待求解边通道的中心坐标；D为当前组件的最外层棒束的中心到当前组件的边界的距离；d_u的表达式如下：

其中，x_ch、y_ch分别为待求解边通道相邻中心通道的中心坐标；

通过下式，按照子通道编号依次计算出每一角通道的中心坐标：

(x,y)＝(x_r，y_r)+H×d_u

其中，(x,y)为待求解角通道的中心坐标；x_r、y_r为待求解角通道对应的特征向量的横、纵坐标；H为预设参照点之间的距离。

其中，第三预设数据结构的成员变量包括：当前子通道组件内编号、当前子通道类型、当前子通道的周围棒束的组件内编号、当前子通道的周围子通道的组件内编号、当前子通道中心位置横坐标以及当前子通道中心位置纵坐标。

相应地，为解决上述技术问题，本发明还提供如下技术方案：

一种快中子反应堆全堆子通道几何建模***，包括：

组件坐标计算模块，用于以第一预设坐标系为基准，计算出每一组件的中心棒束的中心坐标，并按第一预设坐标系和第二预设坐标系的位置关系对每一组件的中心棒束的中心坐标进行坐标转换后，以第一预设数据结构存储；

棒束坐标计算模块，用于以第二预设坐标系为基准，基于各组件的中心棒束的中心坐标，计算出各组件中每一棒束的中心坐标，将各棒束的中心坐标以第二预设数据结构存储；

子通道坐标计算模块，用于根据围成当前子通道的棒束的中心坐标计算当前子通道的中心坐标，将各子通道的中心坐标以第三预设数据结构存储。

其中，所述棒束坐标计算模块，具体用于：

根据所述第一预设坐标系与所述第二预设坐标系的相对位置关系，将当前组件的中心棒束的中心坐标转换为全局坐标；

通过下式，根据当前组件中各棒束所在层，逐层计算出当前组件中位于预设轴向上的各棒束的中心坐标:

(a1′+(L-1)×dx，a2′+(L-1)×dy)

其中，a1′为当前组件的中心棒束对应的全局坐标的横坐标，a2′为当前组件的中心棒束对应的全局坐标的纵坐标，L为当前棒束所在层数，dx、dy分别为对应预设轴线位置上的特征间距，dx、dy根据当前组件中棒束中心间距得出；

以预设轴线为基准，通过下式，计算出预设轴线间棒束的中心坐标：

其中，x、y分别为待求解棒束中心位置的横、纵坐标；x_N1、y_N1分别为待求解棒束所在层位于预设轴线上的棒束编号为N1的棒束的中心位置横、纵坐标；x_N2、y_N2分别为待求解棒束所在层位于预设轴线上的棒束编号为N2的棒束的中心位置横、纵坐标；

其中，N_X为待求解棒束的棒束编号。

其中，所述子通道坐标计算模块，具体用于：

根据围成当前子通道的棒束的中心坐标，通过下式，按照子通道编号依次计算出每一中心子通道的中心坐标：

其中，x、y分别为待求解中心子通道的中心位置的横、纵坐标；x1、x2、x3分别为围成待求解中心子通道的三个棒束的中心位置的横坐标；y1、y2、y3分别为围成待求解中心子通道的三个棒束的中心位置的纵坐标；

通过下式，计算出待求解边通道对应的特征坐标：

其中，x_c、y_c分别特征坐标的横、纵坐标；x_{rod_left}、y_{rod_left}分别为待求解边通道左相邻棒束的中心位置的横、纵坐标；x_{rod_right}、y_{rod_right}分别为待求解边通道右相邻棒束的中心位置的横、纵坐标；

通过下式，按照子通道编号依次计算出每一边通道的中心坐标：

其中，(x,y)为待求解边通道的中心坐标；D为当前组件的最外层棒束的中心到当前组件的边界的距离；d_u的表达式如下：

其中，x_ch、y_ch分别为待求解边通道相邻中心通道的中心坐标；

通过下式，按照子通道编号依次计算出每一角通道的中心坐标：

(x,y)＝(x_r，y_r)+H×d_u

其中，(x,y)为待求解角通道的中心坐标；x_r、y_r为待求解角通道对应的特征向量的横、纵坐标；H为预设参照点之间的距离。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明适用于快堆子通道模型的几何建模，基于六边形快堆棒束、组件、子通道所在位置满足的几何函数关系，根据函数关系可以求解出棒束、组件、子通道的中心位置坐标。本发明的方法求解简单，可解决快堆堆芯结构复杂、相关位置坐标难以表示及热工流体大规模并行计算所需几何信息困难的问题。

