摘要：近年来，我国核电建设开启了新篇章，核电也越来越多的担任着至关重要的角色。本文概述了核电工程设计阶段，管道等级在设计中的应用理念，基于三维设计软件（SP3D）的应用和效果分析，阐述了其在核电设计周期产生的综合效益，并对应其用流程进行了梳理。
关键词：等级；三维；效果；分析
引言：
核电工程设计涉及多专业学科，加上极为庞杂的系统关系，导致诸多设计工作反复交叉、迭代。我国自主核电技术将逐步面向世界，本着“创新、协调、共享”的设计理念，结合核电设计工程的特点，将管道等级应用在核电工程设计中，取得了良好的成效。
1 管道等级说明
管道等级是按照管道的材料、输送介质以及介质的参数（压力、温度）不同，根据项目本身的特有属性，按照一定的分级规则，将其所涉及的属性信息进行整合后再分级，通过英文字母、阿拉伯数字进行排列组合，形成信息属性唯一的等级代号。因核电工程项目总参数、机组容量、技术形式及厂址的选择都不尽相同，致使管道的介质参数（压力、温度）、材料、流体、环境等因素等也存在差异性，作为核电工程选用更为严格，管道等级的适用性同样具有项目唯一性。管道等级用于工艺系统管道配管设计的一般要求，依托于管道等级表的形式，将管道等级代号及与其匹配的属性的信息进行关联，形成管道等级表，作为工程项目内部设计文件，供设计人员参考和选用。
表1 管道等级组成
图1等级代号组成
1.1管道等级代号
依据核电工程管道的类别属性，管道等级代号由四个部分构成，第一部分为压力等级[1]、第二部分为材料、第三部分为介质、第四部分为核安全级，详见表1；由于每个部分所对应的信息不同，组合起来的等级代号则限定了管道的唯一性属性，等级代号组成详见图1。
1.2管道等级表
依据等级代号衍生出管道等级表，将符合等级代号的信息按照词典的形式补充完善，将连接形式、材料标准、制造形式、尺寸标准、外径壁厚、设计温度、适用介质等相关信息进行填充，使每种管道规格的信息链完整，用于设计人员选用和查询使用，详见表2。
表2管道等级表
2 管道等级应用流程
管道等级作为工艺配管设计和布置设计通用的一般性要求，规定和限制了设计者在工程管道管件设计的选用，通过对压力等级、材料等级、核安全等级等相关信息进行整合再分级，形成等级代号，并依托等级表的形式形成设计文件作为工艺设计、布置设计的输入。
核电功能的实现，实质是能力传递、转化的过程，管道介质传输过程涉及高温、高压。管道选材必须依据管道的使用条件（设计温度、设计压力、流体类别）、经济性、耐蚀性等[2]。将管道规格、设计压力、选用的材质、流体类型、核安全级等信息进行整理分级，形成管道等级表；设计人员根据设计本身的要求进行选用并进行相关强度复合计算。
目前工艺管道布置设计多数基于三维软件的应用，如PDMS、SP3D等，通过三维软件和管道等级的有机结合，软件技术人员将管道等级表内的信息内容作为数据库建立在软件后台，工艺设计人员将管线清单提供给布置专业，布置设计人员通过调用相应等级下的管道规格，进行布置。如SP3D可实现自动生成管部件的功能，实现数据匹配[3]。形成的三维实体模型可通过软件自动生成管道设计图纸及管道管件清单。
工艺设计人员可以依据管道等级表的内容进行配管设计，除特殊情况外，设计者选用应在管道等级范围内选用，从源头上对设计进行了统一把控。这样做到了布置设计库的内容和工艺设计的内容有一定的吻合性，减少了由于交叉设计带来的各种问题。工艺管道设计输出管线清单、流程图，同时作为布置设计的输入。
图2 管道等级应用流程
布置设计利用三维软件（SP3D）的数据库、管线清单、流程图进行管道工艺布置设计，设计人员取消了重复输入数据的工作，通过直接调用数据库即可，布置设计过程中设计人员通过反馈机制，可优化设计，最终形成实体三维模型。利用三维软件的优越性，可直接通过数据筛选形成管线图、管道管件清单等[3]。
图纸、清单可供业主进行编制招标文件和厂商的选择。管道等级的应用流程做到了从源头上统一，避免了人因带来的设计问题，流程清晰、分工明确，体现了协同配合的高效性。
3 管道等级应用取得的成效
随着核电技术的发展，核电站也经历了几代的推陈出新，无论从设计还是建造，管道还是占据了大部分的工程量。无论从材料技术条件的编制、工艺管线的配管设计、管线布置设计、管道管件材料清单的编制及管线图的出版等工作都占据了核电工程设计的大部分板块。
结合核电工程设计的特点，对管道等级的应用，解决了部分核电设计工作的压力，从源头上控制及过程中规避了一些交叉设计带来的通病。使上下游设计做到了统一，避免了因上下游设计的不合适，反复迭代的过程。管道等级和三维软件的有机结合，使工艺设计和布置设计可以并行工作，缩短了出图等时间节点，同时可以根据布置设计验证工艺设计的合理性和正确性，通过反馈等机制可以更好的优化设计。从质量和进度上对整个工程设计都是有利的。
从业主的角度看，可以根据工程设计进度实时得到相应的清单数据，便于业主进行招标和厂商的选择，便于业主管理。
4 结语
管道等级与三维设计软件的应用结合，充分体现核电工程设计的特点，遵循了优化设计的原则及并行设计原则，规避了人因引起的误差，同时减少了设计环节，在保证了设计质量的前提下，加快了工程进度，为设计增值。并形成了一定的设计流程，为后续的核电工程设计项目开展奠定了坚实的基础，
参考文献：
[1] 管道元件PN(公称压力)的定义和选用.GB/T 1048
[2] 工业金属管道设计规范.GB 50316
[3] INTERGRAPH公司.SP3D宣传资料[M].北京：鹰图，2015.
作者简介：姜楠 男（1989.10-） 本科 身份证号：2202811989****XXXX
论文作者:姜楠,王金风
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：管道论文; 等级论文; 核电论文; 代号论文; 工艺论文; 工程设计论文; 设计人员论文; 《基层建设》2019年第14期论文;