CN109376393A - 核电厂管道力学分析方法以及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核电厂管道力学分析方法以及系统，方法包括：获取核电管道施工设计阶段的所有相关的上游数据，将所述上游数据整理为结构化数据并上传至云端数据库；在需要执行管道力学分析任务时，调用力学分析软件，从云端数据库获取相应的结构化数据作为力学分析软件进行任务分析时的输入数据，并获取力学分析软件的输出数据；基于所述输出数据中的应力结果数据进行运算评估得到评估结论数据。如此实现了核电管道力学分析工作的全流程自动化作业，解决过往非结构化数据传递效率低的问题，实现了工作流程内全数据模式传递、收集和存储，解决人工处理数据的繁琐和耗时问题，解决力学评估依赖于人工核算分析、耗费人力巨大的现状。

Description

核电厂管道力学分析方法以及系统
技术领域
本发明涉及核电领域，尤其涉及一种核电厂管道力学分析方法以及系统。
背景技术
核级辅助管道是核电站的重要组成部分，是核电站安全运行的重要保障。核电管道力学分析工作是管道设计安全、经济和合理的保障和重要方式。辅助管道系统布置情况各异，支撑种类繁多，大多数与核安全密切相关，需要进行详细的力学分析以调整管道布置，选择支撑型式和位置，保证管道系统的完整性。同时，由于核电管道数量庞大，采用传统的人工作业模式对核电站建设周期和造价均有重要影响。具体的，现有核电管道力学工作流程中手动作业占比较高，上游数据采集、加工以及整合工作完全依赖于工程师的手工效率的高低，结果数据的分析、后处理也有赖于工程师的力学功底和长期核电工作经验。繁复庞杂的数据处理工作以及较高的力学功底要求对于整个项目周期来说就是庞大的人力成本支出。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述数据处理和分析过程完全依赖于人工操作的缺陷，提供一种核电厂管道力学分析方法以及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂管道力学分析方法，包括：
获取核电管道施工设计阶段的所有相关的上游数据，将所述上游数据整理为结构化数据，并将整理后的结构化数据上传至云端数据库；
在需要执行管道力学分析任务时，调用力学分析软件，从云端数据库获取相应的结构化数据作为力学分析软件进行任务分析时的输入数据，并获取力学分析软件的输出数据；
基于所述输出数据中的应力结果数据进行运算评估得到评估结论数据。
优选的，所述方法还包括：将各用户进行任务分析所相关的所述输入数据、所述输出数据以及所述评估结论数据，同时存储到所述云端数据库和用户本机；以及，将所有任务的简要信息记录到总账本，将所述总账本存储到各个用户本机。
优选的，所述方法还包括：按照任务要求，提取任务相关的输入数据、应力结果数据和评估结果数据，并按内嵌模板要求生成所需的成品文件或提资数据，并把所述成品文件或提资数据实时传递到下游用户手中。
优选的，所述方法还包括：在进行任务分析之前，将所述输入数据提示给用户确认，并在获取到用户的确认信息后启动任务分析。
优选的，所述的基于所述输出数据中的应力结果数据进行运算评估得到评估结论数据，包括：根据不同种类管道的评定要求，从内嵌的各种评估模块中选取相应的评估模块的组合，利用所选取的评估模块对所述应力结果数据进行运算评估，得到评估结论数据。
本发明还要求保护一种核电厂管道力学分析系统，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器在运行所述计算机程序时可执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
本发明还要求保护一种核电厂管道力学分析系统，包括：
数据整理单元，用于获取核电管道施工设计阶段的所有相关的上游数据，将所述上游数据整理为结构化数据，并将整理后的结构化数据上传至云端数据库；
力学分析单元，用于在在需要执行管道力学分析任务时，调用力学分析软件，从云端数据库获取相应的结构化数据作为力学分析软件进行任务分析时的输入数据，并获取力学分析软件的输出数据，所述输出数据包括应力结果数据；
