快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种快堆同构组件全堆芯棒束‑子通道映射构建方法及系统，该方法通过引入“元结构”、“对位和”、“对边和”和“共位和”等概念，首先构建组件级棒束‑子通道映射关系，然后构建堆芯级组件‑组件映射关系。可以自动构建至少包含一个棒束，拥有一个组件的快堆全堆芯棒束‑规则子通道映射或全堆芯棒束‑非规则子通道映射，主要应用是：a.查询已知棒束周围棒束和周围子通道；b.查询已知子通道周围子通道和周围棒束。可解决现有棒束‑子通道映射构建方法所构建的映射模型只针对单个快堆六边形组件，且现有的棒束‑子通道映射构建方法不适用于快堆全堆芯棒束‑子通道映射构建的问题。

【技术实现步骤摘要】
快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法及系统
本专利技术涉及核科学
，特别是指一种快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法及系统。
技术介绍
子通道模型分析法是用于快堆的热工水力模拟的重要方法之一。它的核心问题是对快堆单个六边形组件或者整个快堆堆芯(取决于模拟规模)进行子通道建模。模型中，把整个组件或堆芯划分成若干个子通道，如图2-图5所示；轴向上，将子通道分成若干控制体，如图6所示。流体在这样的流道中流动，一面与周围的燃料棒进行能量和动量交换，一面通过假想边界与相邻通道进行质量、能量和动量交换。子通道的划分完全是人为规定的，可以把几个燃料组件看作一个子通道，也可把一个燃料组件内的几根燃料元件棒所包围的冷却剂通道作为一个子通道，不论所划分的子通道的横截面积有多大，在同一控制体内冷却剂的压力、温度、流速和热物性都认为是一样的(参见图6)。棒束-子通道映射关系的构建是子通道建模的关键步骤。这种映射关系是指棒束之间，子通道之间和棒束、子通道之间的相对位置关系。现行主流的快堆单一六边形组件的内部棒束-子通道映射构建方法主要分为两大步骤：1.对快堆六边形组件进行子通道划分；2.对组件内部所有棒束和子通道进行编号并建立棒束-子通道映射关系。主流映射关系如图3，这种映射关系在快堆单一组件热工水力模拟分析中得到了成功应用。上述映射模型只是针对单个快堆六边形组件，且快堆六边形组件内的棒束-子通道映射构建方法和快堆全堆芯棒束-子通道映射构建方法不具有一致性。快堆全堆芯棒束-子通道映射关系的构建，对于实现快堆全堆芯子通道建模的重要性不言而喻，对于实现快堆的全堆芯热工水力模拟，方便快堆设计应用，满足快堆设计单位实际需求，具有重要意义。因此如何快速自动构建快堆全堆芯棒束-子通道映射关系，就成了具有挑战性的问题。
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堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法及系统，以解决现有棒束-子通道映射构建方法所构建的映射模型只是针对单个快堆六边形组件，且现有的棒束-子通道映射构建方法不适用于快堆全堆芯棒束-子通道映射构建的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法，该方法可以自动构建至少包含一个棒束，拥有一个组件的快堆全堆芯棒束-规则子通道映射(参见图2和图4)或全堆芯棒束-非规则子通道映射(参见图3和图5)，主要应用是：a.查询已知棒束周围棒束和周围子通道；b.查询已知子通道周围子通道和周围棒束。该方法包括：获取待构建映射关系的全堆芯棒束-子通道数据；基于获取的全堆芯棒束-子通道数据，构建组件级棒束-子通道映射关系，并将构建的组件级棒束-子通道映射关系以预设元结构存储；基于获取的全堆芯棒束-子通道数据，构建堆芯级组件-组件映射关系，并将构建的堆芯级组件-组件映射关系以预设元结构存储。其中，所述预设元结构包括：预设棒束元结构、预设子通道元结构以及预设组件元结构。其中，所述预设棒束元结构的数据项包括：当前棒束组件内编号、当前棒束在组件内所在的层数、棒束类型、当前棒束的周围棒束的组件内编号以及当前棒束的周围子通道的组件内编号；其中，所述棒束类型包括：中心棒束、角棒束和边棒束。