张识渊 吕长亮
中国核电工程有限公司郑州分公司 河南 郑州 450000
摘要：本文主要介绍了PDMS三维设计在海南昌江核电项目设计阶段和施工阶段的实际应用情况。
关键词：PDMS，三维设计，设计阶段，施工阶段，应用，优化
1．前言
PDMS三维设计目前在诸多领域都有着广泛的应用，并且都起到了很好的效果，在核电领域的应用效果也尤为显著，就以目前正在建设中的海南昌江核电1,2号机组项目来说，无论是从前期的设计还是现在的施工阶段一直都在应用，甚至到电站的后期运行也可以使用，可以说三维设计的应用可以贯穿到电站整个生命周期之中。比如说在前期设计阶段施工图中管道ISO及平面布置等的抽取，各个专业间的碰撞检查，施工阶段布置方案的修改及优化，设备运输路径的模拟等。
PDMS三维设计在海南昌江1,2机组项目中的具体应用目前主要体现在设计和施工两个阶段，下面将主要从这两个方面进行总结阐述。
2. PDMS三维设计在设计阶段应用
海南昌江核电项目是以秦山二期扩建工程（0401工程）为参考电站，0401当时的设计并没有采用PDMS三维设计，在现场安装的过程中发现了大量的物项干涉以及一些布置上的不合理等问题，例如预留空间较小无法满足安装要求、支架尺寸过大、热试期间大型设备的热位移导致的碰撞问题等等，这些问题如果在设计阶段使用PDMS三维设计建立三维模型数据库，完全可以在设计初期提前发现和解决，传统二维平面设计的局限性出现上述问题是在所难免的。
通过秦山二期扩建工程的经验反馈，海南昌江核电项目应用了PDMS三维设计，在设计阶段对于布置专业三维设计的应用主要体现在如下几个方面。
2.1管道ISO图和平面布置图的抽取以及材料统计
对于设计来说，所有的设计成果最终都会以图纸的形式体现，然而核电站的施工图设计是一个及其复杂周期而又漫长的过程，因图纸数量繁多信息量大，针对一些复杂的布置图，例如核电项目中R厂房的平面综合布置图，凭借着以往现有的二维的设计手段，出图很困难，费时费力，而且效率也不高，尤其是对于管道布置专业，管道及支架安装图数以万张。在该项目应用三维设计之后大大的弥补了以往的不足，首先通过前期各个专业在PDMS多专业协作设计平台的设计模块下，建立三维模型数据库，然后在软件中定制满足公司相关制图规定要求的出图风格模板，最后再利用PDMS的IsoDraft与Draft模块并结合二次开发工具就可以批量得到满足我们需要的设计图纸，同时相应的管道支架的材料统计报表也可以自动抽取。
2.2不同专业及专业间的碰撞检查
工程设计中的碰撞问题一直都是以往传统设计难以解决并且无法避免的问题，核电工程项目其具有系统复杂，物项重多，布置紧凑等特点碰撞更是再所避免，大量碰撞的存在对工程施工会造成了很大影响，比如增加施工难度，拖延工期，最终导致工程总造价的提高。目前公司在该项目中是利用PDMS与Navisworks相结合的方法进行碰撞检查，充分利用了二者的优点，最终通过输出碰撞报表的形式对碰撞进行一一识别处理，该项目自从利用三维设计已经在设计阶段解决了大量的碰撞，据不完全统计已为工程直接减少经济损失上千万元，效果显著。
2.3设备运输路径的模拟分析
对于核岛一些重要机械设备，设备运输吊装方案的确定也至关重要，直接影响着设备能否顺利就位满足施工节点的要求，在拥有完善的模型数据之后，可以应用三维模型数据制作三维动画，实时动态模拟设备吊装路径，这种可视化的动态模拟可以准确的表现出设备实际运输吊装过程中的一些问题，并及时提出解决方案，优化运输吊装方案。