应力评估单元，用于基于所述输出数据中的应力结果数据进行运算评估得到评估结论数据。
优选的，所述系统还包括：
任务信息存储单元，用于将各用户进行任务分析所相关的所述输入数据、所述输出数据以及所述评估结论数据，同时存储到所述云端数据库和用户本机；以及，将所有任务的简要信息记录到总账本，将所述总账本存储到各个用户本机。
优选的，所述系统还包括：
成品文件和提资数据制作模块，用于按照任务要求，提取任务相关的输入数据、应力结果数据和评估结果数据，并按内嵌模板要求生成所需的成品文件或提资数据，并把所述成品文件或提资数据实时传递到下游用户手中。
优选的，所述应力评估单元具体用于根据不同种类管道的评定要求，从内嵌的各种评估模块中选取相应的评估模块的组合，利用所选取的评估模块对所述应力结果数据进行运算评估，得到评估结论数据。
实施本发明的核电厂管道力学分析方法，具有以下有益效果：本发明实现了核电管道力学分析工作的全流程自动化作业，大幅提高工作效率。为后续大数据挖掘分析奠定了良好基础，由于本发明将所述上游数据整理为结构化数据，并将整理后的结构化数据上传至云端数据库，解决过往非结构化数据传递效率低的问题，实现了工作流程内全数据模式传递、收集和存储，解决手动查找上游输入数据等的人工处理数据的繁琐和耗时问题；本发明还可调用力学分析软件，从云端数据库获取相应的结构化数据作为力学分析软件进行任务分析时的输入数据，并获取输出的应力结果数据，基于所述输出数据中的应力结果数据进行运算评估得到评估结论数据，解决力学评估依赖于人工核算分析、耗费人力巨大的现状。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
图1是本发明的实施例一提供的核电厂管道力学分析方法的流程图；
图2是本发明的实施例二提供的核电厂管道力学分析系统的结构框图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例一
参考图1，实施例一提供了一种核电厂管道力学分析方法，该方法可以由软件系统等的主体来执行，该方法主要适用于辅助管道，方法包括：
S101、获取核电管道施工设计阶段的所有相关的上游数据，将所述上游数据整理为结构化数据，并将整理后的结构化数据上传至云端数据库；
具体的，上游数据一般为非结构化数据的形式。上游数据包括核电厂管道安装布置方案、系统工况信息、土建结构设计参数以及设备设计参数等所需的全部数据。步骤S101在获取到这些上游数据后，可以对其进行预处理之后再转换为结构化数据，预处理包括：分层过滤，MapReduce并行处理、分布式处理，聚合分析，等等，经过预处理后可以分析数据是否可用，如果可用才将其转换为结构化数据，否则不继续后续处理。
其中，云端数据库优选为SQL数据库。例如，上游导入的非结构化数据比较零散和冗余，传统工作流程很多数据是在纸质图纸或者文档内，需要人工提取，结果数据也是散落在不同的成品文档内，提取困难。步骤S101中，可以按照固定excel表头，从各种文档等的非结构化数据中筛选所需要的数据,将筛选出来的数据进行转换格式等加工后，即可形成结构化数据，最后结构化数据填入SQL数据库备用。
S102、在需要执行管道力学分析任务时，调用力学分析软件，从云端数据库获取相应的结构化数据作为力学分析软件进行任务分析时的输入数据，并获取力学分析软件的输出数据。
其中，所述输出数据包括：管道相关的应力结果数据、反力数据、加速度数据、位移数据，以及管道附件相关的支架反力、法兰反力、阀门反力、支架位移等等。
优选的，力学分析软件建议选用采用有限元分析法进行力学分析的各种商业大型有限元分析软件。本发明可以在系统中预留接口，通过该接口可无缝连接各种商业大型有限元分析软件。
优选的，为了确保输入输出数据的准确性以及成品文件的质量符合质保要求，所述方法还包括：在步骤S102进行任务分析之前，将所述输入数据提示给用户确认，并在获取到用户的确认信息后启动任务分析。
S103、基于所述输出数据中的应力结果数据进行运算评估得到评估结论数据。
