PDMS在核電廠室外管網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李明

(中廣核工程有限公司,廣東深圳 518172)

PDMS在核電廠室外管網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李明

(中廣核工程有限公司,廣東深圳 518172)

基于PDMS在核電廠室外管網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，對(duì)設(shè)計(jì)輸入、PDMS模型層次結(jié)構(gòu)的確定、三維管網(wǎng)建模方法、碰撞檢查和DRAFT出圖等進(jìn)行了實(shí)踐探索，初步形成了室外建模的通用方法和基本步驟，為今后核電項(xiàng)目的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

核電廠 室外管網(wǎng) 總圖 三維設(shè)計(jì) PDMS

1 目的

核電廠室外管網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)是一項(xiàng)涉及專業(yè)多、接口多、交叉多、協(xié)調(diào)工作量大、協(xié)同設(shè)計(jì)繁雜的工作，且基于廠址條件等方面的不同，每個(gè)電廠總圖及管網(wǎng)布置都不相同，不同核電項(xiàng)目之間設(shè)計(jì)的復(fù)用性較差。目前設(shè)計(jì)上現(xiàn)行的二維設(shè)計(jì)、人工檢查協(xié)調(diào)碰撞方法，不僅耗費(fèi)設(shè)計(jì)人員大量的時(shí)間精力，且難以做到面面俱到，也給現(xiàn)場(chǎng)的施工管理帶來(lái)了困擾。為及時(shí)反映地下管網(wǎng)設(shè)計(jì)和施工的實(shí)際情況，避免碰撞，亟需構(gòu)建可用于快速檢查、及時(shí)調(diào)整的室外管網(wǎng)設(shè)計(jì)平臺(tái)。

目前，工廠三維設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)PMDS已廣泛應(yīng)用于核電廠廠房布置及管道設(shè)計(jì)，部分設(shè)計(jì)院也開始嘗試在小范圍內(nèi)開展三維室外管網(wǎng)設(shè)計(jì)平臺(tái)的構(gòu)建和二次開發(fā)等工作。本文基于PDMS在核電廠室外管網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，對(duì)設(shè)計(jì)輸入、PDMS模型層次結(jié)構(gòu)的確定、三維管網(wǎng)建模方法、碰撞檢查等進(jìn)行了實(shí)踐探索，初步梳理了總圖建模的通用方法和基本步驟。

圖1 三維管網(wǎng)設(shè)計(jì)模型層次結(jié)構(gòu)

表1 土建模型整體結(jié)構(gòu)劃分原則

圖2 墻體建模實(shí)例

圖3 某核電廠PDSM三維建模效果圖

2 設(shè)計(jì)輸入及模型層次結(jié)構(gòu)

開展室外三維管網(wǎng)綜合建模需要具備以下設(shè)計(jì)輸入：各階段廠房布置圖、各階段工藝專業(yè)室外管線平面和三維提資信息、各階段廠區(qū)總平面及豎向布置圖。PDMS軟件數(shù)據(jù)庫(kù)采用樹狀層次結(jié)構(gòu)，SITE作為設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的第一級(jí)數(shù)據(jù)實(shí)體，由若干個(gè)ZONE所組成，ZONE作為數(shù)據(jù)庫(kù)中第二級(jí)數(shù)據(jù)實(shí)體，由若干個(gè)STRU、PIPE、EQUI等組成。室外管網(wǎng)三維布置設(shè)計(jì)是指在PDMS三維協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)上，與各工藝布置專業(yè)同步進(jìn)行的三維設(shè)計(jì)過程，包括廠房、室外管線、地下廊道、道路、圍欄及場(chǎng)地三維模型的設(shè)計(jì)輸入、模型建立、模型修改、模型校審、狀態(tài)控制及與工藝專業(yè)的接口交換、適應(yīng)性檢查等工作，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)輸入有據(jù)可查、設(shè)計(jì)過程有度可控、設(shè)計(jì)成果有質(zhì)可信。基于某核電項(xiàng)目的應(yīng)用，根據(jù)實(shí)體類型不同劃分的模型層次結(jié)構(gòu)如圖1所示，劃分的原則見表1。

3 建模的基本方法

首先確定，建模的總體要求。以廠區(qū)工程坐標(biāo)系原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，土建建模單位及精度為1mm，建模范圍包括廠房外墻、地下結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)、地下廊道、室外管線、道路、圍欄及場(chǎng)地等，然后建立軸網(wǎng)及輔助線。土建建模功能模塊分為四部分程序，在菜單Design＞Structures中①Beams amp; Columns；②Panels amp; Plates；③ASL Modeller；④Walls amp; Floors。其中，室外三維管網(wǎng)主要應(yīng)用“墻體建模”Walls以及“板的建?！盕loors。

墻的建模有三種方式：直墻Straight、環(huán)墻Ring、自定義墻User Define。一般通過直墻方式精確定位墻體原點(diǎn)、給定墻體的方向、距離及厚度建立建構(gòu)筑物外墻輪廓，通過負(fù)實(shí)體實(shí)現(xiàn)墻身開孔，見圖2。

運(yùn)用Design＞structures＞W(wǎng)allsamp;Floors或Panelsamp;Plates模塊均可以創(chuàng)建板。板的修改方法與自定義墻的修改方法相同。建構(gòu)筑物與地下管廊的建模的基本原理為：通過板與墻的建模實(shí)現(xiàn)，即用戶需要定義板、墻的位置，然后通過相互之間的拼接完成建構(gòu)筑物的建模。管線設(shè)計(jì)的基本原理為：管線建模的基本方法采用“管件引導(dǎo)管線“的方式，即用戶需要定義管件的位置，系統(tǒng)自動(dòng)完成管件間的管線布置。管線附屬構(gòu)筑物一般包括：人孔、支墩、雨水篦子及檢查井等。其中，人孔、支墩等土建結(jié)構(gòu)同建構(gòu)筑物建模，雨水篦子和檢查井建模則是設(shè)備建模的方式搭建。

4 碰撞檢查及出圖

利用碰撞檢查，可以在生成管道分支的過程中就及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，從而讓用戶及時(shí)更正錯(cuò)誤。應(yīng)用PDMS二次開發(fā)軟件進(jìn)行碰撞檢查，從PDMS菜單欄下調(diào)出三維碰撞檢查管理系統(tǒng)，在界面列表中指定實(shí)體添加到檢查物列表或被碰物列表，可以實(shí)現(xiàn)批量檢查。逐個(gè)檢查碰撞，并進(jìn)行顯示，方便進(jìn)行管廊及管線的修改。某核電廠三維室外管網(wǎng)建模效果圖見圖3。

5 結(jié)語(yǔ)

依托PDMS平臺(tái)軟件，搭建一個(gè)三維管網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)，并建立三維管網(wǎng)元件庫(kù)，從而提升了設(shè)計(jì)綜合協(xié)調(diào)能力，并且實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)管理。雖然在應(yīng)用中仍存在室外模型建模不簡(jiǎn)便，模型拼接不合理之處，但是該項(xiàng)研究工作已為我們開展全面的數(shù)字化電廠奠定了良好的基礎(chǔ)。

[1]劉文秀.基于PDMS三維設(shè)計(jì)平臺(tái)虛擬房間研究[J].湖北農(nóng)機(jī)化,2011(3);58.

[2]王百眾,王若冰,等.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)第七屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.北京:中國(guó)電力出版社,2002.