管道熱補(bǔ)償常見補(bǔ)償器

主要是利用管道彎曲管段的彈性變形或在管道上設(shè)置補(bǔ)償器。

利用管道的彎曲管段（如L形或Z形，以及兩者的組合）的彈性變形來補(bǔ)償管道的熱伸長(zhǎng)，稱自然補(bǔ)償，所能補(bǔ)償?shù)墓芏屋^短。

方形補(bǔ)償器（見圖）常用鋼管煨彎或焊接制成，制造方便，不用經(jīng)常維修，但供熱介質(zhì)流動(dòng)阻力較大，外形尺寸也較大。其實(shí)也屬于一種自然補(bǔ)償器，相當(dāng)于L形或Z形的組合。

補(bǔ)償器有多種形式。套管補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力大，外形緊湊，供熱介質(zhì)流動(dòng)阻力小，但由于內(nèi)裝填料，需要經(jīng)常檢修，不能承受橫向位移，且使支座承受較大的軸向推力，故多用于管徑大于200毫米的直管段上（在給水工程中稱伸縮管）。

波紋管補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，補(bǔ)償能力較小，成對(duì)配置時(shí)可補(bǔ)償彎曲管段的熱伸長(zhǎng)。球形補(bǔ)償器本身可沿軸線旋轉(zhuǎn)任意角度，通常以兩個(gè)為一組來補(bǔ)償管道的熱伸長(zhǎng)補(bǔ)償能力較大，易適應(yīng)空間變動(dòng)，供熱介質(zhì)的流動(dòng)阻力也小，只是制造要求嚴(yán)格。

管道熱補(bǔ)償方形補(bǔ)償器

用無縫鋼管煨彎制成（大直徑管道可用焊接彎管制成）。其優(yōu)點(diǎn)是制造方便，軸向推力較小，補(bǔ)償能力比L形和Z行自然補(bǔ)償大，運(yùn)行可靠，嚴(yán)密性好，不需要經(jīng)常維修；其缺點(diǎn)是單面外伸臂較長(zhǎng)，占地面積較大，需增設(shè)管架。

管道熱補(bǔ)償套管補(bǔ)償器

通過芯管與外殼之間的相對(duì)位移來吸收管道熱膨脹，可分單向式和雙向式兩種。

優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，流動(dòng)阻力小，安裝方便。

缺點(diǎn)：長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致密封填料的磨損或失去彈性，造成介質(zhì)泄露。

管道熱補(bǔ)償波紋補(bǔ)償器

優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償量大、補(bǔ)償方式靈活；結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠。

根據(jù)吸收熱位移的方式，波紋補(bǔ)償器可分為軸向型、橫向型和角向型三大類。

管道熱補(bǔ)償球型補(bǔ)償器

優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償能力大；流體阻力小，無內(nèi)壓推力，鋼材消耗少，安裝簡(jiǎn)便，宜于架空管道上使用。

缺點(diǎn)：存在側(cè)向位移，易泄露。

計(jì)算公式：X=a·L·△T

x 管道膨脹量，mm；

a為線膨脹系數(shù)，鋼鐵取0.012mm/m.℃；

L補(bǔ)償管線（所需補(bǔ)償管道固定支座間的距離）長(zhǎng)度，m；

△T為溫差（介質(zhì)溫度-安裝時(shí)環(huán)境溫度），℃。

1、補(bǔ)償器在安裝前應(yīng)先檢查其型號(hào)、規(guī)格及管道配置情況，必須符合設(shè)計(jì)要求。

2、對(duì)帶內(nèi)套筒的補(bǔ)償器應(yīng)注意使內(nèi)套筒子的方向與介質(zhì)流動(dòng)方向一致，鉸鏈型補(bǔ)償器的鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)平面應(yīng)與位移轉(zhuǎn)動(dòng)平面一致。

3、需要進(jìn)行“冷緊”的補(bǔ)償器，預(yù)變形所用的輔助構(gòu)件應(yīng)在管路安裝完畢后方可拆除。

4、嚴(yán)禁用波紋補(bǔ)償器變形的方法來調(diào)整管道的安裝超差，以免影響補(bǔ)償器的正常功能、降低使用壽命及增加管系、設(shè)備、支承構(gòu)件的載荷。

5、安裝過程中，不允許焊渣飛濺到波殼表面，不允許波殼受到其它機(jī)械損傷。

6、管系安裝完畢后，應(yīng)盡快拆除波紋補(bǔ)償器上用作安裝運(yùn)輸?shù)狞S色輔助定位構(gòu)件及緊固件，并按設(shè)計(jì)要求將限位裝置調(diào)到規(guī)定位置，使管系在環(huán)境條件下有充分的補(bǔ)償能力。

7、補(bǔ)償器所有活動(dòng)元件不得被外部構(gòu)件卡死或限制其活動(dòng)范圍，應(yīng)保證各活動(dòng)部位的正常動(dòng)作。

