中国联合工程公司
能源与环境公司 三维
小组 王纯 1
CAESAR II 常规管道计算
及 CLPX 配
合应用
说明:该规范应用于 CUC 内部对于除 300MW 以上机组四大管道计
算外的其他所有压力管道。计算工况中水压试验工况按实际情况考
虑,但是不考虑风载,地震载荷,汽锤载荷等随机复杂工况。
——王纯 2009-8-10
一. CAESAR II config 文件设置
1. SIF’s and STRESSES
Default Code: B31.1 (改为电力标准,默认为 31.3 化工标准)
Occasional Load Factor: 20(省院根据年运行偶然工况经验设置)
Add F/A in Stresses: YES(是否在纵向应力中加入 F/A,即考虑轴向力引起的纵向应
力的效果)
其余全部用 Default (其中,直管不考虑压力硬化)
2. FRP Properties
全部采用 Default,
3. Detabase Definitions
Unites file name: MM.FIL (国际单位制)
Default Spring Hanger Name: Chinapower(china) (国标弹簧号)
其余全部采用 Default
4. Miscellaneous
全部采用 Default
5. Computer Control
Include Spring stiffness in Hanger OPE travel: YES (考虑弹簧刚度)
说明:如果应用这个选项,计算选弹位移的时候会考虑弹簧刚度的影响。这样,那弹簧
冷态工况下的荷载将和软件报告中弹簧
内的冷、热载相稳合
其余全部采用 Default (其中,弯头不考虑压力硬化)
6. Geometry Directives
Z-Axis vertical: On (改为 Z 轴向上,《应规》2006 要求)
其余全部采用 Default
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 2
二. 输入文件建议设置
1. 起点坐标输入实际坐标,并校核最终点的空间坐标
起点坐标设置:(Edit——Global)
输入起始点在项目轴网的绝对坐标 XYZ。
起始点从 10 开始,一般步长为 10,如 From 10 to 20。
终点(或任意点)坐标校核:(Edit——list——show all——Coordinates)
对于三维设计项目,该坐标应完全与 ISO 图中的坐标一一对应。并且
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 3
可以同时校核任何一个三通或者端点的绝对坐标。
2. 三通中心点的编号为为四位数,从 9000 始至 9500 止,步长为 10。
3. 管道与设备的接口点的编号为为四位数,从 9600 始至 9900 止,
步长为 10。
4. 保温材料的容重选取:
CII 默认值是 184kg/m3,即 0.000184kg/cu.cm。)
硅酸铝纤维选用 150kg/m3,即 0.00015kg/cu.cm。
5. 三通不选形式,直接输入应力增强系数。三通的中心点出现三次,
每次均应输入应力增强系数。常规 PN6.3 以上压力等级取 3.5,PN4.0
及以下管道输入 5.0。如果不能通过再核查 GD2000 取实际应力增强
系数(需有余量)。
建议输入和试算采用非正式 5.0 版本,定稿时采用正式 5.0 版本。
6.用 NAME 功能附加命名支吊架,需按照 001~099 的
命名。如
果超过 99 个支吊点,则可用 0999 的命名编号。注意,按此命名规则
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 4
输入名称的支吊架号首位数字必须是 0,这样既可以避免和计算节点
号重复,又可以使 CLPX 输入时自动把所有支吊架放在最前面,便于
查找。
支吊架的命名方法为点击输入框的 NAME 选项,在 from/to 的输
入框中填入对应点的支吊架编号。
7. CaesarII5.0 的输入含义与查看方式详见:
《CaesarII 用户指南》
《CaesarII 技术参考
》
《CaesarII 应用指南》
三. 输出文件工况设置
1. 做水压试验的蒸汽管道工况组合设置
输入中,蒸汽管道的管内流体密度应为是蒸汽,可以忽略,如:
输出的工况组合如下:
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 5
注意:(L10 的设置计算模式是取大值 Max,记得第二个选项卡中改
设置)
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 6
2. 工况组合说明及必须检查的项目:
L1 W+H HGR
L2 W+D1+T1+P1 HGR
L3 WW+HP+H HYD
L4 W+D1+T1+P1+H OPE 热态位移(相对于设计线)、力、力矩
(需查看 displacement, restraints)
L5 W+P1+H SUS 冷态 一次应力(需查看 stress, restraints)
L6 W+HP+H SUS 虚拟工况,水压试验压力下无水状态
L7 L3-L6 OPE 水重
L8 1.4L4 OPE 1.4 倍热态力
L9 1.4L5+L7 OPE 1.4 倍冷态力+水重(水压试验状态力)
L10 L8,L9 OPE L8 和 L9 中取大值作为结构载荷提资
(需查看 restraints,提资用)
L11 L4-L5 EXP 二次应力 热位移(相对于冷位移)
(需查看 stress, displacement)
注意:该工况组合只适用于需要做水压试验的蒸汽管道
3. 水管道的工况组合:
水管道的流体密度必须输入,如图:
水管道的参考工况设置:
水管道在正常工况中管道内充满水,则水压试验工况与冷态工况之间
的差距远小于蒸汽管道。因此在提结构载荷时候,直接在默认工况中
设置一个 1.4 倍冷态/热态的最大力作为结构荷载即可。CLPX 中出现
的结构荷载为 1.5 倍的冷态/热态最大力,对于 300 以下的水管道也可
以直接采用。
建议设置如下:
(其中 L8 工况同样需要设置取大值的计算)