附图说明

图1为本发明的快中子反应堆全堆子通道几何建模方法的流程图；

图2为六边形组件棒束子通道排布及编号示意图；

图3为单个组件轴线扇区示意图；

图4为多组件轴线示意图；

图5为边通道参照图；

图6为角通道参照图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

第一实施例

本实施例提供一种快中子反应堆全堆子通道几何建模方法，以实现面向六边形快堆全堆芯的一种几何建模方法。

快堆堆芯每个组件由几十或几百个燃料棒组成，排列成六边形，为了计算更精细，一般将三根棒围成的区域当做一个子通道，子通道大多数是正三角形的中心通道，但周围边界处靠近盒壁面处则是不规则形状，称之为边通道、角通道。对每个组件、棒束和子通道中心坐标进行计算，可利用堆芯的几何位置关系，找出相应的函数关系式，按照函数关系式代入，求出中心位置坐标，求解时最外层的子通道边通道、角通道的中心坐标要特殊处理。

本实施例基于快堆堆芯结构特点，设计了对棒束、组件、子通道中心位置坐标进行存储的数据结构，基于此完成对快堆相关中心位置坐标的求解和存储。在求解计算时，首先求解堆芯级组件中心位置坐标，然后求解组件级棒束中心位置坐标，最后求解子通道中心位置坐标。

其中，求解组件中心坐标与棒束中心坐标方法相同，都是先求轴线上中心位置坐标，再求解轴线间中心位置坐标，区别在于组件数与棒束数不同、求解时特征间距不同。以下以求解棒束中心位置坐标为例，展开叙述：

求解单组件棒束中心坐标时均按照棒束编号逐层求解，首先计算如3所示轴线上棒束中心位置，然后以轴线为基准，采用定比分点公式，计算轴线间棒束的中心位置，至此，所有棒束中心位置计算得出。

求解子通道中心坐标时，先按照编号计算中心通道中心位置坐标，然后计算边通道中心坐标，最后计算角通道中心坐标。中心通道中心位置可由周围棒束中心位置坐标计算得出。计算最外层子通道边通道和角通道中心位置时，选取参照点，依照特征向量的位置平移相应的距离特殊计算。

具体地，如图1所示，本实施例的方法包括：

S101，以第一预设坐标系为基准，计算出每一组件的中心棒束的中心坐标，并按第一预设坐标系和第二预设坐标系的位置关系对每一组件的中心棒束的中心坐标进行坐标转换后，以第一预设数据结构存储；

S102，以第二预设坐标系为基准，基于各组件中心棒束的中心坐标，计算出各组件中每一棒束的中心坐标，将各棒束中心坐标以第二预设数据结构存储；

S103，根据围成当前子通道的棒束的中心坐标计算当前子通道的中心坐标，将各子通道的中心坐标以第三预设数据结构存储。

其中，待建模的六边形组件棒束子通道排布及编号如图2所示，图中1号棒束为第1层，2～7号棒束为第2层，8～19号棒束为第3层。子通道有中心通道、边通道以及角通道三种类型，如图中25号子通道为边通道，38号子通道为角通道，10号子通道为中心通道。

单个组件轴线扇区如图3所示，每个组件有7个轴线，6个扇区。1,2轴线为编号为1和2的棒束圆心连线所在直线；1,3轴线为编号为1和3的棒束圆心连线所在直线；1,4轴线为编号为1和4的棒束圆心连线所在直线；1,5轴线为编号为1和5的棒束圆心连线所在直线；1,6轴线为编号为1和6的棒束圆心连线所在直线；1,7轴线为编号为1和7的棒束圆心连线所在直线。1,2轴线与1,3轴线间为1号扇区，1,3轴线与1,4轴线间为2号扇区，以此类推，单个组件一共分为6个扇区。

多组件轴线如图4所示，组件逐层排布，层号从1开始，逐层递加，最中心处组件位于第一层。对组件最中心棒束坐标进行表示时基准x轴，y轴位置如图4所示，其余标注为轴线方向。