8、水壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)對(duì)裝有補(bǔ)償器管路端部的次固定管架進(jìn)行加固，使管路不發(fā)生移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)用于氣體介質(zhì)的補(bǔ)償器及其連接管路，要注意充水時(shí)是否需要增設(shè)臨時(shí)支架。水壓試驗(yàn)用水清洗液的96氯離子含量不超過25PPM。

9、水壓試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)盡快排波殼中的積水，并迅速將波殼內(nèi)表面吹干。

10、與補(bǔ)償器波紋管接觸的保溫材料應(yīng)不含氯離子。2100433B

前言

第一章　管道設(shè)計(jì)基本知識(shí) 1

一、常用鋼管材料的使用溫度 3

二、常用鋼材使用溫度 4

三、電廠各類介質(zhì)管道推薦流速 6

四、兩相流管道和再循環(huán)管道 8

五、特殊介質(zhì)管道 11

六、管道熱補(bǔ)償 13

七、管道蠕脹問題 15

八、管道冷緊和安裝坡度 16

九、管道零部件 18

十、閥門 21

十一、補(bǔ)償器 28

十二、管道支吊架 28

第二章　管道應(yīng)力分析的理論基礎(chǔ) 39

一、管道荷載 40

二、管道變形 41

三、強(qiáng)度理論 41

四、彈性理論的基本假設(shè) 43

五、虎克定律 43

六、泊松比 43

七、管道應(yīng)力分析 44

八、管道柔性設(shè)計(jì) 53

九、管道元件柔性系數(shù) 54

十、應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù) 57

十一、摩擦系數(shù)的選取 59

十二、金屬腐蝕 59

第三章　管道應(yīng)力分析程序基本原理 68

一、力和位移的關(guān)系 69

二、力和位移的轉(zhuǎn)移與坐標(biāo)變換 70

三、管道單元?jiǎng)偠染仃嚰捌渥儞Q 72

四、管道單元的末端節(jié)點(diǎn)剛度矩陣、溫差力矩陣及均布荷載矩陣 74

五、管道節(jié)點(diǎn)平衡方程與總體剛度矩陣 78

六、邊界條件的處理 80

七、線性方程組的解法 81

八、管道荷載分配和支吊架彈簧選擇 82

九、管道節(jié)點(diǎn)力和內(nèi)力計(jì)算 83

十、管道應(yīng)力驗(yàn)算 100

十一、管道對(duì)約束裝置（支吊架）的作用 107

十二、管道對(duì)設(shè)備（或端點(diǎn)）的推力計(jì)算 109

第四章　管道振動(dòng)及噪聲控制 114

一、管道振動(dòng)控制 115

二、管道噪聲控制 130

附錄A　柔性隔聲簾隔聲包管 141

附錄B　管道立體圖 146

附錄C　管道三維模型 147

附錄D　鋼管材料許用應(yīng)力 148

附錄E　鋼板材料許用應(yīng)力 152

附錄F　常用國(guó)產(chǎn)鋼材的彈性模量數(shù)據(jù) 154

附錄G　常用鋼材類型的彈性模量近似數(shù)據(jù) 156

附錄H　常用國(guó)產(chǎn)鋼材的平均熱膨脹系數(shù) 157

附錄I　常用鋼材類型的平均熱膨脹系數(shù)近似數(shù)據(jù) 160

附錄J　300～1000MW發(fā)電機(jī)組主要管道設(shè)計(jì)參數(shù)及材質(zhì) 162

附錄K　常用管道水平直管支吊架允許間距 165

附錄L　常用管道斷面力學(xué)性質(zhì) 184

附錄M　常用管道每米自重與含水總重 191

參考文獻(xiàn) 193

本手冊(cè)是一本較為全面的綜合性動(dòng)力管道設(shè)計(jì)工具書。管道種類包括熱力管道：蒸汽、熱水、凝結(jié)水、廢汽；燃?xì)夤艿溃豪涿簹?、水煤氣、城市煤氣、天然氣、液化石油氣；氣體管道：壓縮空氣、氧氣、氮?dú)?、乙炔氣、氫氣、二氧化碳?xì)?、真空系統(tǒng)、高純氣體等。

全書共16章，包括常用資料、管道系統(tǒng)及其選擇、管道布置及敷設(shè)、供熱管道直埋技術(shù)、管道水力計(jì)算、管道熱補(bǔ)償、管道跨距及荷載、管道支吊架及支座、管道強(qiáng)度計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算、管道組成件的選用、保溫及防腐、動(dòng)力分站、真空管道系統(tǒng)、高純氣體管道、動(dòng)力管道安裝及驗(yàn)收、工程估算等內(nèi)容。書中大量的圖表和數(shù)據(jù)可供動(dòng)力管道設(shè)計(jì)人員在方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和施工囪設(shè)計(jì)中直接選用。

本手冊(cè)供從事熱力管道、燃?xì)夤艿?、氣體管道和動(dòng)力分站等工程設(shè)計(jì)人員使用，亦可供施工安裝、概算編制、運(yùn)行管理有關(guān)人員和大專院校有關(guān)師生參考，還可供動(dòng)力專業(yè)注冊(cè)設(shè)備工程師參考。