快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法及系统与流程

本发明涉及核科学技术领域，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。

背景技术：

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。

技术实现要素：

本发明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，本发明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建方式，包括：

若当前建立的映射关系为规则映射，则再建一层虚棒束，完成最外层中心通道的创建和最外层非虚棒束与最外层中心通道间的棒束与周围子通道映射关系、子通道与周围棒束映射关系以及子通道与周围子通道映射关系的建立和相关属性的设置，在最外层中心通道的映射关系的建立过程中，根据对边和规律，完成跨组件的子通道与周围子通道映射关系的建立；

若当前建立映射关系为非规则映射，则首先依次创建边通道，并完成最外层棒束与边通道之间的棒束与周围子通道映射关系、子通道与周围棒束映射关系以及子通道与周围子通道映射关系的建立和相关属性的设置；然后依次创建角通道，并完成最外层棒束、边通道和角通道之间的棒束与周围子通道映射关系、子通道与周围棒束映射关系以及子通道与周围子通道映射关系的建立和相关属性的设置，在边通道和角通道的映射关系的建立过程中，根据对边和规律，完成跨组件的子通道与周围子通道映射关系的建立。

相应地，为解决上述技术问题，本发明还提供一种快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建系统，该系统包括：

数据获取模块，用于获取待构建映射关系的全堆芯棒束-子通道数据；

组件级棒束-子通道映射关系构建模块，用于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；

堆芯级组件-组件映射关系构建模块，用于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。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

1、本发明的映射构建方法的特点是自动进行棒束-子通道相对位置关系的建立，输入数据简单，仅需要输入快堆单个组件总棒数(包括燃料棒和导向管)或总棒束层数和快堆堆芯总组件数或总组件层数就可以完成快堆全堆芯棒束-子通道映射的构建，从而通过(组件编号，子通道/棒束编号)二元组实现：a.查询已知棒束周围棒束和周围子通道的功能；b.查询已知子通道周围子通道和周围棒束的功能。

2、本发明的核心映射自动构建方法不仅适用于单个六边形快堆组件内部的棒束-规则/非规则子通道映射构建，而且适用于整个六边形快堆堆芯的棒束-规则/非规则子通道映射构建，映射构建方法具有一致性。

3、本发明可以自动构建六边形快堆全堆芯棒束-规则子通道映射(参见图4)和全堆芯棒束-非规则子通道映射(参见图5)两种映射关系。

附图说明

图1为本发明实施例提供的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法的流程示意图；

图2为六边形快堆组件级棒束-规则子通道映射图。

图3为六边形快堆组件级棒束-非规则子通道映射图。

图4和图5分别为7组件快堆全堆芯棒束-规则子通道映射示意图和7组件快堆全堆芯棒束-非规则子通道映射示意图。

图6为三棒束围成的子通道控制体示意图。

图7为虚棒概念说明图。

图8为中心棒束元结构图。

图9和图10分别表示角棒束和边棒束元结构图。

图11为子通道元结构图：包括“上”型中心通道，“下”型中心通道，角通道和边通道四种元结构图。

图12为组件元结构图。

图13为对位和概念说明图。

图14为共位和概念说明图。

图15为对边和概念说明图。

图16为键1～键4概念说明图。

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堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法，该方法通过引入“元结构”、“对位和”、“对边和”和“共位和”等概念，实现了快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射关系的构建，其包括：

s101,获取待构建映射关系的全堆芯棒束-子通道数据；

其中，获取待构建映射关系的全堆芯棒束-子通道数据包括：组件内棒束数目,全堆芯组件的数目和导向管的组件内的位置编号；

s102,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；

s103,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。

下面对本实施例的方法进行具体说明：

首先，对本实施例的方法所涉及到的相关概念说明如下：

棒束-规则子通道映射(图)：构成映射关系图的子通道全部为类正三角形，如图2和图4，简称规则映射。

其中，图2中圆形表示燃料棒/导向管，所有棒束均为中心棒束，最外层为虚棒束(参见图7)；类正三角形表示中心通道。从图中可看出，所有棒束，子通道均由内向外逐个逐层有序排布。图4中组件编号方式为：第一层(中心六边形)为1号组件，第二层顺时针方向顺次进行编号为2-7号，其中1号组件0号组件位置(参见图12)为2号组件。