边通道参照图如图5所示，图中编号1和2的子通道为待求解子通道相邻边通道，编号为3的为待求解子通道相邻中心通道；图中编号为0和1的圆圈代表待求解边通道相邻棒束；图中点①为特征点，点②为修正点，点③为待求子通道中心位置点。

角通道参照图如图6所示，图中编号为1和2的子通道为待求解子通道相邻边通道；编号为1的圆圈为待求解子通道所在轴线相邻棒束；图中点①为特征点，点②为修正点，点③为待求子通道中心位置点。

下面按照组件中心坐标求解、棒束中心坐标求解、子通道中心坐标求解的顺序，对本实施例的全堆子通道几何建模方法进行详细说明：

A、组件中心坐标求解

求解每一组件的中心棒束的中心坐标时，为了简化计算，采用图4所示坐标系，求出局部坐标。组件中心位置坐标的求解与组件内棒束中心坐标的求解方法完全一致，如图4所示，先计算轴线上每个组件1号棒束(中心棒束)的中心位置坐标，再以轴线为基准，采用定比分点公式，计算轴线间每个组件1号棒束中心位置坐标，计算时按照组件所在层逐层计算，并将计算出的中心位置坐标以第一预设数据结构进行存储。不同之处在于计算轴线上组件中心位置坐标时特征间距不同，特征间距与组件中心间距有关。

其中，第一预设数据结构的成员变量包括：当前组件全局编号、当前组件所在层号、当前组件的中心棒束的横坐标以及当前组件的中心棒束的纵坐标。

B、棒束中心坐标求解

由于计算棒束中心位置的坐标如图3所示，所选坐标系为计算组件中心位置的如图4所示的坐标系顺时针旋转30度得到，所以要将计算出的组件内1号棒局部坐标都转换为全局坐标。

假设(x，y)为局部坐标，(x′，y′)为全局坐标，坐标转换的公式为：

假设组件中心位置处1号棒束局部坐标为(a1,a2)，1号棒束全局坐标为(a1′,a2′)，棒束中心间距为b，最外层棒束中心距边界距离为D。

1)先计算图2轴线上棒束中心位置。其中L为棒束所在层数，dx，dy分别为对应轴线位置上的特征间距，轴线上棒束中心位置坐标可由中心1号棒束沿着轴线方向平移一定的距离得到：

1,2轴线上特征间距为：

1,3轴线上特征间距为：

1,4轴线上特征间距为：dx＝b，dy＝0；

1,5轴线上特征间距为：

1,6轴线上特征间距为：

1,7轴线上特征间距为：dx＝-b，dy＝0；

假设待求解棒束编号为n，则n号棒坐标满足下列公式：

(a1′+(L-1)×dx，a2′+(L-1)×dy)

先计算1,2轴线上棒束中心位置。求解轴线上棒束中心位置坐标时，逐层求解，假设待求解棒束编号为n，L为当前层号，i为当前求解轴线号(若求解的为1,2轴线，则i为2)，棒束最大层数为max，当max≥2时：

a.将1号棒束坐标进行转换，将x＝a1，y＝a2，代入式1可得1号棒全局坐标(a1′,a2′)，设置Rod[1].index＝1，Rod[1].x_location＝a1′，Rod[1].y_location＝a2′，L＝2；

b.设置

c.代入L和i的值计算n＝2+(L-1)×(3×L+i-8)，设置Rod[n].index＝n，将待求解棒束的层号L代入x＝a1′+(L-1)×dx，求解棒束中心位置横坐标，代入y＝a2′+(L-1)×dy求解棒束中心位置纵坐标，设置Rod[n].x_location＝x，Rod[n].y_location＝y；L＝L+1；

d.若L<＝max，则重复b、c步骤继续循环计算，否则结束循环。

接下来按照顺时针方向，依次计算1,3轴线、1,4轴线、1,5轴线、1,6轴线、1,7轴线上棒束中心位置坐标，与计算1,2轴线上棒束中心位置坐标不同的是只需更改b步骤相应的dx和dy的值，以及轴线号i的值，然后重复c,d步骤，直至完成轴线上所有棒束中心位置坐标的求解。

2)以轴线为基准，计算轴线间棒束的中心位置。轴线间棒束中心位置求解满足定比分点公式，设所求的棒束编号Nx，待求解棒束所在层对应轴线棒束编号为N1和N2，且N1<Nx<N2，则划分因子为：