其中，基于所述输出数据中的应力结果数据进行运算评估得到评估结论数据，具体包括：根据不同种类管道的评定要求，从系统内嵌的各种评估模块中选取相应的评估模块的组合，利用所选取的评估模块对所述应力结果数据进行运算评估，得到评估结论数据。
具体的，不同管道的安全等级、外部载荷或者在线管部件都有差异，本发明通过步骤S103可以从系统中选取不同的评估模块，比如存在阀门和法兰这种在线设备，就需要选取阀门、法兰评估模块。这些评估模块是核电管道依据既定的规则(比如，压水堆核岛机械设备设计和建造规则RCC-M)的评估方程，对核电管道承受的各种工况下所产生的许用应力进行评定，评定这些准则保证了管道部件的机械完整性。
S104、将各用户进行任务分析所相关的所述输入数据、所述输出数据以及所述评估结论数据，同时存储到所述云端数据库和用户本机；以及，将所有任务的简要信息记录到总账本，将所述总账本存储到各个用户本机，如此，总账本可以供后续用户查验使用。
优选的，在存储之前，对所述输入数据、所述输出数据以及所述评估结论数据进行预处理，预处理包括：分层过滤，MapReduce并行处理、分布式处理，聚合分析，等等。经过预处理后，筛选符合要求的数据，同时存储到所述云端数据库和用户本机。
一个具体的方式中，简要信息可以包括：计算单元号、计算版本、所含有的管道名称、所属厂房、分区、边界信息、计算人和校核人信息以及主要的评估结论数据。
上述步骤S104只是将数据进行了存储，优选的，还可以将数据做成客户所需要的文件下发给客户。因此，作为一个优选方案，在步骤S104之后，还可执行步骤S105：按照任务要求，提取任务相关的输入数据、应力结果数据和评估结果数据，并按内嵌模板要求生成所需的成品文件或提资数据，并把所述成品文件或提资数据实时传递到下游用户手中。
其中，成品文件属于项目设计的成果，是根据项目要求编制的一份可用于存档的文档，包含了所有法规所需的计算评估结论。提资数据指的是计算得出的一些应力数据是其他专业所需要的载荷数据，通过提资形式提供。本发明通过步骤S105，将任务相关的输入数据、应力结果数据和评估结果数据填充到内嵌模板中的既定位置即可生成所需的成品文件或提资数据。
其中，把所述成品文件或提资数据实时传递到下游用户手中，包括：通过网络把文件和数据发给下游用户，同时还可以通过OUTLOOK发送邮件提醒下游用户收取。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
实施例二
参考图2，基于与实施例一相同的发明构思，本实施例公开了一种核电厂管道力学分析系统，系统包括：数据整理单元201、力学分析单元202、应力评估单元203以及任务信息存储单元204。
数据整理单元201，用于获取核电管道施工设计阶段的所有相关的上游数据，将所述上游数据整理为结构化数据，并将整理后的结构化数据上传至云端数据库；
具体的，上游数据一般为非结构化数据的形式。上游数据包括核电厂管道安装布置方案、系统工况信息、土建结构设计参数以及设备设计参数等所需的全部数据。数据整理单元201在获取到这些上游数据后，可以对其进行预处理之后再转换为结构化数据，预处理包括：分层过滤，MapReduce并行处理、分布式处理，聚合分析，等等，经过预处理后可以分析数据是否可用，如果可用才将其转换为结构化数据，否则不继续后续处理。
其中，云端数据库优选为SQL数据库。例如，上游导入的非结构化数据比较零散和冗余，传统工作流程很多数据是在纸质图纸或者文档内，需要人工提取，结果数据也是散落在不同的成品文档内，提取困难。数据整理单元201可以按照固定excel表头，从各种文档等的非结构化数据中筛选所需要的数据,将筛选出来的数据进行转换格式等加工后，即可形成结构化数据，最后结构化数据填入SQL数据库备用。
力学分析单元202，用于在在需要执行管道力学分析任务时，调用力学分析软件，从云端数据库获取相应的结构化数据作为力学分析软件进行任务分析时的输入数据，并获取力学分析软件的输出数据，所述输出数据包括应力结果数据。其中，所述输出数据包括：管道相关的应力结果数据、反力数据、加速度数据、位移数据，以及管道附件相关的支架反力、法兰反力、阀门反力、支架位移等等。
