一种核电站管道系统中阀门重心位置计算方法及系统与流程

本发明涉及核电站管道系统力学分析，尤其涉及一种核电站管道系统中阀门重心位置计算方法及系统。

背景技术：

1、核电站管道系统承担着各种繁多的系统功能，管道系统复杂而庞大，不同管径、不同走向的管道交错纵横，这些系统的管道上布置大量的执行各种功能、各种类别的阀门，阀门位置及其重量是核电站管道系统力学计算的重要输入之一，对管道系统的承载影响不可忽略，因此，核电站管道系统有限元力学模型中需要包含阀门模型信息。

2、通常，管道系统力学模型是基于核电厂坐标系建立的，在建模过程中需要输入阀门重心位置信息，然而，由于阀门重心会随着管道走向的改变而改变，而且鉴于阀门的数据信息主要源自上游设计专业，数据信息形式多样、不统一，而一个管道系统力学模型中包含较多的不同类别的阀门，大量不同数据信息、不同管道位置的阀门重心位置需要手工计算，极大的增加了阀门建模的工作量，且极易出错，进而影响最终核电站管道系统力学分析的进度和质量。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种核电站管道系统中阀门重心位置计算方法及系统，该方法以矢量、矢量阵以及矢量基的运算为基础，结合图纸中的管道方向、阀门位号信息以及阀杆方向信息，通过建立阀门局部的连体基和核电厂参考基姿态变换关系，完成阀门重心位置坐标阵的计算，能够快速、准确获取构建管道力学模型所需的阀门重心坐标阵，降低计算复杂度，提高计算效率。

2、第一方面，本公开提供了一种核电站管道系统中阀门重心位置计算方法。

3、一种核电站管道系统中阀门重心位置计算方法，包括：

4、获取管道系统中多个阀门的数据信息，建立阀门数据信息库，根据库中每一阀门的阀门图纸，建立相应的阀门坐标系，基于阀门重心位置，确定阀门在对应阀门坐标系下的阀门重心位置坐标阵；

5、根据核电站管道设计图纸，建立管道系统参考坐标系，获取各管道布置信息、各管道上多个阀门的阀门位号信息和阀杆方向信息；

6、基于各管道布置信息、各管道上多个阀门的阀门位号信息和阀杆方向信息以及管道系统参考坐标系、多个阀门对应的阀门坐标系，建立管道系统参考坐标系和阀门坐标系的变换关系；

7、根据每一阀门在对应阀门坐标系下的阀门重心位置坐标阵和坐标系变换关系，确定每一阀门在管道系统参考坐标系下的阀门重心位置坐标阵。

8、第二方面，本公开提供了一种核电站管道系统中阀门重心位置计算系统。

9、一种核电站管道系统中阀门重心位置计算系统，包括：

10、阀门坐标系构建模块，用于获取管道系统中多个阀门的数据信息，建立阀门数据信息库，根据库中每一阀门的阀门图纸，建立相应的阀门坐标系，基于阀门重心位置，确定阀门在对应阀门坐标系下的阀门重心位置坐标阵；

11、管道系统参考坐标系构建模块，用于根据核电站管道设计图纸，建立管道系统参考坐标系，获取各管道布置信息、各管道上多个阀门的阀门位号信息和阀杆方向信息；

12、坐标系变换关系计算模块，用于基于各管道布置信息、各管道上多个阀门的阀门位号信息和阀杆方向信息以及管道系统参考坐标系、多个阀门对应的阀门坐标系，建立管道系统参考坐标系和阀门坐标系的变换关系；

13、阀门重心位置计算模块，用于根据每一阀门在对应阀门坐标系下的阀门重心位置坐标阵和坐标系变换关系，确定每一阀门在管道系统参考坐标系下的阀门重心位置坐标阵。

14、第三方面，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述方法的步骤。

15、第四方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述方法的步骤。

16、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

17、1、本发明提供了一种核电站管道系统中阀门重心位置计算方法及系统，通过引入三个正交单位矢量构成核电站参考坐标系(即矢量基er)和三个正交单位矢量构成阀门连体坐标系(即矢量基eb)，采用代数表达如标量、矢量、矢量矩阵以及数学中的矢量运算，结合图纸中管道方向、管道布置信息以及阀门图纸数据信息，获取矢量基er和矢量基eb的相对姿态、获取阀门重心在连体基位置pb和阀门位号信息、计算eb相对er方向的余弦阵arb，最终获取阀门重心在管道系统中的相对位置坐标pr。

18、2、本发明在确定阀门重心在阀门连体基中的坐标阵的基础上，能够快速、准确获取构建管道力学模型所需的阀门重心坐标阵，降低计算复杂度，提高计算效率。

19、3、本发明将矢量运算理论应用至工程实际，提供了一种阀门重心位置计算方法，该方法能够和软件工程结合，为软件开发提供理论基础，提高工程设计的效率，提高管道力学分析的质量和效率。

技术特征：

1.一种核电站管道系统中阀门重心位置计算方法，其特征是，包括：

2.如权利要求1所述的核电站管道系统中阀门重心位置计算方法，其特征是，所述阀门的数据信息包括阀门位号信息、阀门图纸以及阀门重心位置。

3.如权利要求1所述的核电站管道系统中阀门重心位置计算方法，其特征是，通过构建阀门连体矢量基eb建立阀门坐标系，包括：

4.如权利要求1所述的核电站管道系统中阀门重心位置计算方法，其特征是，所述管道布置信息包括管道长度信息和管道位置信息，所述阀门位号信息为阀门在管道系统中的唯一编号。

5.如权利要求1所述的核电站管道系统中阀门重心位置计算方法，其特征是，基于各管道布置信息、各管道上多个阀门的阀门位号信息和阀杆方向信息以及管道系统参考坐标系、多个阀门对应的阀门坐标系，建立管道系统参考坐标系和阀门坐标系的变换关系，包括：

6.如权利要求1所述的核电站管道系统中阀门重心位置计算方法，其特征是，阀门在管道系统参考坐标系下的阀门重心位置坐标阵pr为：

7.一种核电站管道系统中阀门重心位置计算系统，其特征是，包括：

8.如权利要求7所述的核电站管道系统中阀门重心位置计算系统，其特征是，阀门在管道系统参考坐标系下的阀门重心位置坐标阵pr为：

9.一种电子设备，其特征是，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成如权利要求1-6中任一项所述的一种核电站管道系统中阀门重心位置计算方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征是，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成如权利要求1-6中任一项所述的一种核电站管道系统中阀门重心位置计算方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种核电站管道系统中阀门重心位置计算方法及系统，该方法包括：获取管道系统中多个阀门的数据信息，建立阀门数据信息库，根据库中每一阀门的阀门图纸，建立阀门坐标系，基于阀门重心位置，确定阀门在阀门坐标系下的阀门重心位置坐标阵；根据核电站管道设计图纸，建立管道系统参考坐标系，获取各管道布置信息、多个阀门的阀门位号及阀杆方向信息；建立管道系统参考坐标系和阀门坐标系的变换关系；结合获取的阀门重心位置坐标阵，确定每一阀门在管道系统参考坐标系下的阀门重心位置坐标阵。本发明能够快速、准确获取构建管道力学模型所需的阀门重心坐标阵，降低计算复杂度，且该方法能够与软件工程结合，提高工程设计的效率。

技术研发人员：潘科琪,卢洪早,卢强,祁涛,王鑫,邹建荣,蔡奕霖,李娟,朱昶帆
受保护的技术使用者：上海核工程研究设计院股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15