棒束-非规则子通道映射(图)：构成映射关系图的子通道除了类正三角形，还有类矩形，类菱形，如图3和图5，简称非规则映射。

其中，图3中圆形表示燃料棒/导向管，其中，8，10，12，14，16，18号棒束表示角棒束，9，11，13，15，17，19号棒束表示边棒束；1-7号棒束为中心棒束；1-24号类正三角形表示中心通道，25-36号类矩形表示边通道，37-42号类菱形表示角通道。从图中可以看出，所有棒束，中心通道均由内向外逐个逐层有序排布。最外层子通道由类矩形边通道和类菱形角通道组成。图5中组件编号方式为：第一层(中心六边形)为1号组件，第二层顺时针方向顺次进行编号为2-7号，其中1号组件0号组件位置(参见图12)为2号组件。

棒束-子通道映射(图)：包括棒束-规则子通道映射(图)和棒束-非规则子通道映射(图)。如图2-图5。无论规则映射还是非规则映射，均有以下四种映射关系组成：棒束与周围棒束(rod-rod)映射关系，棒束与周围子通道(rod-chan)映射关系，子通道与周围棒束(chan-rod)映射关系，子通道与周围子通道(chan-chan)映射关系和堆芯级组件与组件(assme-assem)映射关系。

虚棒：实际不存在的棒束，自动构建规则映射过程中需要借助虚棒完成相关子通道的建立，如图7所示，图中8-19号棒束为虚棒，实际并不存在。在自动构建组件级规则映射过程中，需要引入虚棒来完成最外层子通道(7-24号子通道)的创建，进而完成与最外层子通道相关的棒束与周围子通道，子通道与周围棒束，子通道与周围子通道映射关系的自动构建。

元结构：组成棒束-子通道映射图的基本结构。包括棒束元结构、子通道元结构和组件元结构。其中，棒束元结构包括：中心棒束元结构(如图8)，角棒束元结构(如图9)和边棒束元结构(如图10)；子通道元结构包括：“上”型子通道元结构，“下”型子通道元结构，边通道元结构和角通道元结构(如图11)；组件元结构参见图12。

其中，图8中实线圆形表示中心棒束，编号为id；0～5号虚线圆表示中心棒束周围的6个棒束位置，实/虚圆之间的0-5号虚线表示5个键位，虚线间0-5号类正三角形表示子通道位置。

图9和图10中，实线圆形表示棒束，编号为id，虚线类菱形、类矩形和类正三角表示编号为id的棒束周围的子通道位置，不难看出，角棒束和边棒束的周围只有5个子通道位置，少于中心通道的6个位置。需要注意的是：1.角棒束元结构和边棒束元结构仅在非规则映射图中存在；2.角棒束元结构和边棒束元结构中，边通道和角通道周围子通道位置编号可以灵活调整，但是不能与中心通道的位置编号冲突，因为中心通道的位置编号可以准确反映棒束与本中心通道的位置关系，边通道和角通道则不能，需要特殊处理。例如图9(a)：角通道和两个边通道编号可以顺次采用4，3，0，1(次序参见图8中的任意3个(例如：4，3，0)，但是不得使用2和5，其他同理。本专利采用的编号方式如图9和图10所示。

图11中实线类正三角形为中心通道，编号为id，0～2号实线圆形表示当前子通道周围的棒束位置。棒束间0-2号虚线位置表示当前子通道周围的子通道位置。需要注意的是，相邻中心通道“上”，“下”异型，即互异原则，例如：若当前中心通道为“上”型中心通道，则其周围中心通道必为“下”型。

图12中中心六边形表示当前组件，全局编号为id；周围0～5号六个虚线六边形表示当前组件周围的组件位置，在assem-assem映射关系中用于确定毗邻组件间的相对位置关系。从图中可以看出，组件相对位置0和5，1和4，2和3满足对位和规律(参见图13)。