优选的，力学分析软件建议选用采用有限元分析法进行力学分析的各种商业大型有限元分析软件。本发明可以在系统中预留接口，通过该接口可无缝连接各种商业大型有限元分析软件。
优选的，为了确保输入输出数据的准确性以及成品文件的质量符合质保要求，力学分析单元202在进行任务分析之前，将所述输入数据提示给用户确认，并在获取到用户的确认信息后启动任务分析。
应力评估单元203，用于基于所述输出数据中的应力结果数据进行运算评估得到评估结论数据。具体的，应力评估单元203具体用于根据不同种类管道的评定要求，从内嵌的各种评估模块中选取相应的评估模块的组合，利用所选取的评估模块对所述应力结果数据进行运算评估，得到评估结论数据。
具体的，不同管道的安全等级、外部载荷或者在线管部件都有差异，本发明通过应力评估单元203可以从系统中选取不同的评估模块，比如存在阀门和法兰这种在线设备，就需要选取阀门、法兰评估模块。这些评估模块是核电管道依据既定的规则(比如，压水堆核岛机械设备设计和建造规则RCC-M)的评估方程，对核电管道承受的各种工况下所产生的许用应力进行评定，评定这些准则保证了管道部件的机械完整性。
任务信息存储单元204，用于将各用户进行任务分析所相关的所述输入数据、所述输出数据以及所述评估结论数据，同时存储到所述云端数据库和用户本机；以及，将所有任务的简要信息记录到总账本，将所述总账本存储到各个用户本机。
优选的，在存储之前，对所述输入数据、所述输出数据以及所述评估结论数据进行预处理，预处理包括：分层过滤，MapReduce并行处理、分布式处理，聚合分析，等等。经过预处理后，筛选符合要求的数据，同时存储到所述云端数据库和用户本机。
一个具体的方式中，简要信息可以包括：计算单元号、计算版本、所含有的管道名称、所属厂房、分区、边界信息、计算人和校核人信息以及主要的评估结论数据。
上述任务信息存储单元204只是将数据进行了存储，优选的，还可以将数据做成客户所需要的文件下发给客户。因此，作为一个优选方案，系统还包括成品文件和提资数据制作模块205，用于按照任务要求，提取任务相关的输入数据、应力结果数据和评估结果数据，并按内嵌模板要求生成所需的成品文件或提资数据，并把所述成品文件或提资数据实时传递到下游用户手中。
其中，成品文件属于项目设计的成果，是根据项目要求编制的一份可用于存档的文档，包含了所有法规所需的计算评估结论。提资数据指的是计算得出的一些应力数据是其他专业所需要的载荷数据，通过提资形式提供。本发明通过提资数据制作模块205，将任务相关的输入数据、应力结果数据和评估结果数据填充到内嵌模板中的既定位置即可生成所需的成品文件或提资数据。
其中，把所述成品文件或提资数据实时传递到下游用户手中，包括：通过网络把文件和数据发给下游用户，同时还可以通过OUTLOOK发送邮件提醒下游用户收取。
上述描述涉及各种单元或者模块。这些单元或者模块通常包括硬件和/或硬件与软件的组合(例如固化软件)。这些单元或者模块还可以包括包含指令(例如，软件指令)的计算机可读介质(例如，永久性介质)，当处理器执行这些指令时，就可以执行本发明的各种功能性特点。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受实施例中明确提到的单元或者模块中的特定硬件和/或软件特性的限制。需要指出的是，上文对各种单元或者模块的描述中，分割成这些单元或者模块，是为了说明清楚。然而，在实际实施中，各种单元或者模块的界限可以是模糊的。例如，本文中的任意或所有功能性单元或者模块可以共享各种硬件和/或软件元件。又例如，本文中的任何和/或所有功能单元或者模块可以由共有的处理器执行软件指令来全部或部分实施。
实施例三
基于与实施例一相同的发明构思，本实施例公开了一种核电厂管道力学分析系统，系统包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器在运行所述计算机程序时可执行如实施例一所述的方法。