该棒束坐标满足下列公式：

其中，x、y分别为待求解棒束中心位置的横、纵坐标；x_N1、y_N1分别为待求解棒束所在层位于预设轴线上的棒束编号为N1的棒束的中心位置横、纵坐标；x_N2、y_N2分别为待求解棒束所在层位于预设轴线上的棒束编号为N2的棒束的中心位置横、纵坐标。

求解轴线间棒束中心位置坐标时，划分扇区，按照顺时针方向，对每个扇区进行求解计算。如图3所示：1号扇区和4号扇区关于原点对称，2号扇区和5号扇区关于原点对称，3号扇区和6号扇区关于原点对称，且对称位置处，同层棒束编号满足以下关系式：假设a号棒束位于1号扇区，b号棒束位于4号扇区，两个棒束所在层层号为L则b＝a+3×(L-1)。那么轴线间棒束求解只需求解1～3号扇区棒束坐标，对称处坐标取负。

首先求解1号扇区棒束的中心位置。在对扇区内棒束中心位置坐标求解时，逐层进行求解。假设待求解棒束编号为n，棒束最大层数为max，待求解棒束所在层号为L(L>2)：

a.设置L＝3，

b.当前求解层L层1,2轴线上棒束编号为N1，L层1,3轴线上棒束编号为N2，且N1<n<N2，设置n＝N1+1；

c.设置Rod[n].index＝n，则划分因子为：

x_N1＝Rod[N1].x_location，y_N1＝Rod[N1].y_location，

x_N2＝Rod[N2].x_location，y_N2＝Rod[N2].y_location，

计算

计算

设置Rod[n].x_location＝x，Rod[n].y_location＝y；

d.设置1号扇区对称4号扇区处对应棒束的坐标：对称棒束编号为

num＝n+3×(L-1)，Rod[num].index＝num，

Rod[num].x_location＝-x，Rod[num].y_location＝-y；n＝n+1；

e.若n<N2，则重复c～d步骤继续循环，否则说明当前层棒束坐标已求解完，L＝L+1，继续f步骤计算下一层棒束；

f.若L≤max，说明还未求解完每一层上的棒束，则继续b～e步骤进行循环计算，否则结束循环。

接下来按照顺时针方向，依次计算2号扇区和3号扇区棒束坐标，计算方法与计算1号扇区方法相同，不同之处在于b步骤N1和N2选取待求解扇区对应的轴线上的棒束编号，此处不再赘述。

至此，所有棒束中心位置坐标得求。

其中，上述用于存储棒束中心位置的第二预设数据结构的成员变量包括：当前棒束组件内编号、当前棒束组件内层号、当前棒束中心位置的横坐标以及当前棒束中心位置的纵坐标。

C、子通道中心坐标求解

假设组件棒束最大层数为L，求解时先求解所有中心通道的中心位置坐标，再求解所有边通道的中心位置坐标，最后求解所有角通道的中心位置坐标。

1)求解中心通道中心位置坐标。中心通道中心位置可由围成该子通道的棒束中心位置坐标计算得出，公式如下：

其中，x、y分别为待求解中心子通道的中心位置的横、纵坐标；x1、x2、x3分别为围成待求解中心子通道的三个棒束的中心位置的横坐标；y1、y2、y3分别为围成待求解中心子通道的三个棒束的中心位置的纵坐标；

求解时按照子通道编号依次求解，中心通道个数为m，m＝6×(L-1)²，待求解中心通道编号为1至6×(L-1)²，i为当前待求解中心通道编号：

a.设置i＝1；

b.设置Channel[i].index＝i，Channel[i].type＝0。

c.取得待求解中心通道周围棒束的编号以及棒束的坐标，

n1＝Channel[i].surd_rod[0]，n2＝Channel[i].surd_rod[1]，

n3＝Channel[i].surd_rod[2]，x1＝Rod[n1].x_location，

x2＝Rod[n2].x_location，x3＝Rod[n3].x_location代入

设置Channel[i].x_location＝x；y1＝Rod[n1].y_location，

y2＝Rod[n2].y_location，y3＝Rod[n3].y_location，则

设置Channel[i].y_location＝y；i＝i+1；

d.若i≤m，重复b～c步骤继续循环，否则退出循环。

至此求出所有中心通道中心位置坐标。

2)求解边通道中心位置坐标。求解时按子通道编号依次求解，先选取参照点，如图5所示点①②为参照点，然后将特征向量沿修正向量方向平移相应距离可得待求解边通道中心位置坐标。假设最外层棒束中心到边界的距离为D，待求解边通道个数为m，m＝6×(L-1)，边通道编号为6×(L-1)²+1至6×(L-1)²+6×(L-1)，i为当前待求解边通道编号：