棒束元结构：数据结构数据项包括：index，layer，type，数组surd_rod[0-5]和数组surd_chan[0-5]，其中，index为当前棒束组件内编号；layer为当前棒束在组件内所在的层数；type为棒束类型，可以为-1，0和1，分别表示虚棒，导向管和燃料棒；surd_rod[0-5]记录当前棒束的周围棒束的组件内编号(大于0)，其下标0-5分别对应棒束元结构图中0-5键位，若surd_rod[xxx]值为-1，说明此键位无棒束或尚未找到对应棒束，若surd_rod[xxx]值为-2，说明此键位为待连接键位；surd_chan[0-5]记录当前棒束的周围子通道的组件内编号，其下标0-5分别对应棒束元结构图中0-5子通道位置，若surd_chan[xxx]值为0，说明此位置无子通道或尚未找到对应子通道。

子通道元结构：数据结构数据项包括：index，layer，type，数组surd_rod[0-2]和数组surd_chan[0-3]，其中，index为当前子通道组件内编号；layer为当前子通道组件内所在的层数；type为子通道类型，可以为-1，0，1，2和3，分别表示初始化值，“上”型中心通道，“下”型中心通道，边通道和角通道；surd_rod[0-2]记录当前子通道的周围棒束的组件内编号，其下标0-2分别对应子通道元结构图中0-2棒束位置，若surd_rod[xxx]值为-1，说明此键位无棒束或尚未找到对应棒束；surd_chan[0-3]记录当前子通道的周围子通道的组件内编号，其下标0-3分别对应子通道元结构图中0-3号子通道位置，若surd_chan[xxx]值为0，说明此位置无子通道或尚未找到对应子通道，若surd_chan[xxx]值小于0，说明此位置的子通道位于其他组件，其绝对值表示这个子通道在对应组件内的全局编号。

组件元结构：数据结构数据项包括：index，layer和数组surd_assem[0-5]，其中，index表示当前组件全局编号；layer为当前组件所在的层数；surd_assem[0-5]记录当前组件的周围组件的全局编号，其下标0-5分别对应组件元结构图中0-5号组件位置，若surd_assem[xxx]值为-1，说明此位置无组件或尚未找到对应组件。

键位：中心棒束元结构中，中心棒束(编号为id)同周围棒束(位置编号0～5)之间的短线段(位置编号0～5)表示键位。需要注意的是，键位概念可以迁移至组件元结构中。即：组件元结构中，中心组件(编号为id)同周围组件(位置编号0～5)之间的短线段(组件0～5号边，同位置编号一致)表示键位。

互异原则：两个相邻的中心通道的类型type一定是互异的。

对位和：中心棒束元结构中，任意一对对角线键位编号之和，即对位和，均为5。通过对位和，键位编号，可以确定邻近棒束间相对位置。示例如图13。

如图13所示，棒束ins需要插入到映射图中，已知棒束ins-1待连接键位为2，通过对位和规律：5–2＝3，得到棒束ins的3号键位需要与棒束ins-1的待连接键位2连接。同理，棒束ins的4号键位需要与棒束pre的待连接键位1连接。

共位和：根据中心棒束元结构的特点，每一个中心通道所占据的周围三个棒束元的对应子通道位置满足以下规律：a.“上”型中心通道占据的周围三个棒束元的对应子通道位置编号之和为6；b.“下”型中心通道占据的周围三个棒束元的对应子通道位置编号之和为9；6和9即为共位和。示例如图14。

如图所示，“上”型中心通道x占据1号棒的2号子通道位置，2号棒的0号子通道位置和3号棒的4号子通道位置，这三个位置编号之和为6；“下”型中心通道y占据1号棒的1号子通道位置，2号棒的5号子通道位置，3号棒的3号子通道位置，这三个位置编号之和为9。根据共位和的特点，若已知某中心通道占据的它的周围任意两个棒束的对应的子通道位置编号p，q和这个中心通道的“上”、“下”类型，则可以计算出它所占据的第三个棒束的对应子通道位置编号r：

