基于应力分析的高温管道系统的设计方法、高温管道系统技术方案

本发明专利技术公开基于应力分析的高温管道系统的设计方法，用于在高温管道系统原管道上布置新的分支管道，原管道通过若干第一弹簧支吊架支吊，分支管道通过若干第二弹簧支吊架支吊；设计方法包括：10)分析高温管道系统的安装模式，根据安装模式设置分析模型，并对分析模型进行应力分析；20)根据应力分析的结果布置原管道与分支管道。本发明专利技术中，特定安装模式下对应的应力分析结果更加接近该安装模式下高温管道系统的实际受力情况，因此，根据该应力分析结果布置原管道和分支管道时，能够减小因增设分支管道而导致的高温管道系统强度不足的风险，从而提高高温管道系统的安全性。本发明专利技术还公开了高温管道系统。

【技术实现步骤摘要】
基于应力分析的高温管道系统的设计方法、高温管道系统
本专利技术涉及管道设计
，特别涉及一种基于应力分析的高温管道系统的设计方法、高温管道系统。
技术介绍
随着电厂系统改造工程的增多，经常需要在高温高压管道上增加分支管道，以便高温工质能够根据设计需要重新分配。当高温高压管道中通入高温介质时，由于热胀冷缩的作用，原管道沿其轴向伸缩，当该原管道产生轴向位移时，与其连接的分支管道随之产生侧向位移，即原管道的变形影响分支管道；当分支管道因热胀冷缩产生轴向位移时，也可能会推动原管道产生侧向位移，即分支管道的变形影响原管道。综上，增设分支管道后，原管道和分支管道的变形均发生变化，且该高温高压管道系统存在因增设分支管道而强度不足的可能。有鉴于此，如何提供一种高温管道系统的设计方法，使得布置原管道和分支管道时，能够减小因增设分支管道而导致高温管道系统强度不足的风险，从而提高高温管道系统的安全性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的为提供一种基于应力分析的高温管道系统的设计方法，用于在所述高温管道系统的原管道上布置新的分支管道，所述原管道通过若干第一弹簧支吊架支吊，所述分支管道通过若干第二弹簧支吊架支吊；所述设计方法包括：10)分析所述高温管道系统所处的安装模式，根据所述安装模式设置分析模型，并对所述分析模型进行应力分析；20)根据应力分析的结果布置所述原管道与所述分支管道；步骤10)中，当所述安装模式为：所述原管道与所述分支管道刚度一致，所述原管道的受力、位移量、支吊架载荷及变形量未知，所述高温管道系统布置位置特定、布置空间有限时，按照下述步骤获得所述分析模型：11)设计所述原管道、所述分支管道及其布置形式；测量并记录所述原管道在运行工况下的工作位置，并记录所述原管道与所述分支管道交界点两端的两所述第一弹簧支吊架的工作变形量和工作载荷；12)通过控制部件，在冷态工况下，将所述原管道维持在所述工作位置，并根据上述记录的所述工作变形量和工作载荷设定所述第一弹簧支吊架的变形量和载荷，布置所述分支管道以及所述第二弹簧支吊架；13)在所述原管道所在的平面内，所述分支管道设置若干限位支吊架和若干导向支吊架；去除所述控制部件，所述原管道在所述第一弹簧支吊架作用下维持在所述工作位置；其中，所述原管道，位于所述交界点两端的两所述第一弹簧支吊架之间的管段，与所述分支管道为所述分析模型。本专利技术中，高温管道系统在不同安装模式下具有不同的分析模型，从而能够得到不同的应力分析结果，特定安装模式下对应的应力分析结果更加接近该安装模式下高温管道系统的实际受力情况，因此，根据该应力分析结果布置原管道和分支管道时，能够减小因增设分支管道而导致的高温管道系统强度不足的风险，从而提高高温管道系统的安全性。可选地，步骤13)中，所述原管道通过千斤顶顶起，所述千斤顶为所述控制部件。可选地，步骤10)中，当所述安装模式为：所述原管道与所述分支管道刚度一致，所述高温管道系统布置位置特定但布置空间不限时，按照下述步骤获得所述分析模型：21)所述分支管道，在靠近与所述原管道交界点的位置，设置有立体弯管，且所述立体弯管通过弹性部件支吊；22)所述分支管道在预定位置设置有固定点，所述固定点将所述高温管道系统分割为第一管段和第二管段，其中，所述原管道位于所述第一管段，所述第二管段为所述分析模型。