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 7
四. 输出结果文件的基本设置:
(1) 支吊架名称点的显示
在输入中用 NAME 命名的支吊架要在结果中显示,必须在结果查看
界面中设置输出方式,如图:
输出的时候必须选择 Node Name Only,保证支吊架号准确。
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 8
(2) 输出结果必须查看的内容有:
一次,二次应力是否通过,是否出现脱空的刚性吊架,是否有恒力吊,
端口受力是否在设备允许范围内等等。
五. 输出文件导入 CLPX
在结果文件中输出 TXT 文件,再通过软件 CIIToCLPX.EXE 进行 Z
轴向上的补丁调整,即可导入 CLPX 进行支吊架的设计,步骤如下:
(1)在结果文件中选择 4(热态),5(冷态),Displacement, Restrain,
Hanger Table,ADD 到右方窗口后选择 Send to Text,导出 TXT 文件
(3) 打开 CIIToCLPX.EXE 软件,选择刚才导出的 txt 文件自动修正。
“CIIToCLPX.EXE”程序的使用方法详见软件说明。
(另:如果采用传统 Y 轴向上的输入法可省略此补丁,但需要手
动把 txt 文件中从“Hanger Table:结果后
“LISTING OF STATIC LOAD CASES FOR THIS ANALYSIS“开
始的最后的几行删除)
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 9
(3) 打开 CLPXb.txt 支吊架软件进行支吊架设计。选择读取
CAESAR 结果,打开刚才修改的 txt 结果文件,即可读入全部数据。
(4) 导入结果后在支吊架输入中需要注意和修改的内容有:
结构载荷,拉杆规格等。(具体修改方式见第六节)
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 10
(5) 用 CLPX 开列支吊架明细表
具体用法参考《CLPX 软 件 使 用 说 明》
(6)将 CLPX 的 DBF 文件转换成为 DXF 文件,选择 MSI_FSX,4.0
字高,0.7 字宽,如图。
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 11
(7)用 CAD 打开 DXF 文件,套用新版的支吊架明细表图框,完成
明细表设计。
(7)支吊架材料表设计方法参考《CLPX 软 件 使 用 说 明》。
六. CLPX 设计中需要校核修正的数据:
(1) 结构载荷:
CLPX 中的结构载荷未考虑水压试验,因此修要修正。将 CII5.0 计算
结果中的结构载荷(蒸汽管道的 L10,水管道的 L8)输出到 TXT 文
件中,在 CLPX 中填入实际的结构载荷。
可以按照下图的方式对比着填写
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 12
(2) 吊架拉杆直径:(DN300 以上做水压试验的管道必须校核)
对于刚性吊架,CLPX 自动选择刚性管部所匹配的最大直径拉杆,所
以一般没有太大问题。
对于弹簧吊架,CLPX 选用的是弹簧匹配的拉杆,而弹簧是根据冷/
热态载荷选用的,未考虑水压试验等工况,所以可能偏小。
校核方法为:
将 CLPX 自 动 选 择 的 拉 杆 对 比 新 版 《 管 道 支 吊 架 规 范
GB-T17116.1-1997》或者《华北院支吊架手册 P159》的标准,
对比结构载荷 L10(或水管 L8)的结果(注意,不是 CLPX 中的读
入结果,那个载荷不考虑水压试验),核对支吊架拉杆是否偏小。
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 13
例如:
CLPX 中选择了 12 号拉杆,而 L10 中结构载荷为 6KN。根据新版
规范,应选择 16 号拉杆,增加一个档次。所以修改该支吊架中的拉
杆及匹配的附件,并在弹簧号后加 A,例如将 TH1-308(15/-510)改
为 TH1-308A(15/-510)。同理,如果增加了两个档次,则加 AA。
如果拉杆有了修改,则对应的连接件也必须匹配。例如,拉杆从
LG1-12 修改到了 LG1-16,则对于的 DJ1-12,DJ6-12 也必须修改为
DJ1-16,DJ6-16。修改完之后计算拉杆长度。
(3) 弹簧的热位移校核
因为 CLPX 的版本等原因,对于冷态位移较大的弹簧支吊架,自动开
列造成弹簧的热位移可能出现偏差。所以在开列过程中应该校核:
例如:
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 14
弹簧 TH1-308(15/-510)对应的△Z 为 0.0/14.8,热位移 15,正确。
弹簧 TH1-308(15/-510)对应的△Z 为 5.0/14.8,有误。热位移应该
是 14.8-5.0=9.8 取整,=10。所以弹簧应修正为 TH1-308(10/-510)
(4) SJ 类支吊架问题
SJ5 单槽钢的斜撑直接华东院手册中与华北院出入较大,估计华东院
手册本身有误,不宜采用。通常用 SJ6 双槽钢支架代替。
(5) 在最终的支吊架明细表,材料表中,用查找-替换命令将所有
的 Q235-A 材料改为 Q235-B
七、支吊架材料表
在 CLPX 中自动生成支吊架材料表,方式如下:
选择刚才输入的 DBF,如 zyzq.dbf,生成材料表文件 zyzqc.dbf,如图
所示:
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 15
查看支吊架材料是否正确
将 DBF 转换成 DXF,套入支吊架材料表图框即可。
中国联合工程公司
能源与环境公司 三维设计小组 王纯 16
八、计算文件的存档
计算文件中的.C2 文件需要作为电子归档,而纸质版的归档采用
结构载荷+弹簧规格的方式用 Word 版本进行归档和出图。
方式如下:
选择结构载荷-应力-弹簧形式,输出为 MS Word 形式,存档打印。
输出文件如图: