[发明专利]一种曲线管道的位移补偿装置及其安装方法

说明书

本发明涉及一种曲线管道的位移补偿装置及其安装方法，包括波纹补偿器，该波纹补偿器的两端分别通过拟合管I和拟合管II连接曲线管道中的外管I和外管II；所述拟合管I包括直管I，其一端连接所述外管I，其另一端连接所述波纹补偿器；所述拟合管II包括直管II和弧形管；该直管II的一端与所述弧形管的一端相连；该直管II的另一端连接所述波纹补偿器；该弧形管的另一端连接所述外管II。本发明设计合理，结构简单，使用方便，可对曲线管道因地基沉降而引起的竖向位移，以及沿管道自身走向的轴向位移和沿曲线管道上各点与其所对应曲率半径圆心连线的径向位移等进行有效补偿，确保曲线管道的使用安全。

技术领域

本发明涉及一种管道结构及安装方法，尤其是一种管道位移补偿装置，具体的说是一种曲线管道的位移补偿装置及其安装方法。

背景技术

与各种流线型外观的公共建筑相匹配，为其输送流体或提供能源的金属管道系统大都采用水平曲线布置安装。鸟瞰时，管道平面呈不同曲率半径的弧线与弧线相切或弧线与直线相切。

这种曲线布置的管道系统特点是固定支架间的跨度比较大，介于两个固定支架之间的独立管段有两种位移补偿需求：一种是管道跨越沉降缝因地基沉降而引起的竖向位移；另一种是管道内的介质温度引起的金属管道热胀冷缩位移，包括沿管道自身走向的轴向位移和沿曲线管道上各点与其所对应曲率半径圆心连线的径向位移。在长期工作工况下，这两种位移反映为曲线管道的组合位移补偿需求。但是，目前尚未有专门用于这种曲线管道的位移补偿方案。因此，急需设计一种结构，解决此类曲线管道的位移补偿问题。

发明内容

本发明的目的是针对当前在曲线管道位移补偿方面遇到的困难，提供一种曲线管道的位移补偿装置及其安装方法，有效解决了曲线管道的竖向位移、轴向位移和径向位移等方面的补偿，确保管道使用的安全性。

本发明的技术方案是：

一种曲线管道的位移补偿装置，包括波纹补偿器，该波纹补偿器的两端分别通过拟合管I和拟合管II连接曲线管道中的外管I和外管II；所述拟合管I包括直管I，其一端连接所述外管I，其另一端连接所述波纹补偿器；所述拟合管II包括直管II和弧形管；该直管II的一端与所述弧形管的一端相连；该直管II的另一端连接所述波纹补偿器；该弧形管的另一端连接所述外管II。

进一步的，所述拟合管I还包括异径管，其一端与所述直管I的一端相连，其另一端与所述波纹补偿器相连。

进一步的，所述弧形管的曲率半径与所述外管II的曲率半径相同，其长度小于或等于3°圆心角对应的弧长。

进一步的，所述拟合管II上设有自由滑动支承。

进一步的，还包括多个径向限位支承，分别安装在所述弧形管和外管II上。

一种曲线管道的位移补偿装置的安装方法，包括以下步骤：

1）波纹补偿器的两端分别通过拟合管I和拟合管II连接曲线管道中的外管I和外管II，使所述外管I和外管II分别位于沉降缝的两侧，并使所述波纹管补偿器的双工作波纹管一侧的中间接管位于沉降缝上部；

2）在所述外管I和外管II上分别安装固定支架I和固定支架II；

3）在所述弧形管上安装自由滑动支承，使其与所述波纹补偿器端部的距离和波纹补偿器另一端与固定支架Ⅰ的距离相当；

4） 在自由滑动支承和固定支架II之间的弧形管和外管II上等弧长均布径向限位支承，并在管道与所述径向限位支承的限位结构之间设置冷缩间隙和热胀间隙。

进一步的，所述步骤4）中，通过以下方法计算热胀间隙和冷缩间隙：通过管道应力分析计算，取得每个径向限位支承对应管道节点在工作温度下的径向净位移，即为沿着各相关节点与圆心连线方向的热胀冷缩量值，再取大于零且小于3的正公差，再加上管道绝热层厚度。