“上”型中心通道：r＝6–p–q

“下”型中心通道：r＝9–p–q。

对边和：组件元结构中，每对边上的存在跨组件chan-chan关系的边通道与其对边上对应边通道之和，共3个，从小到大分别存储在opsite_sum[0-2]中。示例如图15，图中虚线类正三角形，类矩形和类菱形表示与当前子通道相邻的属于其他组件的子通道。如图所示：图15(a)中，对边0号边和5号边的对位和：25+44＝27+42＝29+40＝69；同理可得：1号边和4号边，2号边和3号边的对边和分别为：79和89。图15(b)中，对边和分别为：57，61和65。需要注意的是：对边和的计算可以只计算每对边中的任意一对对位边通道编号之和，如25+44，27+42，29+40中的任意一对；也可以先计算每对边上所有边通道编号之和，然后除以对数，如(25+44+27+42+29+40)/6＝69。

键1～键4：按照由内向外，逐层逐棒自动构建rod-rod映射的方法，每一个待插入的棒束(编号为ins)最多与已经构建好的映射图形成4个键，按照成键次序分别命名为键1～键4。示例如图16。如图16(a)，最多形成两个键：键1为rod[ins]的键位3和rod[ins-1]的键位2形成的键3-2，键2为rod[ins]的键位4和rod[pre]的键位1形成的键4-1。同理：如图16(b)，键1～键3分别为：键3-2，键4-1，键5-0；如图16(c)，键1～键4分别为：键1-4，键2-3，键5-0，键4-1。

键4原理：只有每层最后一个棒束(1号棒束除外)的插入，才会形成键4，才会与其他棒束形成4个键位连接，才会产生3个子通道。

交集原则：子通道间chan-chan关系的建立是根据当前子通道chan-rod关系和其周围棒束rod-chan关系，通过交集运算实现的，例如：根据图1，8号子通道0号子通道位置上下两个位置棒束编号为9和2，rod[9]周围子通道编号：7，8，9，26，27和28；rod[2]周围子通道编号：1，6，7，8，23和24；两者交集值：7，8，去掉8号自身，8号子通道0号子通道位置的子通道编号为7号。

寻键路径和逆寻键路径：指遍历当前棒束周围子通道位置的次序，参见图8。寻键路径为5，2，1，0，3，4；逆寻键路径为0，1，2，5，4，3。

基于上述，本实施例中的构建组件级棒束-子通道映射关系的过程，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，棒束和中心通道间的rod-rod映射关系rod-chan映射关系和chan-rod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rod-chan映射关系、chan-chan映射关系以及chan-rod映射关系的自动构建方式；

最后，根据chan-rod映射关系，结合rod-chan映射关系，通过集合交运算，实现中心通道chan-chan映射关系的建立，从而完成全部组件级棒束-子通道映射关系的构建。

其中，棒束和中心通道间的rod-rod映射关系、rod-chan映射关系以及chan-rod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，完成棒束和中心通道间的rod-rod、rod-chan以及chan-rod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rod-chan和chan-rod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rod-chan和chan-rod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rod-chan和chan-rod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rod-chan，chan-chan和chan-rod映射关系的自动构建方式，包括：

若当前建立的映射关系为规则映射，则再建一层虚棒束，完成最外层中心通道的创建和最外层非虚棒束与最外层中心通道间的rod-chan、chan-rod以及chan-chan映射关系的建立和相关属性的设置，在最外层中心通道的映射关系的建立过程中，根据对边和规律，完成跨组件的chan-chan映射关系的建立；

若当前建立映射关系为非规则映射，则首先依次创建边通道，并完成最外层棒束与边通道之间的rod-chan、chan-rod以及chan-chan映射关系的建立和相关属性的设置；然后依次创建角通道，并完成最外层棒束、边通道和角通道之间的rod-chan、chan-rod以及chan-chan映射关系的建立和相关属性的设置，在边通道和角通道的映射关系的建立过程中，根据对边和规律，完成跨组件的chan-chan映射关系的建立。