其中，所述预设子通道元结构的数据项包括：当前子通道组件内编号、当前子通道在组件内所在的层数、子通道类型、当前子通道的周围棒束的组件内编号以及当前子通道的周围子通道的组件内编号；其中，所述子通道类型包括：上型中心通道、下型中心通道、边通道和角通道。其中，所述预设组件元结构的数据项包括：当前组件全局编号、当前组件所在的层数以及当前组件的周围组件的全局编号。其中，所述构建组件级棒束-子通道映射关系，包括：首先，按照顺时针方向由内向外逐棒逐层自动构建组件级棒束-子通道映射关系；其中，在自动构建过程中，棒束与周围棒束间的映射关系、棒束与周围中心通道间的映射关系和中心通道与周围棒束间的映射关系同时进行构建；然后，根据所构建的映射关系的种类，确定最外层棒束和最外层子通道间的映射关系、最外层子通道与周围子通道间的映射关系以及最外层子通道与周围棒束间的映射关系的自动构建方式；最后，根据子通道与周围棒束映射关系，结合棒束与周围子通道映射关系，通过集合交运算，实现中心通道与周围子通道映射关系的建立，完成全部组件级棒束-子通道映射关系的构建。其中，棒束与周围棒束间的映射关系、棒束与周围中心通道间的映射关系以及中心通道与周围棒束间的映射关系的构建过程，具体为：获取组件棒束数目，计算棒束最大层数；初始化组件中第一棒束和第二棒束的相对位置关系；依次插入组件内的除第一棒束和第二棒束外的其它棒束，并分别根据当前插入的棒束创建对应的中心通道，直到完成所有棒束插入，完成棒束与周围棒束间、棒束与周围中心通道间以及中心通道与周围棒束间的映射关系的构建。其中，根据当前插入的棒束创建对应的中心通道，包括：若当前插入棒束为当前层起始棒束，则初始化当前插入棒束和上一层起始棒束之间的映射关系和相关属性设置；若当前插入棒束为当前层最后棒束，则根据对位和规律，当前插入棒束分别与当前插入棒束的上一个棒束、上一层结束棒束、上一层起始棒束以及当前层起始棒束形成键1～键4，建立各棒束间映射关系，建立连接过程中，依次创建3个中心通道，根据共位和规律，互异原则和键4原理，完成当前插入棒束、当前插入棒束的上一个棒束、上一层结束棒束、上一层起始棒束以及当前层起始棒束共5个棒束和新产生的3个中心通道之间的棒束与周围中心通道间和中心通道与周围棒束间的映射关系的建立和相关属性设置；若当前插入棒束既非当前层起始棒束又非当前层最后棒束，则根据对位和规律，若可以形成2个键，则当前插入棒束分别与当前插入棒束的上一个棒束，当前插入棒束上一层能够与当前插入棒束形成键2的棒束形成键1和键2，建立棒束间映射关系，并且产生1个中心通道，进一步地，根据共位和规律，互异原则完成当前插入棒束，当前插入棒束的上一个棒束和当前插入棒束上一层能够与当前插入棒束形成键2的棒束共3个棒束和1个中心通道之间的棒束与周围中心通道和中心通道与周围棒束映射关系的建立和相关属性设置；若可以形成3个键，则当前插入棒束分别与当前插入棒束的上一个棒束、当前插入棒束上一层能够与当前插入棒束形成键2的棒束以及当前插入棒束上一层能够与当前插入棒束形成键3的棒束形成键1，键2和键3，建立棒束间映射关系，并依次产生2个中心通道，进一步地，根据共位和规律，互异原则完成当前插入棒束、当前插入棒束的上一个棒束、当前插入棒束上一层能够与当前插入棒束形成键2的棒束以及当前插入棒束上一层能够与当前插入棒束形成键3的棒束共4个棒束和2个中心通道之间的棒束与周围中心通道和中心通道与周围棒束映射关系的建立和相关属性设置。其中，根据所构建的映射关系的种类，确定最外层棒束和最外层子通道间的映射关系，最外层子通道与周围子通道间的映射关系和最外层子通道与周围棒束间的映射关系的自动构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法，其特征在于，所述快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法包括：/n获取待构建映射关系的全堆芯棒束-子通道数据；/n基于获取的全堆芯棒束-子通道数据，构建组件级棒束-子通道映射关系，并将构建的组件级棒束-子通道映射关系以预设元结构存储；/n基于获取的全堆芯棒束-子通道数据，构建堆芯级组件-组件映射关系，并将构建的堆芯级组件-组件映射关系以预设元结构存储。/n