在设计阶段三维模型的创建和施工图的设计一直处于同步的状态，这种同步多专业协同设计好处在于，通过可视化的三维模型能很好的反应设计情况及时发现设计中的不足。待后期模型完善之后再通过模型综合，大部分的碰撞问题都可以提前发现和解决，这与之前传统的二维平面设计相比优势很明显，优越性也随之体现出来了。
3. PDMS三维模型在施工阶段应用
三维模型是三维设计的重要成果，就目前而言，海南昌江核电三维模型的主要任务是工程实体的设计和布置，其主要成果是二维图纸。但三维模型也包含了大量的可用于施工管理的信息，在进行现场施工过程中，可以对现场施工管理人员提供可视化的三维指导，节省查看图纸的时间，实现高效和准确施工管理水平。在现场出现相关问题时，可以进行快速的模拟安装对问题就行核实和可视化分析，提高现场问题的解决效率。通过将三维模型与工程进度计划关联，同样也可用于工程进度计划的可视化管理。
下面介绍一下PDMS三维设计模型在海南昌江核电现场施工阶段的几点应用：
第一，帮助新进厂的设计及相关人员方便快速地熟悉电站的整体布置情况。由于整个电站涉及系统500多个，涵盖专业包括，管道、设备、结构、暖通、电气、仪表、土建等，物项错综复杂，对于新入厂的设计人员来说，电站整体或者某个厂房布置情况还不是很了解，也很难快速的了解，如果刚开始就实地去厂房熟悉情况，既费时又费力而且效果也不佳最重要的是也很不安全。通过海南现场实践表明利用浏览PDMS三维模型的方法能很快的帮助设计人员熟悉现场的大概布置情况，尤其是针对一些人员无法或者很难到达以及空间狭小的管廊区域等。
第二，对现场建安承包商发出的技术澄清单、现场变更申请单中描述问题的准确性进行核实。现场设计对此类具体问题进行处理的过程中首先要核实变更中描述的原因是否属实，是否出现了碰撞以及空间狭小无法满足安装要求，这样我们就可以利用预先建好的PDMS三维模型进行浏览，在设计模型中可以清楚的看到干涉的物项与位置，同时还能准确的测量我们所需要的数据，利于解决方案的确定，针对上述类似的变更申请现场施工阶段有成千上万，设计人员无法对每个单子中的情况都去现场一一进行测量核实，还有那些空间狭小区域就算到现场设计人员也不能进行有效的核实，通过使用三维模型的大大的节约了时间提高了工作效率缩短了工期。
第三，PDMS三维模型的使用还有效地指导了施工阶段出现系统改进项或者是布置方案的修改。例如在该项目中R厂房环廊区曾出现了一些管道阻挡通道的情况，环廊区域管道及支架的数量重多，现场也不方便对每个管子的管线号进行一一识别，不能整体的把握管子的布置情况，此时通过三维模型就能清晰了解每个管子的布置情况，可以在模型中随意布置修改比较，直至找到得到一个最佳的布置方案。
第四，对上冲泵吊装方案进行模拟。由于0738项目上冲泵的供货厂家与参考电站0401的供货厂家不同，参考电站0401上冲泵的检修吊装可以通过抽出泵轴拆分之后进行吊装检修，而0738上冲泵是由KSB供货泵轴不能抽出吊装，在业主的要求下需要重新确定吊装方案以方便检修，在PDMS三维模型的辅助下，通过在模型中对吊装路径进行反复模拟修改，最后结合现场各个专业的实际情况综合考虑确定了一个合理优化的吊装方案，同时并得到了业主的认可。
4. 小结
PMDS三维设计在该项目中设计阶段所起的作用和体现出的价值不言而喻，同时在施工阶段也起到了很大的作用，尤其是解决核岛R厂房环廊区优化，福岛改进项，上冲泵吊装方案的确定等问题，同时还能有效地指导班组的正确施工。三维设计在海南昌江项目中的一系列应用都体现了PDMS三维设计在核电站设计中的优越性。该项目通过应用PDMS三维设计，最大限度地提高设计质量，降低设计、采购、施工、管理、维修的各项成本，从而全面提高核电站的效益。