a.设置i＝6×(L-1)²+1；

b.设置Channel[i].index＝i，Channel[i].type＝1；

c.求解特征向量坐标(图5①所示点)：首先取待求解边通道左右相邻棒束的编号，左边相邻棒束的编号为n1＝Channel[i].surd_rod[0]，右边相邻棒束的编号为n2＝Channel[i].surd_rod[1]，然后取出待求边通道左右相邻棒束的横纵坐标x_{rod_left}＝Rod[n1].x_location，y_{rod_left}＝Rod[n1].y_location，

x_{rod_right}＝Rod[n2].x_location，y_{rod_right}＝Rod[n2].y_location，

最后计算得到特征坐标为

d.求解待求解子通道相邻中心通道的中心坐标(图5中②所示点)，相邻子通道的编号n3＝Channel[i].surd_chan[3]，n3子通道中心位置坐标为：

x_ch＝Channel[n3].x_location，y_ch＝Channel[n3].y_location，

e.计算修正向量d的横纵坐标并进行单位化：d＝(x_c-x_ch，y_c-y_ch)，单位化:

f.计算待求解边通道中心坐标(x,y)(图5中③所示点)：

设置Channel[i].x_location＝x，Channel[i].y_location＝y；

i＝i+1；

g.若i<＝m，则继续重复b～f步骤，否则退出循环。

至此求出所有边通道中心位置坐标。

3)求解角通道中心位置坐标。求解时按照子通道编号，从1,2轴线处角通道开始顺时针方向依次求解各轴线上的角通道，先选取参照点，如图6所示点①②为参照点，然后将特征向量沿修正向量方向平移相应距离可得待求解角通道中心位置坐标。角通道所在位置对应轴线单位修正向量坐标为：

假设最外层棒束中心到边界的距离为D，棒束中心间距为b，棒束间空隙距离为c，待求解角通道个数为6，待求解角通道编号为6×(L-1)²+6×(L-1)+1至6×(L-1)²+6×L，i为当前待求解角通道编号：

a.设置i＝6×(L-1)²+6×(L-1)+1；

b.设置Channel[i].index＝i，Channel[i].type＝2；

c.首先得到特征向量坐标(图6中①所示点)：取待求解角通道所在轴线上相邻棒束编号n1＝Channel.surd_rod[1]，n1横纵坐标为

x_r＝Rod[n1].x_location，y_r＝Rod[n1].y_location；

d.求图6中①②点之间距离H，

取得待求解角通道所在轴线处修正向量d_u的坐标；

e.待求解角通道中心位置坐标(图6中③所示点)：

(x,y)＝(x_r，y_r)+H×d_u

设置Channel[i].x_location＝x，Channel[i].y_location＝y；

i＝i+1；

f.若i≤6×(L-1)²+6×L，则继续重复b～e步骤，否则结束循环。

至此求出所有角通道中心位置坐标。

其中，上述用于存储各子通道中心位置的第三预设数据结构的成员变量包括：当前子通道组件内编号、当前子通道类型、当前子通道的周围棒束的组件内编号、当前子通道的周围子通道的组件内编号、当前子通道中心位置横坐标以及当前子通道中心位置纵坐标。

本发明适用于快堆子通道模型的几何建模，基于六边形快堆棒束、组件、子通道所在位置满足的几何函数关系，根据函数关系可以求解出棒束、组件、子通道的中心位置坐标。本发明的方法求解简单，可解决快堆堆芯结构复杂、相关位置坐标难以表示及热工流体大规模并行计算所需几何信息困难的问题。

