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摘 要 中国实验快堆在设计和施工过程中,一直面临各种各样的困难和问题.各工艺系统都是独立进行布置设计,并未进行真正意义上的综合设计,施工时设备、管道和支吊架等干涉现象较多,导致现场安装所需进行的设计变更较为频繁,进而影响了工程的施工进度.文章探讨了在快堆工艺系统设计中开始引入三维数字平台这一先进的工程平台和设计手段,并提出了若干预期目标,比如各专业协同设计、在设计过程中完成碰撞和干涉检查、施工模拟、平立面图和材料报表从统一的数据库中提取等等,进而提高我们的设计水平、设计质量和设计效率,同时可以更加科学合理地使用人力资源.
关 键 词 快堆;三维数字平台;建模
中图分类号:TL43 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)10-0129-03
核电站的设计是一项极其庞大的系统工程,要想做到优质高效的完成就必须有高质量的管理和先进的设计手段相结合.作为目前国际工程管理公司最为畅销的三维数字平台(或者有着不同的叫法,其核心内容和手段是一致的),是在统一的工作平台基础上,利用三维设计工具,各专业工种协作,资源共享,实现空间的实时可变的辅助设计.它最简单和显而易见的优点包括:
1)三维设计起步,直接抽取轴测图和平立面图.
2)与土建平行设计,土建偏差影响能直接得到直观反映.
3)三维仿真,建模过程完成碰撞和干涉检查.
4)安装中随过程修改,实时进行全面的碰撞检查.
5)从数据库中提取材料参数表.
6)三维模型导入管道分析软件,反馈及时.
7)统一智能平台管理,相应权限划分严格.
8)通过系统平台,总工程师控制全局.
1.三维数字平台的选择
设计则是精确的,设计软件是为了实际工程实施的设计工具,设计软件是为了实际工程实施的设计工具,分为一类以绘图为目的的CAD,这里D表示绘图,如DRAWING、AUTOCAD、MicroStation等软件;另一类是以设计为主的CAD,这里的D表示设计,它又可以分为两种:一种是以参数化为代表的机械类软件,比如PRO-E、SolidWorks、CATIA、INVENTOR等,以及相应更高层次的三维设计,这种设计属于离散型工艺,更接近以传动设备为中心的,非连续的工艺过程;另一种就是我们所要引入的流程化工程性质的三维数字平台,比如Intergraph公司的PDS系统和SmartPlant 3D系统、Bentley公司的PlantSpace系统和AVEVA公司的PDMS系统.
三维数字平台概念具体体现在以下几个方面.
1)集成化项目模型.各个专业的三维模型(建筑、结构、设备、管道、电缆桥架等)组成的全信息工程模型,包括:几何信息(长度、高度、厚度、坐标轴);属性信息(样式、材质、单位重量、成本).
2)三维设计.三维设计的最大特点就是在虚拟环境中建立项目的三维实体,正在反映了设计人员头脑中想象出各物项的空间形象,可以非常直观和明确的反馈各物体之间的空间关系,便于进行碰撞检查及调整修改.
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3)多专业协同设计.在统一的设计平台,使用统一的数据库,让项目设计人员得以运用集成模型,进行团队合作和集成制造,实现多专业协同工作的目的.
还可以跨越地域以便同步分享图表与属性数据.工作团队,无论是在同一处室或在同一栋建筑,还是在不同的城市、国家、甚至是不同洲,其设计与工程信息之间的协调性可大幅地改善,对位于不同时区的跨国合作项目特别有帮助.
4)统一的应用平台.三维数字平台在一个工程中使用统一的应用平台,经过长期应用和探索分析,目前快堆工艺系统的三维数字平台是基于Intergraph公司的SmartPlant系统(见图1),目前正在该系统中进行快堆某些项目的设计.
图1 SmartPlant集成系统
2.SmartPlant 3D在快堆某项目中的应用
SmartPlant 3D作为最先进的工厂设计软件,是Intergraph推出的新一代的,面向数据的,规则驱动的更符合工程设计流程的软件,工程数据可以更好的被使用和复用.SmartPlant 3D以MS SQL和Oracle为基础数据库,所有模型都是以对象形式存放在基础数据库中,并且不需要其他的图形引擎,使用较易使用的Visual Basic作为开发工具.SmartPlant 3D是一个前瞻性的产品,它改变了工程设计的方式,它打破了传统设计技术的局限.与简单的完成工厂设计相比,SmartPlant 3D能够更有效的优化设计,提高效率并缩短项目周期.
Smartplant 3D是一个新型的三维工厂设计系统,它与我们以往所使用的设计软件在设计习惯上有所不同,在设计流程、二次开发、系统管理等方面对我们来说都是全的课题.
2012年3月-5月进行了快堆某项目的三维设计,由工艺、结构、管道等专业人员共同进行三维建模,具体内容和步骤如下.
1)管道元件数据库定制.由于快堆采用钠作为工作介质,运行温度较高,对于材料具有的特殊要求,而Smar