CN106887260B - 一种工艺系统管道布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工艺系统管道布置方法包括：将工艺系统以子系统为单位进行划分，并将各子系统内所有可单元化设备分类按照设备数量大小进行罗列；基于罗列出子系统中每类可单元化设备，统计出对应的单体设备管口数量；根据罗列出的子系统可单元化设备的数量及统计出的单体设备管口数量，计算出每个单元化管道布置区的可单元化因子，基于可单元化因子确定可单元化程度，基于可单元化程度获得管道布置时的优先级；基于获得的管道布置时的优先级，按照优先级顺序进行管道布置；将工艺系统中剩余的常规连接型管道进行相应的布置和连接，实现了科学合理、井然有序地进行管道布置，布置效率和准确率较高的技术效果。

Description

一种工艺系统管道布置方法

技术领域

本发明涉及工艺系统设计领域，具体地，涉及一种工艺系统管道布置方法。

背景技术

高温高压水考验回路是某研究堆的一个配套试验设施，主要用于真实模拟压水堆工况对试验燃料元件进行稳态辐照考验，回路设计压力17.2MPa，设计温度350℃，换热功率1500kW。该回路由主冷系统、净化和破探等八个子工艺系统组成。为了使回路系统最终能够有机、可靠和安全稳定运行，以及考虑后期便于开展检修甚至退役等工作，需要遵循科学、合理和节约且美观的布置方案进行管道布置工作。

以目前专业的PDMS设计管理平台为例，对于管道布置而言，一般有两类布置方法：第一，从管内介质角度考虑，以系统中任意一节点或管口为管道布置起始点，依次沿管内介质方向建模以模拟管道敷设，直到该介质类型管道建模完毕，再以另一种介质类型管道循环建模；第二，从设备附属管道角度考虑，以单体设备为单位，对其自身管口对应管线逐一建模，最终完成系统所有设备附属管口的管道建模。上述方法，基本属于无重点的流水式管道布置，随着布置工作的深入，管道干涉现象逐渐显露，甚至趋于严重、返工等后果。

综上所述，本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，现有的管道布置方法不能够优质高效地完成管道布置工作，极易造成管道干涉，而频繁调整管道布置方案的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种工艺系统管道布置方法，解决了现有的管道布置方法不能够优质高效地完成管道布置工作，极易造成管道干涉，而频繁调整管道布置方案的技术问题，实现了科学合理、井然有序地进行管道布置，布置效率和准确率较高的技术效果。

管道布置方法直接决定着管道布置工作的设计周期及质量，因此，在管道布置工作初期，应制定科学合理的管道布置方案，作出整体工艺系统全局性既定的布置顺序或原则规划，从而逻辑性的化解或者分解整个工艺系统的管道布置工作，使该项工作得心应手的开展。

为了能够在繁琐复杂的工艺系统布置过程中，前瞻性的作出整体工艺系统全局性既定的布置顺序或原则规划，逻辑性的去化解或者分解整个工艺系统的管道布置工作，快速且清晰明了地找出整体工艺系统管道布置的重点工作区域，进而排列出各部分管道布置工作的优先级，形成一种工艺系统管道布置通用的程序或模式，最终达到科学合理、井然有序地进行管道布置工作的目的。

本发明所要解决的技术问题是提供一种通用的、能够在繁琐复杂的工艺系统布置过程中，快速，且清晰明了地找出整体工艺系统管道布置的重点工作区域的方法，同时还可排列出各部分管道布置工作的优先级，最终达到井然有序地进行管道布置工作的目的。

因此，本申请提供了一种工艺系统管道布置方法，所述方法包括：

步骤1：以子系统为单位，将工艺系统整体包含的所有可单元化设备(即两台/套及以上的同类设备)按照台套数的降低罗列，每类可单元化设备构成一个单元化管道布置区；(该布置方法也可进一步扩展至单体设备构成单元化管道布置区，不局限于够成单元布置的设备所在区域)；

步骤2：基于罗列出的子系统中可单元化设备的数量，统计出子系统中可单元化设备对应的单体设备管口数量；

步骤3：根据罗列出的子系统可单元化设备的数量及统计出的单体设备管口数量，计算出每个单元化管道布置区的可单元化因子，基于可单元化因子确定可单元化程度，基于可单元化程度获得管道布置时的优先级；

