一种快中子反应堆全堆子通道几何建模方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种快中子反应堆全堆子通道几何建模方法及系统，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。本发明专利技术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。

A geometric modeling method and system for the whole reactor subchannel of fast neutron reactor

【技术实现步骤摘要】
一种快中子反应堆全堆子通道几何建模方法及系统
本专利技术涉及反应堆几何建模
，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系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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系统，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，本专利技术提供如下技术方案：本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n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；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
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。


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；xN1、yN1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；xN2、yN2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，NX为待求解棒束的棒束编号。


5.如权利要求4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。


6.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，xc、yc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；du的表达式如下：



其中，xch、ych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：

【专利技术属性】
技术研发人员：郭苏萱，蔡银宇，卢旭，周志锋，刘天才，杨文，胡长军，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11