JP2016126768A

JP2016126768A - 熱変形を反映させた配管支持台の三次元ｃａｄモデル生成装置及びその方法

Info

Publication number: JP2016126768A
Application number: JP2015239451A
Authority: JP
Inventors: 秀南車; Su Nam Cha
Original assignee: Kepco Engineering and Construction Co Inc
Current assignee: Kepco Engineering and Construction Co Inc
Priority date: 2015-01-07
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2016-07-11
Also published as: EP3043274A1; CN105760568A; US20160196363A1

Abstract

【課題】既存の配管支持台三次元ＣＡＤシステムで機能を支援しない運転状態の熱変形による伸縮変位が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデル作成のために、配管応力解析結果から伸縮変位データベースを抽出し、それを配管支持台の三次元モデルと連繋させ、自動的に熱変形による伸縮変位が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する装置及びその方法を提供すること。【解決手段】熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成装置は、配管応力解析結果ファイルが入力され、入力された結果ファイルから、配管支持台の位置、種類及び熱変位による配管支持台の伸縮変位データベースを生成する伸縮変位データ生成部と、前記伸縮変位データベースの値を基に、配管支持台の三次元モデルを移動させ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する熱変形ＣＡＤ生成部と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成装置及びその方法に係り、さらに詳細には、配管応力解析結果から伸縮変位データベースを抽出し、それを配管支持台の三次元モデルと連繋させ、自動的に熱変形による伸縮変位が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する装置及びその方法に関する。

配管支持台の三次元ＣＡＤ（３ＤＣＡＤ（computer aided design））システムは、発電所及びプラントの設計に必要なメーカーカタログが適用された形状及び寸法のデータを基に、三次元ＣＡＤモデルを生成した後、干渉検討、図面及び物量を生産するシステムである。

既存の商用三次元ＣＡＤプログラムは、配管内部の流体温度が反映されていない設置状態のみを考慮して三次元ＣＡＤモデルを生成し、実際の運転状態において、配管内部の流体温度によって、不特定（Ｘ，Ｙ，Ｚ）方向に伸縮変位が発生する配管支持台を対象に、周辺配管及び周囲の構造物との干渉（interference）を、設計段階で正確に検討することができる方法を提供することができない。すなわち、既存の商用三次元ＣＡＤシステムは、設置状態の配管支持台モデルを作成することはできるが、運転中の配管内部を流れる流体温度によって伸縮変位が生じる配管支持台の三次元ＣＡＤモデル作成機能は支援しない。

配管応力解析プログラムは、発電所及びプラントの設計に必要なCODEとSTANDARDとを基に、配管の圧力、温度を考慮し、配管の荷重、変位、応力及び振動を計算することにより、配管の健全性を評価するプログラムである。

現在、既存の伸縮変位を考慮した配管支持台と周辺構造物との干渉検討遂行方法は、配管応力解析プログラムの解析結果を参照し、配管支持台周辺構造物との干渉が予想される部分の伸縮変位寸法を、大容量の配管解析結果ファイルで検索した後、三次元ＣＡＤモデルや、二次元配管配置及び詳細図面でその位置を検索し、周辺構造物との間隔を計算して一つ一つ比較することにより、多くの時間及び努力が必要となり、全ての配管を対象にした周辺構造物との干渉検討は、不可能な状態である。

また、三次元ＣＡＤシステム及び配管応力解析プログラムは、固有のファイル形態を保有しており、配管応力解析プログラムの伸縮変位解析結果を、配管支持台の三次元ＣＡＤシステムに直接反映させることができないという根本的な互換性の問題を有している。

本発明が解決しようとする課題は、既存の配管支持台三次元ＣＡＤシステムで機能を支援しない運転状態の熱変形による伸縮変位が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデル作成のために、配管応力解析結果から伸縮変位データベースを抽出し、それを配管支持台の三次元モデルと連繋させ、自動的に熱変形による伸縮変位が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する装置及びその方法を提供することである。

本発明が解決しようとする課題はまた、多様な配管応力解析プログラムと、配管支持台三次元ＣＡＤシステムとのデータ互換性不足による問題点を補完し、配管応力解析プログラムの種類にかかわらず、配管応力解析結果ファイルを三次元ＣＡＤモデル作成に連繋させることである。

