(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211131221.3 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市碑林区咸宁西 路28号 (72)发明人 陈荣华　王金顺　田文喜　苏光辉　 秋穗正　 (74)专利代理 机构 西安智大知识产权代理事务 所 61215 专利代理师 何会侠 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种适用 于液态金属快堆的全堆芯子通道 预处理建模方法 (57)摘要 一种适用 于液态金属快堆的全堆芯子通道 预处理建模 方法， 1、 根据用户给定的燃料组件总 数和组件类型数量， 确定全部组件的排布， 并计 算各组件的中心坐标； 2、 根据用户给定的盒 间流 模型， 对盒间流通道、 间隙进行编号建模和参数 计算； 3、 根据上述步骤确定的组件类型、 中心坐 标、 用户给定的燃料棒数量、 棒径等， 来进行 组件 内的棒、 通道、 间隙的编号、 建模和参数计算； 4、 给定瞬态的边界条件， 支持瞬态功率变化函数、 入口流量变化函数以及入口温度变化函数； 5、 根 据计算得到的子通道和燃料棒几何坐标和边界 状态参数， 按照VTK  file2.0格式进行建模， 可视 化显示全堆芯/组件的几何结构； 6、 根据以上参 数， 生成满足液态金属快堆子通道分析软件的输 入卡。 权利要求书5页 说明书11页 附图3页 CN 115392050 A 2022.11.25 CN 115392050 A 1.一种适用于液态金属快堆的全堆芯子通道预处理建模方法， 其特征在于： 具体步骤 如下： 步骤1： 根据用户给定的燃料组件总数和组件类型数量， 确定全部燃料组件的排布， 并 且根据组件 对边距和盒间距计算各组件的中心坐标； 对于六边形燃料组件， 其燃料组件编号采取由内圈向外增大， 除中心 组件外， 每一圈上 起始编号组件为中心燃料组件的正上方燃料组件， 燃料组件编号按照顺时针依 次增大； 中 心组件记为1号组件， 每一圈燃料组件的起始编号 为： chan(1)＝1 chan(2)＝2 chan(i)＝c han(i‑1)+(i‑2)×6 式中chan为每圈起始子通道编号， i为圈序号， 中心燃料组件对应第一圈， 由中心向外 依次增大； 确定全部燃料组件的编号排布之后， 计算各燃料组件的中心坐标时， 将除中心燃料组 件外的每一圈组件按照60度角的间隔顺时针方向划分成6个区域， 任意圈起始编号燃料组 件的中心坐标计算式为： xcood(1)＝0.0  ycood(1)＝0.0 xcood(chan(i))＝0.0 ycood(chan(i))＝(i‑1)*side_length 式中xcood(n)和ycood(n)为燃料组件n的中心X坐标和Y坐标， n为燃料组件的编号， i为 圈序号， side_length为燃料组件的对边距； 任意圈各区域燃料组件的中心坐标计算式为： 0～60°  xcood(i1‑1+chan(i))＝xcood(i1‑2+chan(i))+side_length ×0.866 ycood(i1‑1+chan(i))＝ycood(i1‑2+chan(i))‑side_length ×0.5 60°～120°  xcood(i2‑1+chan(i))＝xcood(i2‑2+chan(i)) ycood(i2‑1+chan(i))＝ycood(i2‑2+chan(i))‑side_length 120°～180°  xcood(i3‑1+chan(i))＝xcood(i3‑2+chan(i))‑side_length ×0.866 ycood(i3‑1+chan(i))＝ycood(i3‑2+chan(i))‑side_length ×0.5 180°～240°  xcood(i4‑1+chan(i))＝xcood(i4‑2+chan(i))‑side_length ×0.866 ycood(i4‑1+chan(i))＝ycood(i4‑2+chan(i))+side_length ×0.5 240°～300°  xcood(i5‑1+chan(i))＝xcood(i5‑2+chan(i)) ycood(i5‑1+chan(i))＝ycood(i5‑2+chan(i))+side_length 300°～360°  xcood(i6‑1+chan(i))＝xcood(i6‑2+chan(i))+side_length ×0.866 