可选地，步骤10)中，当所述安装模式为：所述原管道与所述分支管道刚度一致，所述原管道的受力、位移量、支吊架载荷及变形量已知，所述高温管道系统布置位置不固定、布置空间不限时，按照下述步骤获得所述分析模型：31)所述分支管道与所述原管道组成的整体为所述分析模型。可选地，所述分支管道的刚度为E2，所述原管道的刚度为E1，当所述安装模式为：E1/E2>7时，按照下述步骤获得所述分析模型：41)测量并记录运行工况下，在所述原管道与所述分支管道的交界点处，所述原管道的位移量；42)将所述位移量附加于所述分支管道，所述分支管道为所述分析模型。当所述安装模式为：步骤41)前，还包括下述步骤：40)当所述原管道在所述交界点处的位移量达到预定值时，所述交界点处设置有立体弯管。同时，本专利技术提供一种高温管道系统，包括原管道及连接于所述原管道的若干分支管道，其特征在于，所述原管道通过若干第一弹簧支吊架支吊，所述分支管道通过若干第二弹簧支吊架支吊；所述原管道与所述分支管道交界点两端的两所述第一弹簧支吊架的载荷为第一预定载荷，变形量为第一预定变形量，各所述第二弹簧支吊架的载荷为第二预定载荷，变形量为第二预定变形量。可选地，所述第一预定载荷和所述第二预定载荷为所述原管道在运行工况下的工作载荷，所述第一预定变形量为所述原管道在运行工况下的工作变形量。可选地，在所述原管道所在的平面内，所述分支管道设置有若干限位支吊架和若干导向支吊架。另外，本专利技术进一步提供一种高温管道系统，包括原管道及连接于所述原管道的分支管道，所述原管道通过若干第一弹簧支吊架支吊，所述分支管道通过若干第二弹簧支吊架支吊；所述原管道与所述分支管道的交界点处设置有立体弯管，且所述立体弯管通过弹性部件支吊。附图说明图1为本专利技术所提供基于应力分析的高温管道系统的设计方法在第一种具体实施例中的流程图；图2为本专利技术所提供基于应力分析的高温管道系统的设计方法在第二种具体实施例中的流程图；图3为本专利技术所提供基于应力分析的高温管道系统的设计方法在第三种具体实施例中的流程图；图4为本专利技术所提供高温管道系统在第一安装模式时的结构示意图；图5为本专利技术所提供高温管道系统在第二安装模式时的结构示意图；图6为本专利技术所提供高温管道系统在第三安装模式时的结构示意图；图7为本专利技术所提供高温管道系统在第四安装模式时的结构示意图。图4-7中：1原管道、11第一弹簧支吊架；2分支管道、21立体弯管、22第二弹簧支吊架、23导向支吊架、24固定点；3分析模型。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。请参考附图1-7，图1为本专利技术所提供基于应力分析的高温管道系统的设计方法在第一种具体实施例中的流程图；图2为本专利技术所提供基于应力分析的高温管道系统的设计方法在第二种具体实施例中的流程图；图3为本专利技术所提供基于应力分析的高温管道系统的设计方法在第三种具体实施例中的流程图；图4为本专利技术所提供高温管道系统在第一安装模式时的结构示意图；图5为本专利技术所提供高温管道系统在第二安装模式时的结构示意图；图6为本专利技术所提供高温管道系统在第三安装模式时的结构示意图；图7为本专利技术所提供高温管道系统在第四安装模式时的结构示意图。在一种具体实施例中，本专利技术提供一种基于应力分析的高温管道系统的设计方法，其中，如4所示，该高温管道系统包括原管道1及连接于原管道1的分支管道2，其中，该高温管道系统至少具有四种安装模式，如图1所示，基于四种安装模式，该高温管道系统的设计方法包括下述步骤：S10：分析高温管道系统所处的安装模式，根据安装模式设置分析模型3，并对分析模型3进行应力分析；S20：根据应力分析的结果布置高温管道系统的原管道1和分支管道2。