前記課題を解決するために本発明は、配管応力解析結果ファイルが入力され、入力された結果ファイルから、配管支持台の位置、種類及び熱変位による配管支持台の伸縮変位データベースを生成する伸縮変位データ生成部；及び前記伸縮変位データベースの値を基に、配管支持台の三次元モデルを移動させ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する熱変形ＣＡＤ生成部；を含む熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成装置を提供することを特徴とする。

望ましくは、前記配管応力解析結果ファイルは、応力解析プログラム名、配管支持台の位置、種類、及び配管熱変位に係わる情報を含む。

望ましくは、前記伸縮変位データ生成部は、応力解析プログラム名でプログラムを区分し、区分されたプログラムに適するように、配管応力解析結果ファイルの構造を把握する構造把握部；及び構造が把握された配管応力解析結果ファイルから、配管支持台の位置、種類及び配管熱変位を検索し、配管支持台の番号、種類、南北熱変位、東西熱変位及び高さ熱変位に係わる情報を含む伸縮変位データベースを生成するＤＢ生成部；を含んでもよい。

望ましくは、前記熱変形ＣＡＤ生成部は、熱変形を反映させる配管支持台の三次元モデルを選択するモデル選択部；選択された配管支持台の三次元モデルの配管支持台番号と一致する配管支持台番号を、前記伸縮変位データベースから抽出し、前記伸縮変位データベースを参照して選択された配管支持台の三次元モデルの変形種類と変形区間とを区分する変形区分部；及び区分された三次元モデルの変形種類と変形区間とを、前記伸縮変位データベースの熱変位によって移動させ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する熱変形計算部；を含んでもよい。

前記課題を解決するために本発明は、（ａ）配管応力解析結果ファイルが入力され、入力された結果ファイルから、配管支持台の位置、種類及び熱変位による配管支持台の伸縮変位データベースを生成する段階と、（ｂ）前記伸縮変位データベースの値を基に、配管支持台の三次元モデルを移動させ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する段階と、を含む熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成方法を提供することを特徴とする。

一方、前記目的を達成するために本発明は、前記熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成方法を実現するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供する。

本発明によれば、既存配管支持台の三次元ＣＡＤシステムで機能を提供していない運転状態の配管支持台の伸縮変位データベースを自動的に生成し、周辺構造物との干渉を事前に検討させることにより、手動入力及び検討による誤謬を根本的に除去し、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルの正確性及び信頼性の確保に寄与し、発電所及びプラントの安全運転に寄与することができる。

また、本発明によれば、多様な配管応力解析プログラムの種類にかかわらず相互連繋し、伸縮変位座標と熱変形とが反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成することができ、ファイルの互換性問題解決にも寄与することができる。

本発明による熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成装置を示したブロック図である。本発明による熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成方法を示したフローチャートである。本発明による熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成方法を示したフローチャートである。本発明による熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成方法を示したフローチャートである。配管支持台の伸縮変位データベースの構造を例示した図面である。配管支持台の三次元モデルを、熱変位によって移動させる過程を例示した図面である。

本発明は、多様な変更を加えることができ、さまざまな形態を有することができるが、特定実施形態を図面に例示し、本文において詳細に説明する。しかし、それらは、本発明を特定の開示形態について限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物ないし代替物を含むものであると理解されなければならない。

第１、第２のような用語は、多様な構成要素の説明に使用されるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されるものではない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。例えば、本発明の権利範囲を外れずに、第１構成要素は、第２構成要素と命名され、類似して、第２構成要素も第１構成要素と命名される。

本願で使用された用語は、ただ特定の実施形態の説明に使用されたものであり、本発明を限定する意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品、またはそれらの組み合わせが存在するということを指定するものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品、またはそれらの組み合わせの存在または付加の可能性をあらかじめ排除するものではないと理解されなければならない。

取り立てて定義されない限り、技術的であったり科学的であったりする用語を含み、ここで使用される全ての用語は、本発明が属する技術分野で、当業者によって一般的に理解されるところと同一の意味を有する。

一般的に使用される事前に定義されているような用語は、関連技術の、文脈上で有する意味と一致する意味を有すると解釈されなければならず、本願で明白に定義しない限り、理想的であったり、過度に形式的であったりする意味に解釈されるものではない。

