[发明专利]一种用于高温气体介质工况的热壁约束型膨胀节

说明书

技术领域

本发明属于管道膨胀节设计领域，具体涉及一种用于高温气体介质工况的热壁约束型膨胀节。

背景技术

在现行的GB/T12777《金属波纹管膨胀节通用技术条件》中仅给出了轴向位移补偿的膨胀节的导流筒示意图，见图1和图2，在标准规范中虽然有关于的导流筒的要求和导流筒的设计，现有技术中导流筒的作用仅是导流，但均未出现存在角位移和横向位移场合的约束型膨胀节导流筒作为遮热元件的使用，现行的文献也未见有关于把导流筒作为遮热元件的使用先例。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种用于高温气体介质工况的热壁约束型膨胀节。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种用于高温气体介质工况的热壁约束型膨胀节，所述的膨胀节包括有进口端管、出口端管、波纹管、环板和导流筒；所述的波纹管为一组，连接在进口端管与出口端管之间；所述的环板分别焊接在进口端管和出口端管的外侧；所述的导流筒包括有入口导流筒Ⅰ和出口导流筒；所述的入口导流筒Ⅰ位于所述的进口端管内；所述入口导流筒Ⅰ的前端与所述的进口端管焊接连接，后端位于波纹管内，所述入口导流筒Ⅰ与进口端管之间形成气体间隙；所述入口导流筒Ⅰ的前端在平面位置上位于进口端管上所述环板的前部；所述的出口导流筒位于所述的出口端管内；所述出口导流筒的后端与所述的出口端管焊接连接，前端位于波纹管内；所述出口导流筒的前端位于入口导流筒Ⅰ的上方，且出口导流筒的前端与入口导流筒Ⅰ的后端之间在波纹管变形之后的平面位置上具有不小于0的搭接长度；所述出口导流筒的后端在平面为位置上位于出口端管上所述环板的后部，所述出口导流筒与出口端管之间形成气体间隙；出口导流筒与出口端管之间所具有的气体间隙、入口导流筒Ⅰ与进口端管之间所具有的气体间隙达到增大了径向传热热阻，降低了端管外侧的环板工作温度，最终达到降低环板的设计温度目的；

或，所述的波纹管为两组，两组所述的波纹管之间通过中间管连接为一体；所述的环板分别焊接在进口端管、出口端管的外侧；所述的导流筒包括有入口导流筒Ⅰ、入口导流筒Ⅱ和出口导流筒；所述的入口导流筒Ⅰ位于所述的进口端管内；所述入口导流筒Ⅰ的前端与所述的进口端管焊接连接，后端位于波纹管内，所述入口导流筒Ⅰ与进口端管之间形成气体间隙；所述入口导流筒Ⅰ的前端在平面位置上位于进口端管上所述环板的前部；所述的入口导流筒Ⅱ位于所述的中间管内；所述入口导流筒Ⅱ的前端与所述的中间管焊接连接，后端位于波纹管内，所述入口导流筒Ⅱ与中间管之间形成气体间隙；所述的出口导流筒位于所述的出口端管内；所述出口导流筒的后端与所述的出口端管焊接连接，前端位于波纹管内；所述出口导流筒的前端位于入口导流筒Ⅱ的上方，且出口导流筒的前端与入口导流筒Ⅱ的后端之间在波纹管变形之后的平面位置上具有不小于0的搭接长度；所述出口导流筒的后端在平面位置上位于出口端管上所述外侧环板的后部；所述出口导流筒与出口端管之间形成气体间隙；出口导流筒与出口端管之间所具有的气体间隙、入口导流筒Ⅱ与中间管、入口导流筒Ⅰ与进口端管之间所具有的气体间隙达到增大了径向传热热阻，降低了端管外侧的环板工作温度，最终达到降低环板设计温度的目的。

进口端管、出口端管外侧的所述环板均为一组两个，两个所述的环板的内径端均焊接在进口端管或出口端管上；两个所述的环板之间设置有立板；进口端管外侧的立板与出口端管外侧的立板通过铰链板、销轴连接。

进口端管、出口端管外侧所述环板的均焊接在进口端管、出口端管上，所述环板的外侧与进口端管之间，所述环板的外侧与出口端管之间均设置有加强筋板；进口端管外侧的环板与出口端管外侧的环板通过拉杆组件连接；入口导流筒Ⅰ的前端在平面位置上位于进口端管上所述加强筋板的前部；出口导流筒的后端在平面位置上位于出口端管上所述加强筋板的后部。

本发明提出的一种用于高温气体介质工况的热壁约束型膨胀节，采用将导流筒设计为入口导流筒和出口导流筒的结构，并使入口导流筒的前端在平面位置上位于进口端管或中间管上所述环板的前部，出口导流筒的后端在平面为位置上位于出口端管上所述环板的后部，从而达到了为环板遮热降温的目的，经理论传热分析计算，在介质温度为700℃下，导流筒内壁与介质直接接触，温度取700℃，经过气体间隙的遮热作用，气体间隙厚度为30mm时，立板与端管焊接的位置温度约为530℃；未使用进行遮热设计的导流筒，立板与端管焊接的位置温度约为660℃。530℃下06Cr19Ni10不锈钢的许用应力是660℃下的2.5倍，可见使用遮热导流筒后，立板的设计应力许用值升高，其应力校核容易通过。

附图说明