第二实施例

本实施例提供一种快中子反应堆全堆子通道几何建模***，其包括：

组件坐标计算模块，用于以第一预设坐标系为基准，计算出每一组件的中心棒束的中心坐标，将各组件的中心棒束的中心坐标以第一预设数据结构存储；

棒束坐标计算模块，用于以第二预设坐标系为基准，基于各组件的中心棒束的中心坐标，计算出各组件中每一棒束的中心坐标，将各棒束的中心坐标以第二预设数据结构存储；

子通道坐标计算模块，用于根据围成当前子通道的棒束的中心坐标计算当前子通道的中心坐标，将各子通道的中心坐标以第三预设数据结构存储。

本实施例的快中子反应堆全堆子通道几何建模***与上述第一实施例的快中子反应堆全堆子通道几何建模方法相对应；其中，该快中子反应堆全堆子通道几何建模***中的各功能模块所实现的功能与上述快中子反应堆全堆子通道几何建模方法中的流程步骤一一对应，故，在此不再赘述。

此外，需要说明的是，本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

最后需说明的是，以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，尽管已描述了本发明优选实施例，但对于本领域普通技术人员来说，一旦得知了本发明的基本创造性概念，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

Claims (6)

1.一种快中子反应堆全堆子通道几何建模方法，其特征在于，包括：

以第一预设坐标系为基准，计算出每一组件的中心棒束的中心坐标，并按第一预设坐标系和第二预设坐标系的位置关系对每一组件的中心棒束的中心坐标进行坐标转换后，以第一预设数据结构存储；

以第二预设坐标系为基准，基于各组件的中心棒束的中心坐标，计算出各组件中每一棒束的中心坐标，将各棒束的中心坐标以第二预设数据结构存储；

根据围成当前子通道的棒束的中心坐标计算当前子通道的中心坐标，将各子通道的中心坐标以第三预设数据结构存储；

所述计算出各组件中每一棒束的中心坐标，包括：

根据所述第一预设坐标系与所述第二预设坐标系的相对位置关系，将当前组件的中心棒束的中心坐标转换为全局坐标；

通过下式，根据当前组件中各棒束所在层，逐层计算出当前组件中位于预设轴向上的各棒束的中心坐标:

(a1′+(L-1)×dx，a2′+(L-1)×dy)

其中，a1′为当前组件的中心棒束对应的全局坐标的横坐标，a2′为当前组件的中心棒束对应的全局坐标的纵坐标，L为当前棒束所在层数，dx、dy分别为对应预设轴线位置上的特征间距，dx、dy根据当前组件中棒束中心间距得出；

以预设轴线为基准，通过下式，计算出预设轴线间棒束的中心坐标：

其中，x、y分别为待求解棒束中心位置的横、纵坐标；x_N1、y_N1分别为待求解棒束所在层位于预设轴线上的棒束编号为N1的棒束的中心位置横、纵坐标；x_N2、y_N2分别为待求解棒束所在层位于预设轴线上的棒束编号为N2的棒束的中心位置横、纵坐标；

其中，N_X为待求解棒束的棒束编号；

所述计算当前子通道的中心坐标，包括：

根据围成当前子通道的棒束的中心坐标，通过下式，按照子通道编号依次计算出每一中心子通道的中心坐标：

其中，x、y分别为待求解中心子通道的中心位置的横、纵坐标；x1、x2、x3分别为围成待求解中心子通道的三个棒束的中心位置的横坐标；y1、y2、y3分别为围成待求解中心子通道的三个棒束的中心位置的纵坐标；

通过下式，计算出待求解边通道对应的特征坐标：

其中，x_c、y_c分别特征坐标的横、纵坐标；

分别为待求解边通道左相邻棒束的中心位置的横、纵坐标；

分别为待求解边通道右相邻棒束的中心位置的横、纵坐标；

通过下式，按照子通道编号依次计算出每一边通道的中心坐标：

其中，(x,y)为待求解边通道的中心坐标；D为当前组件的最外层棒束的中心到当前组件的边界的距离；d_u的表达式如下：

其中，x_ch、y_ch分别为待求解边通道相邻中心通道的中心坐标；

通过下式，按照子通道编号依次计算出每一角通道的中心坐标：

(x,y)＝(x_r，y_r)+H×d_u

其中，(x,y)为待求解角通道的中心坐标；x_r、y_r为待求解角通道对应的特征向量的横、纵坐标；H为预设参照点之间的距离。

2.如权利要求1所述的快中子反应堆全堆子通道几何建模方法，其特征在于，所述计算出每一组件的中心棒束的中心坐标，具体为：

按照组件所在层逐层计算出每一组件的中心棒束的中心坐标，计算时首先计算出预设轴线上组件的中心棒束的中心坐标，然后以预设轴线为基准，采用定比分点公式，计算出预设轴线间组件的中心棒束的中心坐标。

3.如权利要求2所述的快中子反应堆全堆子通道几何建模方法，其特征在于，所述第一预设数据结构的成员变量包括：当前组件全局编号、当前组件所在层号、当前组件的中心棒束的横坐标以及当前组件的中心棒束的纵坐标。

4.如权利要求1所述的快中子反应堆全堆子通道几何建模方法，其特征在于，所述第二预设数据结构的成员变量包括：当前棒束组件内编号、当前棒束组件内层号、当前棒束中心位置的横坐标以及当前棒束中心位置的纵坐标。

5.如权利要求1所述的快中子反应堆全堆子通道几何建模方法，其特征在于，所述第三预设数据结构的成员变量包括：当前子通道组件内编号、当前子通道类型、当前子通道的周围棒束的组件内编号、当前子通道的周围子通道的组件内编号、当前子通道中心位置横坐标以及当前子通道中心位置纵坐标。

6.一种快中子反应堆全堆子通道几何建模***，其特征在于，包括：

组件坐标计算模块，用于以第一预设坐标系为基准，计算出每一组件的中心棒束的中心坐标，并按第一预设坐标系和第二预设坐标系的位置关系对每一组件的中心棒束的中心坐标进行坐标转换后，以第一预设数据结构存储；

棒束坐标计算模块，用于以第二预设坐标系为基准，基于各组件的中心棒束的中心坐标，计算出各组件中每一棒束的中心坐标，将各棒束的中心坐标以第二预设数据结构存储；

子通道坐标计算模块，用于根据围成当前子通道的棒束的中心坐标计算当前子通道的中心坐标，将各子通道的中心坐标以第三预设数据结构存储；

所述棒束坐标计算模块，具体用于：

根据所述第一预设坐标系与所述第二预设坐标系的相对位置关系，将当前组件的中心棒束的中心坐标转换为全局坐标；

通过下式，根据当前组件中各棒束所在层，逐层计算出当前组件中位于预设轴向上的各棒束的中心坐标:

(a1′+(L-1)×dx，a2′+(L-1)×dy)

其中，a1′为当前组件的中心棒束对应的全局坐标的横坐标，a2′为当前组件的中心棒束对应的全局坐标的纵坐标，L为当前棒束所在层数，dx、dy分别为对应预设轴线位置上的特征间距，dx、dy根据当前组件中棒束中心间距得出；

以预设轴线为基准，通过下式，计算出预设轴线间棒束的中心坐标：

其中，x、y分别为待求解棒束中心位置的横、纵坐标；x_N1、y_N1分别为待求解棒束所在层位于预设轴线上的棒束编号为N1的棒束的中心位置横、纵坐标；x_N2、y_N2分别为待求解棒束所在层位于预设轴线上的棒束编号为N2的棒束的中心位置横、纵坐标；

其中，N_X为待求解棒束的棒束编号；

所述子通道坐标计算模块，具体用于：

根据围成当前子通道的棒束的中心坐标，通过下式，按照子通道编号依次计算出每一中心子通道的中心坐标：

其中，x、y分别为待求解中心子通道的中心位置的横、纵坐标；x1、x2、x3分别为围成待求解中心子通道的三个棒束的中心位置的横坐标；y1、y2、y3分别为围成待求解中心子通道的三个棒束的中心位置的纵坐标；

通过下式，计算出待求解边通道对应的特征坐标：

其中，x_c、y_c分别特征坐标的横、纵坐标；

分别为待求解边通道左相邻棒束的中心位置的横、纵坐标；

分别为待求解边通道右相邻棒束的中心位置的横、纵坐标；

通过下式，按照子通道编号依次计算出每一边通道的中心坐标：

其中，(x,y)为待求解边通道的中心坐标；D为当前组件的最外层棒束的中心到当前组件的边界的距离；d_u的表达式如下：

其中，x_ch、y_ch分别为待求解边通道相邻中心通道的中心坐标；

通过下式，按照子通道编号依次计算出每一角通道的中心坐标：

(x,y)＝(x_r，y_r)+H×d_u

其中，(x,y)为待求解角通道的中心坐标；x_r、y_r为待求解角通道对应的特征向量的横、纵坐标；H为预设参照点之间的距离。

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