【技术特征摘要】
1.一种快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法，其特征在于，所述快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法包括：
获取待构建映射关系的全堆芯棒束-子通道数据；
基于获取的全堆芯棒束-子通道数据，构建组件级棒束-子通道映射关系，并将构建的组件级棒束-子通道映射关系以预设元结构存储；
基于获取的全堆芯棒束-子通道数据，构建堆芯级组件-组件映射关系，并将构建的堆芯级组件-组件映射关系以预设元结构存储。


2.如权利要求1所述的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法，其特征在于，所述预设元结构包括：预设棒束元结构、预设子通道元结构以及预设组件元结构。


3.如权利要求2所述的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法，其特征在于，所述预设棒束元结构的数据项包括：当前棒束组件内编号、当前棒束在组件内所在的层数、棒束类型、当前棒束的周围棒束的组件内编号以及当前棒束的周围子通道的组件内编号；其中，所述棒束类型包括：中心棒束、角棒束和边棒束。


4.如权利要求2所述的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法，其特征在于，所述预设子通道元结构的数据项包括：当前子通道组件内编号、当前子通道在组件内所在的层数、子通道类型、当前子通道的周围棒束的组件内编号以及当前子通道的周围子通道的组件内编号；其中，所述子通道类型包括：上型中心通道、下型中心通道、边通道和角通道。


5.如权利要求2所述的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法，其特征在于，所述预设组件元结构的数据项包括：当前组件全局编号、当前组件所在的层数以及当前组件的周围组件的全局编号。


6.如权利要求1所述的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法，其特征在于，所述构建组件级棒束-子通道映射关系，包括：
首先，按照顺时针方向由内向外逐棒逐层自动构建组件级棒束-子通道映射关系；其中，在自动构建过程中，棒束与周围棒束间的映射关系、棒束与周围中心通道间的映射关系和中心通道与周围棒束间的映射关系同时进行构建；
然后，根据所构建的映射关系的种类，确定最外层棒束和最外层子通道间的映射关系、最外层子通道与周围子通道间的映射关系以及最外层子通道与周围棒束间的映射关系的自动构建方式；
最后，根据子通道与周围棒束映射关系，结合棒束与周围子通道映射关系，通过集合交运算，实现中心通道与周围子通道映射关系的建立，完成全部组件级棒束-子通道映射关系的构建。


7.如权利要求6所述的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法，其特征在于，棒束与周围棒束间的映射关系、棒束与周围中心通道间的映射关系以及中心通道与周围棒束间的映射关系的构建过程，具体为：
获取组件棒束数目，计算棒束最大层数；
初始化组件中第一棒束和第二棒束的相对位置关系；
依次插入组件内的除第一棒束和第二棒束外的其它棒束，并分别根据当前插入的棒束创建对应的中心通道，直到完成所有棒束插入，完成棒束与周围棒束间、棒束与周围中心通道间以及中心通道与周围棒束间的映射关系的构建。


8.如权利要求7所述的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法，其特征在于，根据当前插入的棒束创建对应的中心通道，包括：
若当前插入棒束为当前层起始棒束，则初始化当前插入棒束和上一层起始棒束之间的映射关系和相关属性设置；
若当前插入棒束为当前层最后棒束，则根据对位和规律，当前插...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡银宇，卢旭，郭苏萱，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