核电站管道支架分工况支反力提取分析与运用

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:万心慧
[导读] 摘要:为进一步提升核电站工程的建设效率,在设计环节中相关人员要做好厂房的综合力学分析工作,特别是要重视管道支架根部支反力形成的影响,以上过程牵扯到二次转换专业接口相关数据的环节。
        核工业工程研究设计有限公司  北京  101300
        摘要:为进一步提升核电站工程的建设效率,在设计环节中相关人员要做好厂房的综合力学分析工作,特别是要重视管道支架根部支反力形成的影响,以上过程牵扯到二次转换专业接口相关数据的环节。鉴于传统人工手动转换作业方式流程繁琐复杂、耗用时间成本较高且错差率较大的情况,本文在解读管道支架分工况支反力提取作业流程、接口部署等基础上,基于VB编程语言,融合模块化设计新思想,在管道支架分工况支反力提取上取得了较优的效果。
        关键词:核电站;管道支架;分工况;支反力
        引言
        在国家相关政策的正确引领下,近些年国内核电产业蓬勃发展,核电站建设方案设计、物资购置、施工周期不断短缩,这就意味着其对项目设计的迅速迭代能力及面对特殊工况的响应能力等提出更高的要求,那么常规以手动模型为基础的工作形式与流程运作阶段也势必面对更大挑战,肩负更繁重的压力[1]。在剖析核电站厂房受力状态时,利用将管道支架根部反力情况作为重点分析对象,为弥补传统分析工作中暴露出的不足,本文建议用GTStrudl软件、VB编程语言,协同、自动化落实提取工程任务。
        一、支架分工况根部反力提取的内容分析
        本文采用GTStrudl等软件去测算出管道支架力学相关指标的具体值,提取其分工况根部支反力的工作内容主要由如下四大部分构成:一是规范化的构建和管道支架力学分析相配套的模型;二是加载载荷,实质上就是依照管道力学分析输出结果与整个厂房的力学分析现实需求,把分析获得的15类分工况载荷按照一定次序加载至力学模型内,以此为基础生成管道支架力学的分析模型;三是完成力学相关指标数值的测算任务,该过程的运行对GTStrudl软件等表现出较强的依赖性。四是提取分析结果,等同于依照力学测算结果的输出情况,将分工况状态下的支架根部支反力信息统一提取出来[2]。
        众所周知,核电站工程建设阶段需要应用到大量的管道支架装置,类型也是繁多复杂的,比如拉杆、Anchor等,既往有人员统计发现,分工况牵扯到至少15种类型不同的载荷,基于传统手工模型提取获得支架根部支反力相关指标信息时,暴露出很多不足,比如操作流程繁琐复杂,会消耗掉较多的人力及时间成本;分析机械重复载荷、荷载施加及结果提取等环节中,作业量较大,以致很难满足新时期下核电站迭代设计的主观需求;并且错差率相对较高,这主要是因为过多的人为干预很难彻底消解掉人为操作偏差与累积性误差。
        二、支架分工况根部反力提取流程
        主要从如下三个方面进行阐述[3]:(1)编程语言方面:在计算机Win7系统内,工程系统设计建设阶段习惯采用VB编程语言辅助进行;(2)功能模块化方面:在程序设计实践中,为了使程序投用阶段的运维管理操作更具便捷性,维持并巩固不同功能模块之间运作状态的相对独立性,故而推荐应用功能模块化设计思想;(3)一键式操作:具体是将管道支架分工况支反力提取工作的关注点聚焦在设计输入环节上,力求在尽量降低人为干预量的基础上,能快速的落实分工况支反力相关信息的提取任务。
        依照支架分工况支反力的传统人工提取的作业流程,结立足于项目建设的现实需求,支反力提取过程及主要功能主要包括了如下几点:
        (1)分析管道载荷情况:参照核电厂房力学分析的现实需求,分析管道载荷实际状况时将其细化成15种分工况形式。


        (2)管道支架力学建模:工程建设实践中,科学分析支吊架的实际受力情况是提取分工况支反力相关信息前需要认真落实的一项准备工作,其主要作用是检测验证支架自身设计情况是否符合现行规范要求。针对用在提取单工况支反力指标领域的支架力学模型,其构建流程并不繁琐,可以由管道支架力学分析模型内直接提取出来,无需对其进行其他修饰操作,以上过程在执行过程中会牵扯到分析文件数据这一环节。但是相关人员应认识到,像液压支架构件,其几何模型较复杂,很难在有限元软件内顺利建设出对应的模型,建议在建模时,在确认不影响后期计算结果准确性的基础上,模型应从如下几方面作出简化[4]:一是忽略焊缝;二是省略掉不重要的小孔及小规格结构;三是留存下掩护梁危险位置的细节构造。
        (3)载荷施加:把15种分工况载荷施加至支架力学模型内,其宗旨在于生成可以提取分工况支反力的分析模型。
        (4)力学测算:调取并使用GTStrudl有限元分析软件,利用其完成上述步骤中所得分析模型的测算任务;(5)提取结果:依照力学测算阶段生成的结果信息及核电厂房力学分析的主观需求,由繁杂的测算结果内提获出与支架分工况形式相配套的根部支反力。
        三、支架分工况支反力提取模块
        具体是依照分工况根部支反力提取作业程度当前所在的阶段,在功能模块化设计思想的正确引导下,从宏观上将管道支架分工况支反力的提取细化成4大功能模块,模块类型及各自持有的功能如下[5]:(1)前处理功能模块:该模块的作用主要是分析管道载荷文件、支架力学测算GTI文件,在此基础上提取并获得15种不同分工况载荷具体施加量及形成的支架力学模型;(2)载荷加载功能模块:参照核电站工程建设阶段使用的管道支架构件具体类型、支架是否组合、采用的管束形式(主要有单向、双向或者三向等),智能化的完成载荷任务,以此为基础建设出有提取分工况支反力情况功能的力学分析模型;(3)GT排队批处置功能模块:该模块应用阶段通过合理调取、使用GTStrudl程序,实现大批量落实力学分析模型测算任务;(4)后处理功能模块:具体是参照核电站厂房建设阶段力学分析的综合需求,由计算结果提获出分工况形式下的根部支反力。
        结束语:
        本文是为弥补分工况支反力传统手工提取工作暴露出的不足而展开论述的,具体是运用了VB编程语言,融合进功能模块化思想,使自动化落实支架分工况支反力提取任务有更可靠的支撑,使其符合核电站厂房迭代设计的主观需求以及不同专业接口数据信息实现了高度的一致化。
        参考文献:
        [1]袁 亮,孔祥永,徐樟楠,等. CPR1000核电厂电动主给水泵中联管振动研究[J]. 核科学与技术,2020,8(4):123-125.
        [2]王骥骁,弓振邦,刘贺同,等. 核级管道非标支架的力学分析与优化设计[J]. 装备环境工程,2019,016(012):50-55.
        [3]余权舟、周劭翀、武桐,等. 核电站管道支架力学分析自动化方法研究[J]. 管道技术与设备,2020,No.166(06):41-44.
        [4]刘辉,张跃. 某核电站管道支架U型卡材料错用问题的分析与反馈[J]. 设备监理,2019,47(3):27-29.
        [5]吴利杰,张金平,刘宪东,等. 核电站超级管道管嘴承载能力有限元分析[J]. 机械设计与制造,2019,No.340(06):208-210+214.
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