堆芯级assem-assem映射关系的自动构建方法同组件级rod-rod映射关系的自动构建方法完全一致，前者中的组件元结构对应后者中的棒束元结构(参见图7和图11)，区别在于：1.组件数目和棒束数目的不同；2.在组件级rod-rod映射关系的自动构建过程中，同时进行棒束与周围中心通道rod-chan映射关系和中心通道与周围棒束chan-rod映射关系的自动构建，而堆芯级assem-assem映射关系的自动构建只需要建立组件与组件之间的关系即可。

二者结合，最终完成完整的全堆芯棒束-子通道映射关系的自动构建。

进一步地，下面从程序执行的角度对本实施例的方法作更详细的说明：

首先，对使用到的术语说明如下：

rod[ins]：当前插入棒束。

rod[ins-1]：当前插入棒束的上一个棒束。

rod[start]：当前层起始棒束。

rod[end]：当前层结束棒束。

rod[last_layer_start]：上一层起始棒束。

rod[last_layer_end]：上一层结束棒束。

rod[pre]和rod[next]：rod[ins]插入过程中，存在只能形成键1和键2的情况和只能形成键1、键2和键3的情况，参见图16(a)和图16(b)，此时，在rod[ins]上一层并且能够与rod[ins]形成键2的棒束记为rod[pre]，在rod[ins]上一层并且能够与rod[ins]形成键3的棒束记为rod[next]。

基于上述，本实施例的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法的程序执行过程包括：

1、组件级棒束-子通道映射关系自动构建

a.读入组件棒束数目rod_num，计算棒束最大层数：

rod_max_layer＝(3+√(9+12*(rod_num-1)))/6

b.初始化rod[1]和rod[2]相对位置关系。

c.插入rod[ins](ins≥3)，创建对应中心通道：

c1若rod[ins]为当前层起始棒束，则初始化rod[ins]和rod[last_layer_start]之间的rod-rod关系和相关属性设置。

c2若rod[ins]为当前层最后棒束，则根据对位和规律，rod[ins]分别与rod[ins-1]，rod[last_layer_end]，rod[last_layer_start]和rod[start]形成键1～键4，建立rod-rod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rod[ins]，rod[ins-1]，rod[last_layer_end]，rod[last_layer_start]和rod[start]5个棒束和新产生的3个子通道之间的rod-chan和chan-rod关系建立和相关属性设置。

c3若rod[ins]不满足c1和c2，根据对位和规律，若可以形成2个键，则rod[ins]分别与rod[ins-1]，rod[pre]形成键1和键2，建立rod-rod关系，并且产生1个子通道，进一步地，根据共位和规律，互异原则完成rod[ins]，rod[ins-1]和rod[pre]3个棒束和1个子通道之间的rod-chan和chan-rod关系建立和相关属性设置；若可以形成3个键，则rod[ins]分别与rod[ins-1]，rod[pre]和rod[next]形成键1，键2和键3，建立rod-rod关系，并且依次产生2个子通道，进一步地，根据共位和规律，互异原则完成rod[ins]，rod[ins-1]，rod[pre]和rod[next]4个棒束和2个中心通道之间的rod-chan和chan-rod关系建立和相关属性设置。

d.重复步骤c，直到完成所有棒束插入，完成棒束和中心通道间rod-rod，rod-chan和chan-rod关系的建立和相关属性的设置。

e.创建最外层子通道：

e1若当前建立映射关系为规则映射，则需要额外多次执行步骤c，再建立一层虚棒束，完成最外层中心通道的创建和最外层棒束(非虚棒)与最外层中心通道之间的rod-chan，chan-rod和chan-chan关系的建立和相关属性的设置，在最外层中心通道chan-chan关系建立过程中，根据对边和规律，完成跨组件chan-chan关系的建立。

e2若当前建立映射关系为非规则映射，则需要首先依次创建边通道，并完成最外层棒束与边通道之间的rod-chan，chan-rod和chan-chan关系的建立和相关属性的设置；然后依次创建角通道，并完成最外层棒束、边通道和角通道之间的rod-chan，chan-rod和chan-chan关系的建立和相关属性的设置，在边通道和角通道chan-chan关系建立过程中，根据对边和规律，完成跨组件chan-chan关系的建立。

