一种六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法技术

本发明专利技术属于核反应堆堆芯计算技术领域，具体公开了一种六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法，首先确定六角形组件堆芯的中心组件坐标和其他各组件相对于中心组件的二维坐标，然后确定各组件的圈数、边数和个数，最后计算按逆时针顺序编号的一维序号坐标，实现二维坐标系与一维坐标系间的转换，为不同坐标系的堆芯物理软件模块或软件间的数据传递提供了具体实现过程，能够拓展堆芯物理计算软件的使用范围和计算能力。围和计算能力。围和计算能力。

【技术实现步骤摘要】
一种六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法


[0001]本专利技术属于核反应堆堆芯计算
，具体涉及一种六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法。

技术介绍

[0002]在压水堆、沸水堆等传统轻水堆中，一般采用矩形燃料组件来构建反应堆堆芯，在采用堆芯物理计算软件进行堆芯核设计时，需要对堆芯进行坐标系搭建和网格划分。因为矩形组件与直角坐标完美贴合，十分容易采用笛卡尔直角坐标系描述各组件或网格的位置和顺序。
[0003]而在钠冷快堆、铅铋快堆等第四代反应堆中常采用六角形组件来构建堆芯，与矩形组件相比，六角形组件由于角度差异，使得在采用堆芯物理计算软件进行堆芯核设计时对堆芯进行坐标系搭建的难度增加，其网格位置及顺序定义方式也存在明显差异。目前，有两种典型的六角形组件堆芯坐标系搭建及网格位置定义方式：(1)采用二维非直角坐标系，如60
°
夹角的斜坐标系，左上角为坐标原点，左上角虚线表示的六角形组件真实不存在，通过虚拟组件的形式补全堆芯坐标，网格坐标采用(i,j)描述，典型的压水堆堆芯及其网格坐标如图1所示；(2) 采用一维编号来描述网格坐标，该编号规则为：中心组件为1，从第二圈开始逆时针编号，一圈编完后进入下一圈继续编号，即形成一维序号坐标系，其网格坐标如图2所示。
[0004]一般在某个六角形组件堆芯物理计算软件中只存在一种坐标系描述方式，但近年来随着六角形组件堆芯物理计算软件的快速发展和多专业耦合计算的深入，在同一个软件内存在两套坐标系或一个计算系统内存在包含不同计算坐标系的软件模块，为了能够更好的实现软件间或模块间的数据传递、参数转换，建立六角形组件堆芯不同坐标系之间的转换方法是十分有必要的。