ycood(i6‑1+chan(i))＝ycood(i6‑2+chan(i))+side_length ×0.5 式中i为圈序号， i1＝2,i， i2＝i+1,2 ×i‑1， i3＝2×i,3×i‑2， i4＝3×i‑1,4×i‑3， i5 ＝4×i‑2,5×i‑4， i6＝5×i‑3,6×i‑6； 考虑到四边形堆芯排布更加复杂， 有两种典型排布， 即矩形排布和类圆形排布； 为了能 够兼容这两种排布形状， 四边形堆芯采用19X19的矩形空间， 在(p,q)位置处填入燃料组件 类型序号， 燃料 组件序号为0表 示为该处(p,q)为空， 即不存在燃料 组件； 燃料 组件编号 从上 到下， 从左到右 依次增大； 任意(p,q)位置的燃料组件的中心坐标为： xcood(1,1)＝0.0  ycood(1,1)＝0.0权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115392050 A 2xcood(p,q)＝xco od(1,1)+side_length ×(q‑1) ycood(p,q)＝yco od(1,1)+side_length ×(p‑1) 式中p为四边形燃料组件排布中的横向序号， 从左到右由1增加到19， q为四边形燃料组 件排布中的纵向序号， 从上向下由1增 加到19； 步骤2： 根据用户给定的燃料组件盒间流模型选项， 对盒间流的通道、 间隙进行编号建 模和参数计算； 在对盒间流通道进行建模计算时， 按照燃料组件编号顺序逐一将其视为 目 标燃料组件， 通过判断目标燃料组件与周围燃料组件的相邻 关系， 来确定目标燃料组件周 围是否生成附属盒间流通道； 对于四边形 的目标燃料组件， 最多只有上右下左四个相邻的 周围燃料组件， 因此最多只有四个附属的盒间流通道； 对于六边目标燃料组件， 最多只有 上、 右上、 右下、 下、 左 下、 左上六个方向相邻的周围燃料组件， 因此每个目标燃料组件最多 只能生成六个附属的盒间流 通道； 以上确定了生成盒间流通道的判断条件， 对于生成的所有的盒间流通道采用局部编 号， 编号顺序为按照燃料组件编号由小到大顺序来确定目标燃料组件， 按照目标燃料组件 的顺序依次由小到大进行编号； 需要计算生成的盒间流通道的流通面积、 湿周， 计算式如 下： AreaBox6＝0.5×AssemGap×(0.2887×AssemGap+side_length) WetBox6＝side_length AreaBox4＝0.5×AssemGap×(side_length+0.5 ×AssemGap) WetBox4＝side_length 式中AreaBox为盒间流通道流通面积， WetBox为盒间流通道的湿周， 下标4和6分别表示 四边形燃料组件和六边形燃料组件； 以上确定了盒间流通道的生成和编号， 盒间流通道之间会因为温度、 压力分布不均匀 而产生横向流动， 因此需要对盒间流通道之间的间隙进行编号和 参数计算； 盒间流通道之 间的间隙分为两类： 不同燃料组件的附属盒间流通道之 间形成的间隙以及同一燃料组件的 附属盒间流通道之 间的形成的间隙； 对于第一类不同燃料组件的附属盒间流通道之 间的间 隙， 也就是目标燃料组件与相邻小编号燃料组件之间形成的间隙， 这类间隙从目标燃料组 件的正上方为起始按照顺时针方向依次编号； 对于第二类同一燃料组件的附属盒间流通道 之间形成的间隙， 也就是目标燃料组件的附属盒间流通道之间形成的间隙， 这类间隙从目 标燃料组件的右上角为起始按照顺时针方向依次编号； 需要计算盒间流间隙相邻的盒间流 通道编号、 间隙长度、 间隙宽度， 间隙长度和间隙宽度的计算式为： Bgap_length6， 1＝0.5×AssemGap Bgap_width6， 1＝side_length+As semGap/1.732 Bgap_length6， 2＝0.5×(2×(side_length+As semGap)+AssemGap/1.732) Bgap_width6， 2＝0.57735×AssemGap Bgap_length4， 1＝0.5×AssemGap Bgap_width4， 1＝side_length+As semGap Bgap_length4， 2＝0.5×(side_length+side_length+As semGap) Bgap_width4， 2＝0.707×AssemGap 式中Bgap_length为 间隙长度， Bgap_width为 间隙宽度， 下标4和6分别表示四边形燃料权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115392050 A 3