以下、添付された図面を参照し、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。各図面に提示された同一の参照符号は、同一部材を示す。

図１は、本発明による、熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤ（computer aided design）モデル生成装置を示したブロック図であり、図２ないし図４は、本発明による、熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成方法を示したフローチャートである。

本発明による、熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成方法は、本発明による、熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成装置と本質的に同一であるので、以下において共に説明する。

図１を参照すれば、本発明による、熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成装置は、伸縮変位データ生成部２００及び熱変形ＣＡＤ生成部３００を含む。

一般的に、応力解析プログラムは、応力解析結果をファイルに生成する。一般的な応力解析プログラムを実行して配管の応力解析を行えば、結果物として、全ての文書作成プログラムで開くことができる形態であるテキスト（ｔｘｔ）ファイル形式の配管応力解析結果ファイル１００が生成される。

配管応力解析結果ファイル１００は、プログラム名、配管支持台の位置、配管支持台の種類、配管熱変位に係わる情報を含む。応力解析プログラムの種類によって、配管応力解析結果ファイル１００内に含まれたデータ構造及び順序は、異なる。

伸縮変位データ生成部２００は、配管応力解析結果ファイル１００を入力され（Ｓ１００）、入力された結果ファイルから、配管支持台の位置、種類及び熱変位による配管支持台の伸縮変位データベース（ＤＢ）を生成する（Ｓ２００）。

その後、熱変形ＣＡＤ生成部３００は、生成された伸縮変位データベースの値を基に、配管支持台の三次元モデルを移動させ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する（Ｓ３００）。

図５は、配管支持台の伸縮変位データベースの構造を例示した図面である。

配管支持台の伸縮変位データベースは、配管支持台の番号、配管支持台の種類、南北熱変位、東西熱変位及び高さ熱変位から構成されたテキスト形式のデータベースファイルである。

配管支持台の伸縮変位データベースにおいて、配管支持台番号を背（key）値として、後述する配管支持台の三次元モデルと連繋させ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルが自動的に生成される。

伸縮変位データ生成部２００は、構造把握部２００及びＤＢ生成部２２０を含み、熱変形ＣＡＤ生成部３００は、モデル選択部３１０、変形区分部３２０及び熱変形計算部３３０を含む。

構造把握部２００は、応力解析プログラム名でプログラムを区分し、区分されたプログラムに適するように、配管応力解析結果ファイルの構造を把握する（Ｓ２１０）。

その後、ＤＢ生成部２２０は、構造が把握された配管応力解析結果ファイルから、配管支持台の位置、種類及び配管熱変位を検索し、配管支持台の番号、種類、南北熱変位、東西熱変位及び高さ熱変位に係わる情報を含む伸縮変位データベースを生成する（Ｓ２２０）。

モデル選択部３１０は、熱変形を反映させる配管支持台の三次元モデルを選択する（Ｓ３１０）。配管支持台の三次元モデルは、ＡＳＣＩＩ形式の中立形式ファイルであってもよい。

その後、変形区分部３２０は、選択された配管支持台の三次元モデルの配管支持台番号と一致する配管支持台番号を、伸縮変位データベースから抽出し、伸縮変位データベースを参照し、選択された配管支持台の三次元モデルの変形種類と変形区間とを区分する（Ｓ３２０）。

このとき、変形区分部３２０は、配管支持台三次元モデルの配管支持台番号と一致する配管支持台の伸縮変位データベースから配管支持台番号を検索し、自動的に変形種類を区分し、配管支持台三次元モデルに入力されている配管の中心点、変形の中心点、変形の終点及び配管支持台終点を自動的に認識し、変形区間を区分する。

熱変形計算部３３０は、区分された変形種類と変形区間とを、伸縮変位データベースの熱変位によって移動させ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する（Ｓ３３０）。

図６は、配管支持台の三次元モデルを、熱変位によって移動させる過程を例示した図面である。

図６の左側図面のように、熱変形計算部３３０は、配管の中心点４１０、変形の終点４３０、及び配管支持台終点４４０を、配管支持台の伸縮変位データベースに含まれた熱変位ほど平行移動させた後、変形の中心点４２０と変形の終点４３０とを連結する線を生成した後、変形区間を回転及び伸縮して連結線と一致させ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成することができる。