技术实现思路

[0005]为了满足六角形组件堆芯物理计算软件内或软件间不同坐标系之间的参数传递，本专利技术提供了一种六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法，将二维非直角坐标系转换为一维序号坐标系，实施以下步骤：
[0008]S1.在二维非直角坐标系中，确定六角形组件堆芯中心组件的坐标 A0(i0,j0)；
[0009]S2.计算六角形组件堆芯各组件A(i,j)相对于中心组件A0(i0,j0)的相对坐标 rA(ri,rj)，并根据斜坐标距离计算公式计算各组件A(i,j)到中心组件A0(i0,j0)的距离L(i,j)；
[0010]S3.根据六角形组件堆芯各圈组件到中心组件A0(i0,j0)的距离范围，判断各组件A(i,j)到中心组件A0(i0,j0)的距离L(i,j)落入的圈层范围，确定各组件A(i,j) 所在的圈
数C(i,j)；
[0011]S4.根据步骤S2获取的各组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)，以及步骤S3获取的各组件A(i,j)的圈数C(i,j)，确定各组件A(i,j)位于所在圈层的第几条边上，即边数B(i,j)；
[0012]S5.根据步骤S2获取的各组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)，以及步骤S4获取的各组件A(i,j)的边数B(i,j)，确定各组件A(i,j)是所在边的第几个组件，即个数 G(i,j)；
[0013]S6.根据步骤S3确定的圈数C(i,j)，步骤S4确定的边数B(i,j)，以及步骤S5 确定个数G(i,j)，计算各组件A(i,j)在一维序号坐标系中的一维序号坐标S(i,j)。
[0014]以上方案建立了二维非直角坐标系向一维序号坐标系进行转换的计算算法，为不同坐标系的堆芯物理软件模块或软件间的数据传递提供了具体实现过程，能够拓展堆芯物理计算软件的使用范围和计算能力。
[0015]进一步地，步骤S1中：确定六角形组件堆芯中心组件的坐标A0(i0,j0)为 A0(R,R)，R为堆芯总圈数。
[0016]进一步地，步骤S2中：计算六角形组件堆芯各组件A(i,j)相对于中心组件 A0(R,R)的相对坐标rA(ri,rj)，其中ri＝i
‑
R，rj＝j
‑
R。
[0017]进一步地，步骤S2中：计算各组件A(i,j)到中心组件A0(R,R)的距离L(i,j)的斜坐标距离计算公式为：L(i,j)＝(ri^2+rj^2+2*ri*rj*cos(π/3))^0.5。
[0018]进一步地，步骤S3中：第n圈组件到中心组件A0(R,R)的距离范围为判断各组件A(i,j)到中心组件A0(R,R)的距离L(i,j)落在该范围时的n值，则A(i,j)位于第n圈，即C(i,j)＝n。
[0019]进一步地，步骤S3中：对于六角形组件堆芯的六个角点组件，当圈数≥8时，组件A(i,j)的圈数C(i,j)＝n+1。
[0020]进一步地，步骤S4中：
[0021]当组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)同时满足
①
ri≥0、
②
ri＝C(i,j)
‑
1、
③
ri≠
‑
rj时，组件A(i,j)位于第一条边上，即B(i,j)＝1；
[0022]当组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)同时满足
①
rj＝
‑
C(i,j)+1、
②
ri>0时，组件A(i,j) 位于第二条边上，即B(i,j)＝2；
[0023]当组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)同时满足
①
rj＝
‑
C(i,j)+1、
②
ri＝0时，或同时满足
①
ri<0、
②
rj<0时，组件A(i,j)位于第三条边上，即B(i,j)＝3；
[0024]当组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)同时满足
①
ri<0、
②
ri＝
‑
C(i,j)+1、
③
ri≠
‑
rj时，组件A(i,j)位于第四条边上，即B(i,j)＝4；
[0025]当组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)同时满足
①
ri<0、
②
ri＝
‑
C(i,j)+1、
③
ri＝
‑
rj时，或同时满足
①
ri<0、
②
rj＝
‑
C(i,j)+1、
③
ri≠0时，组件A(i,j)位于第五条边上，即 B(i,j)＝5；
[0026]当组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)同时满足
①
ri≥0、
②
rj>0时，或同时满足
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法，其特征在于，将二维非直角坐标系转换为一维序号坐标系，实施以下步骤：S1.在二维非直角坐标系中，确定六角形组件堆芯中心组件的坐标A0(i0,j0)；S2.计算六角形组件堆芯各组件A(i,j)相对于中心组件A0(i0,j0)的相对坐标rA(ri,rj)，并根据斜坐标距离计算公式计算各组件A(i,j)到中心组件A0(i0,j0)的距离L(i,j)；S3.根据六角形组件堆芯各圈组件到中心组件A0(i0,j0)的距离范围，判断各组件A(i,j)到中心组件A0(i0,j0)的距离L(i,j)落入的圈层范围，确定各组件A(i,j)所在的圈数C(i,j)；S4.根据步骤S2获取的各组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)，以及步骤S3获取的各组件A(i,j)的圈数C(i,j)，确定各组件A(i,j)位于所在圈层的第几条边上，即边数B(i,j)；S5.根据步骤S2获取的各组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)，以及步骤S4获取的各组件A(i,j)的边数B(i,j)，确定各组件A(i,j)是所在边的第几个组件，即个数G(i,j)；S6.根据步骤S3确定的圈数C(i,j)，步骤S4确定的边数B(i,j)，以及步骤S5确定个数G(i,j)，计算各组件A(i,j)在一维序号坐标系中的一维序号坐标S(i,j)。2.根据权利要求1所述的六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法，其特征在于，步骤S1中：确定中心组件坐标A0(i0,j0)为A0(R,R)，R为堆芯总圈数。3.根据权利要求2所述的六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法，其特征在于，步骤S2中：计算各组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)，其中ri＝i
‑
R，rj＝j
‑
R。4.根据权利要求3所述的六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法，其特征在于，步骤S2中：计算各组件A(i,j)到中心组件A0(R,R)的距离L(i,j)的斜坐标距离计算公式为：L(i,j)＝(ri^2+rj^2+2*ri*rj*cos(π/3))^0.5。5.根据权利要求4所述的六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法，其特征在于，步骤S3中：第n圈组件到中心组件A0(R,R)的距离范围为判断各组件A(i,j)到中心组件A0(R,R)的距离L(i,j)落在该范围时的n值，则组件A(i,j)的圈数C(i,j)＝n。6.根据权利要求5所述的六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法，其特征在于，步骤S3中：对于六角形组件堆芯的六个角点组件，当圈数≥8时，组件A(i,j)的圈数C(i,j)＝n+1。7.根据权利要求6所述的六角形组件堆芯物理计算坐标转换方法，其特征在于，步骤S4中：当组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)同时满足
①
ri≥0、
②
ri＝C(i,j)
‑
1、
③
ri≠
‑
rj时，组件A(i,j)的边数B(i,j)＝1；当组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)同时满足
①
rj＝
‑
C(i,j)+1、
②
ri>0时，组件A(i,j)的边数B(i,j)＝2；当组件A(i,j)的相对坐标rA(ri,rj)同时满足
①
rj＝
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李治刚，余红星，安萍，芦韡，严明宇，曾辉，孙伟，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：