步骤4：基于获得的管道布置时的优先级，按照优先级顺序进行管道布置；

步骤5：将工艺系统中剩余的常规连接型管道进行相应的布置和连接。

进一步的，所述将工艺系统整体分解为多个单元，具体包括：将工艺系统整体包含的每一类可单元化设备所在区域，看作是一个单元，对系统进行分解。

进一步的，计算出每个单元化管道布置区的可单元化因子具体为：

计算出单元化管道布置区中设备数量与单体设备管口数量的乘积，将乘积作为相应单元化管道布置区的可单元化因子。

进一步的，依据可单元化因子排列每个单元化管道布置区的优先级，具体包括：可单元化因子越大，优先级越高。

进一步的，本申请中的布置方法还可进一步引申至单体设备所在区域为单元化管道布置区，不局限于够成单元布置的设备所在区域。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明应用在某工程试验堆考验回路工艺系统管道布置中，在采取上述技术方案后，能够在繁琐复杂的工艺系统布置过程中，快速准确，且清晰明了地找出整体工艺系统管道布置的重点工作区域，进而排列出各部分管道布置工作的优先级，最终达到井然有序地进行管道布置工作的目的；因此，该技术方案可以广泛应用于类似化工、医药、电力等项目工程单体大工艺间或露天工艺系统的布置工作。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1为工艺系统管道布置方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种工艺系统管道布置方法，解决了现有的管道布置方法不能够优质高效地完成管道布置工作，极易造成管道干涉，而频繁调整管道布置方案的技术问题，实现了科学合理、井然有序地进行管道布置，布置效率和准确率较高的技术效果。

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参考图1，高温高压水考验回路工艺系统布置工作，其中包括设备41台，管线143条。本发明是以单元化管道布置区为切入点，从各子系统角度对整体工艺系统进行有机的分解，即通过计算出子系统内每类可单元化设备数量与单体设备管口数量的乘积，作为该单元化管道布置区管道布置工作的可单元化因子，该数值越大，可单元化程度越高，优先级越高，从而作为管道布置工作的起点或重中之重考虑，依优先级类推，最终将整个工艺系统管道布置工作分解为若干单元化布管区与常规连接型管道的布置方法。可单元化布管区，实行管道单元化的量化，即根据系统内每类可单元化设备数量，以及对应单体设备管口数量的乘积作为可单元化因子，确定该单元化管道布置区在系统中的可单元化程度，作为系统管道布置时的优先级，单元化程度越高，优先级越高，表示在管道布置中可优先布置，或在管道调整时尽量以该区域可单元化管道为基准，调整其他管道。单元化管道与母管是有机联系并且密不可分的，母管是对应单元化管道布置区内各同介质类型基本单元管道的桥梁和纽带，如主冷系统中三台主热交换器的冷却水供水和回水母管等，因此这里的单元化管道布置的优先级是包含基本的单元化管道及所属母管在内的管道布置，也就是说，基本的单元化管道与所属母管在以优先级进行管道布置时是作为整体考虑的。

表1.系统管道布置可单元化程度表

表1为系统管道布置可单元化程度表，以各子系统为单位对考验回路工艺间内设备分类，然后根据系统内每类可单元化设备数量a，及其单体设备管口数量b的乘积c作为可单元化因子，确定该单元化管道布置区在系统中的可单元化程度，作为系统管道布置时的优先级，单元化程度越高，优先级越高，表示在管道布置中可优先布置。在考验回路子工艺系统管道布置中，主冷系统，主热交换器3台，每台换热器管口数为5，三台主热交换器可单元化因子为15，而本系统中还包含主泵2台，每台主泵管口数为4，两台主泵可单元化因子为8，因此，在主冷系统中，三台主热交换器区域管道布置优先级高(在整条回路系统也是最高优先级)，按上述方法依次可列出其余系统内各自区域的管道布置优先级。

根据优先级，主冷系统的主热区域单元化及母管部分在系统管道布置时列为优先重点布置，单元化的管道布置是离不开母管的，对于设备多、管口多的高优先级管道布置区域，母管布置显得尤为重要。为了便于管道的生根或连接，其附属母管部分应优先布置，从工艺性及管道上阀门等管件的安装、操作、维修、更换等角度确定母管的位置及标高，同时要综合考虑其它母管预留空间以公用管架，以实现节约材料，合理，美观的管道布置。