一方、図６の右側図面のように、変形の終点４３０がない配管支持台は、平行移動だけさせ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成することができる。

本発明の前記方法はまた、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に、コンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取り可能なデータが保存される全ての種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）、ＣＤ（compact disc）−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ保存装置などがあり、また、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを介した伝送）の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式で、コンピュータで読み取り可能なコードが保存されて実行される。

以上、図面に図示された具体的な実施形態を参照して本発明について説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、本発明が属する技術分野で当業者であるならば、それらから多様な修正及び変形が可能であろう。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲によって解釈されなければならず、それと同等及び均等な範囲内にある全ての技術的思想は、本発明の保護範囲に含まれるものであると解釈されなければならないであろう。

本発明の熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成装置及びその方法は、例えば、ＣＡＤ関連の技術分野に効果的に適用可能である。

１００配管応力解析結果ファイル
２００伸縮変位データ生成部
２１０構造把握部
２２０ＤＢ生成部
３００熱変形ＣＡＤ生成部
３１０モデル選択部
３２０変形区分部
３３０熱変形計算部

Claims

配管応力解析結果ファイルが入力され、入力された結果ファイルから、配管支持台の位置、種類及び熱変位による配管支持台の伸縮変位データベースを生成する伸縮変位データ生成部と、
前記伸縮変位データベースの値を基に、配管支持台の三次元モデルを移動させ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する熱変形ＣＡＤ生成部と、を含む熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成装置。
前記配管応力解析結果ファイルは、
応力解析プログラム名、配管支持台の位置、種類、及び配管熱変位に係わる情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成装置。
前記伸縮変位データ生成部は、
応力解析プログラム名でプログラムを区分し、区分されたプログラムに適するように、配管応力解析結果ファイルの構造を把握する構造把握部と、
構造が把握された配管応力解析結果ファイルから、配管支持台の位置、種類及び配管熱変位を検索し、配管支持台の番号、種類、南北熱変位、東西熱変位及び高さ熱変位に係わる情報を含む伸縮変位データベースを生成するＤＢ生成部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成装置。
前記熱変形ＣＡＤ生成部は、
熱変形を反映させる配管支持台の三次元モデルを選択するモデル選択部と、
選択された配管支持台の三次元モデルの配管支持台番号と一致する配管支持台番号を、前記伸縮変位データベースから抽出し、前記伸縮変位データベースを参照して選択された配管支持台の三次元モデルの変形種類と変形区間とを区分する変形区分部と、
区分された三次元モデルの変形種類と変形区間とを、前記伸縮変位データベースの熱変位によって移動させ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する熱変形計算部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成装置。
（ａ）配管応力解析結果ファイルが入力され、入力された結果ファイルから、配管支持台の位置、種類及び熱変位による配管支持台の伸縮変位データベースを生成する段階と、
（ｂ）前記伸縮変位データベースの値を基に、配管支持台の三次元モデルを移動させ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する段階と、を含む熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成方法。
前記配管応力解析結果ファイルは、
応力解析プログラム名、配管支持台の位置、種類、及び配管熱変位に係わる情報を含むことを特徴とする請求項５に記載の熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成方法。
前記（ａ）段階は、
応力解析プログラム名でプログラムを区分し、区分されたプログラムに適するように、配管応力解析結果ファイルの構造を把握する段階と、
構造が把握された配管応力解析結果ファイルから、配管支持台の位置、種類及び配管熱変位を検索し、配管支持台の番号、種類、南北熱変位、東西熱変位及び高さ熱変位に係わる情報を含む伸縮変位データベースを生成する段階と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成方法。
前記（ｂ）段階は、
熱変形を反映させる配管支持台の三次元モデルを選択する段階と、
選択された配管支持台の三次元モデルの配管支持台番号と一致する配管支持台番号を、前記伸縮変位データベースから抽出し、前記伸縮変位データベースを参照して選択された配管支持台の三次元モデルの変形種類と変形区間とを区分する段階と、
区分された配管支持台の三次元モデルの変形種類と変形区間とを、前記伸縮変位データベースの熱変位によって移動させ、熱変形が反映された配管支持台の三次元ＣＡＤモデルを生成する段階と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の熱変形を反映させた配管支持台の三次元ＣＡＤモデル生成方法。
請求項５から８のいずれか１項に記載の方法を実現するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。