综上所述，实施本发明的核电厂管道力学分析方法，具有以下有益效果：本发明实现了核电管道力学分析工作的全流程自动化作业，大幅提高工作效率。为后续大数据挖掘分析奠定了良好基础，由于本发明将所述上游数据整理为结构化数据，并将整理后的结构化数据上传至云端数据库，解决过往非结构化数据传递效率低的问题，实现了工作流程内全数据模式传递、收集和存储，解决手动查找上游输入数据等的人工处理数据的繁琐和耗时问题；本发明还可调用力学分析软件，从云端数据库获取相应的结构化数据作为力学分析软件进行任务分析时的输入数据，并获取输出的应力结果数据，基于所述输出数据中的应力结果数据进行运算评估得到评估结论数据，解决力学评估依赖于人工核算分析、耗费人力巨大的现状。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种核电厂管道力学分析方法，其特征在于，包括：
获取核电管道施工设计阶段的所有相关的上游数据，将所述上游数据整理为结构化数据，并将整理后的结构化数据上传至云端数据库；
在需要执行管道力学分析任务时，调用力学分析软件，从云端数据库获取相应的结构化数据作为力学分析软件进行任务分析时的输入数据，并获取力学分析软件的输出数据；
基于所述输出数据中的应力结果数据进行运算评估得到评估结论数据。
2.根据权利要求1所述的核电厂管道力学分析方法，其特征在于，所述方法还包括：将各用户进行任务分析所相关的所述输入数据、所述输出数据以及所述评估结论数据，同时存储到所述云端数据库和用户本机；以及，将所有任务的简要信息记录到总账本，将所述总账本存储到各个用户本机。
3.根据权利要求1所述的核电厂管道力学分析方法，其特征在于，所述方法还包括：按照任务要求，提取任务相关的输入数据、应力结果数据和评估结果数据，并按内嵌模板要求生成所需的成品文件或提资数据，并把所述成品文件或提资数据实时传递到下游用户手中。
4.根据权利要求1所述的核电厂管道力学分析方法，其特征在于，所述方法还包括：在进行任务分析之前，将所述输入数据提示给用户确认，并在获取到用户的确认信息后启动任务分析。
5.根据权利要求1所述的核电厂管道力学分析方法，其特征在于，所述的基于所述输出数据中的应力结果数据进行运算评估得到评估结论数据，包括：根据不同种类管道的评定要求，从内嵌的各种评估模块中选取相应的评估模块的组合，利用所选取的评估模块对所述应力结果数据进行运算评估，得到评估结论数据。
6.一种核电厂管道力学分析系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器在运行所述计算机程序时可执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
7.一种核电厂管道力学分析系统，其特征在于，包括：
数据整理单元，用于获取核电管道施工设计阶段的所有相关的上游数据，将所述上游数据整理为结构化数据，并将整理后的结构化数据上传至云端数据库；
力学分析单元，用于在在需要执行管道力学分析任务时，调用力学分析软件，从云端数据库获取相应的结构化数据作为力学分析软件进行任务分析时的输入数据，并获取力学分析软件的输出数据，所述输出数据包括应力结果数据；
应力评估单元，用于基于所述输出数据中的应力结果数据进行运算评估得到评估结论数据。
8.根据权利要求7所述的核电厂管道力学分析系统，其特征在于，所述系统还包括：
任务信息存储单元，用于将各用户进行任务分析所相关的所述输入数据、所述输出数据以及所述评估结论数据，同时存储到所述云端数据库和用户本机；以及，将所有任务的简要信息记录到总账本，将所述总账本存储到各个用户本机。
9.根据权利要求7所述的核电厂管道力学分析系统，其特征在于，所述系统还包括：
成品文件和提资数据制作模块，用于按照任务要求，提取任务相关的输入数据、应力结果数据和评估结果数据，并按内嵌模板要求生成所需的成品文件或提资数据，并把所述成品文件或提资数据实时传递到下游用户手中。
10.根据权利要求7所述的核电厂管道力学分析系统，其特征在于，所述应力评估单元具体用于根据不同种类管道的评定要求，从内嵌的各种评估模块中选取相应的评估模块的组合，利用所选取的评估模块对所述应力结果数据进行运算评估，得到评估结论数据。
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