各子工艺系统内部设备单元化布置后，依据可单元化程度表1，确定各可单元化管道布置区管道布置的优先级，并采用优先级分级单元化管道布置方法对各系统单元化管道布置区的管道进行布置，并划分为可单元化布管管线与常规的连接型管线两部分管道。

表2.回路及各系统管道可单元化情况表

表2为回路及各系统管道可单元化情况表，表中列出经各系统单元化管道布置后，可单元化管道数量与剩余常规管道数量及剩余常规管线占总管线比例，由该表可知，可单元化管线约占总管线一半，而可单元化管道布置工作简单快捷、高效，因此该部分管道布置工作可节约大量工作量，同时对全局的系统管道布置作出了清晰的有机分解；而剩余的常规连接型管线中，除去一部分长跨距管线集中构成管廊外，仅剩约2/3的管线是单纯的近距离连接型管线。

本申请中的方法首先根据安全级别、重要程度或系统接口复杂程度等因素以各子系统为单位对整体工艺系统管道进行级别划分，如该回路子系统：主冷系统＞二次水系统＞安注系统＞补水系统＞净化系统＞破探系统＞氮检漏系统＞去污系统；其次，在各子系统内部将包含可单元化设备按照台套数的降低罗列，同时统计出对应单体设备管口数量，通过计算出子系统内可单元化设备总数量与单体设备管口数量的乘积，作为该单元化布管区的可单元化因子，该数值越大，可单元化程度越高，优先级越高，从而作为系统管道布置工作的起点或重中之重考虑，依优先级类推。最终将整个工艺系统管道布置工作分解为若干单元化布管区与常规连接型管道的布置方法。而剩余的常规连接型管道部分又分为长跨距与近距离两类，其中长跨距类型管道易与某些单元化管道布置区的附属母管构成管廊型式，因此，该类管道布置可以某些母管为基准进行布置，对于近距离类型管道，综合考虑工艺性、管道附件的可操作性及美观性等因素进行布置。

本申请中的方法通过将单元化量化布置方法引入到某研究堆考验回路工艺系统设计管道布置领域，实现了以简单的量化型式对繁琐复杂的工艺系统管道布置工作定性，进行科学的有机分解，使其迎刃而解。该方法以系统中可单元化设备为切入点，通过可单元化设备数量以及单体设备附属管口数量乘积确定该单元化管道布置区在系统管道布置工作的优先级，按优先级高低逐步完成整体工艺系统的管道布置工作。该方法科学合理，在系统管道布置工作中可以固定程序形式进行套用，具有简单快捷和优质高效等优点。此外，该布置方法切入点还可进一步扩展，将单体设备所在区域定义为单元化管道布置区，不局限于够成单元布置(即两台/套及以上)的设备所在区域，因此，该方法具有普遍性及通用性。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本发明应用在某工程试验堆考验回路工艺系统管道布置中，在采取上述技术方案后，能够在繁琐复杂的工艺系统布置过程中，快速准确，且清晰明了地找出整体工艺系统管道布置的重点工作区域，进而排列出各部分管道布置工作的优先级，最终达到井然有序地进行管道布置工作的目的；因此，该技术方案可以广泛应用于类似化工、医药、电力等项目工程单体大工艺间或露天工艺系统的布置工作。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。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范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种工艺系统管道布置方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：将工艺系统以子系统为单位进行划分，并将各子系统内所有可单元化设备分类按照设备数量大小进行罗列，每类可单元化设备构成一个单元化管道布置区；

步骤2：基于罗列出子系统中每类可单元化设备，统计出对应的单体设备管口数量；

步骤3：根据罗列出的子系统可单元化设备的数量及统计出的单体设备管口数量，计算出每个单元化管道布置区的可单元化因子，基于可单元化因子确定可单元化程度，基于可单元化程度获得管道布置时的优先级；

步骤4：基于获得的管道布置时的优先级，按照优先级顺序进行管道布置；

步骤5：将工艺系统中剩余的常规连接型管道进行相应的布置和连接；首先，根据安全级别、重要程度或系统接口复杂程度因素以各子系统为单位对整体工艺系统管道进行级别划分；其次，罗列出各子系统内部包含的可单元化设备数量，同时统计出对应单体设备管口数量，计算出子系统内可单元化设备总数量与单体设备管口数量的乘积，该乘积作为该单元化布管区的可单元化因子，基于可单元化因子的数值大小先后布置相应的单元化布管区；最终将整个工艺系统管道布置工作分解为若干单元化布管区与常规连接型管道的布置。