本专利技术中，由于高温管道系统至少具有四种不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于应力分析的高温管道系统的设计方法，用于在所述高温管道系统的原管道(1)上布置新的分支管道(2)，所述原管道(1)通过若干第一弹簧支吊架(11)支吊，所述分支管道(2)通过若干第二弹簧支吊架(22)支吊；其特征在于，所述设计方法包括：10)分析所述高温管道系统所处的安装模式，根据所述安装模式设置分析模型(3)，并对所述分析模型(3)进行应力分析；20)根据应力分析的结果布置所述原管道(1)与所述分支管道(2)；步骤10)中，当所述安装模式为：所述原管道(1)与所述分支管道(2)刚度一致，所述原管道(1)的受力、位移量、支吊架载荷及变形量未知，所述高温管道系统布置位置特定、布置空间有限时，按照下述步骤获得所述分析模型(3)：11)设计所述原管道(1)、所述分支管道(2)及其布置形式；测量并记录所述原管道(1)在运行工况下的工作位置，并记录所述原管道(1)与所述分支管道(2)交界点两端的两所述第一弹簧支吊架(11)的工作变形量和工作载荷；12)通过控制部件，在冷态工况下，将所述原管道(1)维持在所述工作位置，并根据上述记录的所述工作变形量和工作载荷设定所述第一弹簧支吊架(11)的变形量和载荷，布置所述分支管道(2)以及所述第二弹簧支吊架(22)；13)在所述原管道(1)所在的平面内，所述分支管道(2)设置若干限位支吊架和若干导向支吊架(23)；去除所述控制部件，所述原管道(1)在所述第一弹簧支吊架(11)作用下维持在所述工作位置；其中，所述原管道(1)，位于所述交界点两端的两所述第一弹簧支吊架(11)之间的管段，与所述分支管道(2)为所述分析模型(3)。...

【技术特征摘要】
1.一种基于应力分析的高温管道系统的设计方法，用于在所述高温管道系统的原管道(1)上布置新的分支管道(2)，所述原管道(1)通过若干第一弹簧支吊架(11)支吊，所述分支管道(2)通过若干第二弹簧支吊架(22)支吊；其特征在于，所述设计方法包括：10)分析所述高温管道系统所处的安装模式，根据所述安装模式设置分析模型(3)，并对所述分析模型(3)进行应力分析；20)根据应力分析的结果布置所述原管道(1)与所述分支管道(2)；步骤10)中，当所述安装模式为：所述原管道(1)与所述分支管道(2)刚度一致，所述原管道(1)的受力、位移量、支吊架载荷及变形量未知，所述高温管道系统布置位置特定、布置空间有限时，按照下述步骤获得所述分析模型(3)：11)设计所述原管道(1)、所述分支管道(2)及其布置形式；测量并记录所述原管道(1)在运行工况下的工作位置，并记录所述原管道(1)与所述分支管道(2)交界点两端的两所述第一弹簧支吊架(11)的工作变形量和工作载荷；12)通过控制部件，在冷态工况下，将所述原管道(1)维持在所述工作位置，并根据上述记录的所述工作变形量和工作载荷设定所述第一弹簧支吊架(11)的变形量和载荷，布置所述分支管道(2)以及所述第二弹簧支吊架(22)；13)在所述原管道(1)所在的平面内，所述分支管道(2)设置若干限位支吊架和若干导向支吊架(23)；去除所述控制部件，所述原管道(1)在所述第一弹簧支吊架(11)作用下维持在所述工作位置；其中，所述原管道(1)，位于所述交界点两端的两所述第一弹簧支吊架(11)之间的管段，与所述分支管道(2)为所述分析模型(3)。2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，步骤13)中，所述原管道(1)通过千斤顶顶起，所述千斤顶为所述控制部件。3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，步骤10)中，当所述安装模式为：所述原管道(1)与所述分支管道(2)刚度一致，所述高温管道系统布置位置特定但布置空间不限时，按照下述步骤获得所述分析模型(3)：21)所述分支管道(2)，在靠近与所述原管道(1)交界点的位置，设置有立体弯管(21)，且所述立体弯管(21)通过弹性部件支吊；22)所述分支管道(2)在预定位置设置有固定点(24)，所述固定点(24)将所述高温管道系统分割为第一管段和第二管段，其中，所述原管道(1)位于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国栋，付宏伟，朱旭，
申请(专利权)人：华电重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11