f.根据交集原则，依次建立中心通道间chan-chan关系。

g.结束。

2、堆芯级组件-组件映射关系自动构建

基于中心棒束元结构和组件元结构的相似性，组件-组件映射关系的建立同组件内rod-rod关系的建立方法一致，具体步骤如下：

a.读入组件数目assem_num，计算组件最大层数：

assem_max_layer＝(3+√(9+12*(assem_num-1)))/6

b.初始化assem[1]和assem[2]相对位置关系。

c.插入assem[ins](ins≥3)，创建对应中心通道：

c1若assem[ins]为当前层起始组件，则初始化assem[ins]和assem[last_layer_start]之间的assem-assem关系和相关属性设置。

c2若assem[ins]为当前层最后组件，则根据对位和规律，assem[ins]分别与assem[ins-1]，assem[last_layer_end]，assem[last_layer_start]和assem[start]形成键1～键4，建立assem-assem关系。

c3若assem[ins]不满足c1和c2，根据对位和规律，若可以形成2个键，则assem[ins]分别与assem[ins-1]，assem[pre]形成键1和键2，建立assem-assem关系；若可以形成3个键，则assem[ins]分别与assem[ins-1]，assem[pre]和assem[next]形成键1，键2和键3，建立assem-assem关系。

d.重复步骤c，直到完成所有组件的插入。

e.结束。

3、全堆芯棒束-规则/非规则子通道映射关系查询方法

如图3和图4，图中每个棒束和子通道均通过二元组(组件编号，棒束/子通道编号)确定，例如(2，15)：表示2号组件的15号棒束/子通道，根据使用时实际情况，进一步确定需要查找的是棒束还是子通道。

对于棒束(x，y)，其周围各个位置棒束通过rod[y].surd_rod[0-5]确定，周围各个位置子通道通过rod[y].surd_chan[0-5]确定。例如：图3中，棒束(2，15)的rod[15].surd_rod[0-5]值：6，5，14，16，31，30(图中没有31和30，参见图6虚棒概念)，其中rod[30].type＝rod[31].type＝-1，说明rod[30]和rod[31]为虚棒，其余棒束实际存在；棒束(2，15)的rod[15].surd_chan[0-5]值：17，16，41，18，43，42。图4中，棒束(2，15)的rod[15].surd_rod[0-5]值：6，5，14，16，-1，-1，其中-1表示对应位置没有棒束；棒束(2，15)的rod[15].surd_chan[0-5]值：17，16，31，18，32，0，因为棒束15位于最外层，其周围只有5个子通道，0仅作占位用(适用于所有最外层棒束)。

对于子通道(x，y)，其周围各个位置棒束通过chan[y].surd_rod[0-2]确定，周围各个位置子通道通过chan[y].surd_chan[0-3]确定。例如：图3中，子通道(1，25)的chan[25].surd_rod[0-2]值：20，8，21，其中rod[20].type＝rod[21].type＝-1，为虚棒，rod[8]实际存在；子通道(1，25)的chan[25].surd_chan[0-3]值：54，26，-44，0，其中-44表示44号子通道位于其他组件，查询1号组件assem[1].surd_assem[0-5]结合25号子通道位于0号组件边界(参见图11)可以确定：44号子通道位于7号组件；0表示当前位置没有子通道；图4中，子通道(1，37)为角通道，其chan[25].surd_rod[0-2]值：8，-1-1，其中-1表示对应位置没有棒束；其chan[25].surd_chan[0-2]值：36，25，-39，-41，查询1号组件assem[1].surd_assem[0-5]结合37号角通道为第一个角通道可以确定：39号角通道位于7号组件，41号角通道位于2号组件。

第二实施例

本实施例提供一种快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建系统，包括：

数据获取模块，用于获取待构建映射关系的全堆芯棒束-子通道数据；

组件级棒束-子通道映射关系构建模块，用于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；

堆芯级组件-组件映射关系构建模块，用于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。

本实施例的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建系统与上述第一实施例的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建方法相对应；其中，本实施例的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建系统中的各功能模块所实现的功能与上述第一实施例的快堆同构组件全堆芯棒束-子通道映射构建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(系统)、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，但对于本技术领域的普通技术人员来说，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。