一种高温管道与低温设备的柔性连接结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高温管道与低温设备的柔性连接结构。其特征是管道采用外保温结构，设备采用内保温结构；在管道与设备连接处设置变径管，由外保温逐渐过渡为内保温；变径段保温内设置导流筒，防止保温层被介质吹散；导流筒与设备保温内壁应留有间隙，防止导流筒膨胀受到限制；导流筒在设备一侧可沿管道轴向开设若干应力释放槽。管道大径段设有非金属软连接，消除振动载荷对设备壳体的影响。该结构适用于有明显温差和较大振动载荷且允许介质存在少量泄漏的管道和设备的连接，能够有效降低冷热结构连接位置的热应力，防止设备因热应力和振动载荷发生破坏。力和振动载荷发生破坏。力和振动载荷发生破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种高温管道与低温设备的柔性连接结构


[0001]本技术涉及化工和石化领域，具体涉及该领域具有明显温差和较大振动载荷较大的管道和设备的连接。该结构可能存在轻微泄漏，不宜用于介质污染性和毒性大的情况。

技术介绍

[0002]随着世界对化工产品需求量的不断提升，化工和石化行业发展迅速。化工和石化行业中，存在烟气回收管道等大量采用外保温结构的高温管道。而与这些高温管道连接的设备可能采用内保温结构，其设备本体温度通常较低。此情况下管道与设备间可能存在500℃甚至更高的温差。此外，化工厂区的管系通常存在振动，从而对设备和管道连接区域产生疲劳载荷。
[0003]当管道与设备存在过大温差时，如果直接将接管与设备进行焊接，可能导致焊缝位置热应力过大，严重影响设备的强度和使用寿命。管系的振动载荷，可能导致设备与管道的连接位置发生疲劳破坏。
[0004]因此，开发一种既能降低高温管道和低温设备连接位置热应力，又能消除管系振动载荷，且不产生明显热量耗散的连接结构具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种高温管道与低温设备的柔性连接结构。该结构可明显降低高温管道与低温设备连接位置的热应力，消除管系的振动载荷，且热量耗散很少，具有明显经济效益。
[0006]为实现上述目的，本技术提出以下结构：
[0007]一种高温管道与低温设备的柔性连接结构，包括设备内衬板、设备壳体、设备内保温、管道外保温和管道小径段，其特征是管道小径段通过管道变径段和管道大径段最终与设备壳体连接；在管道大径段设有非金属软连接，非金属软连接通过螺栓螺母固定；管道大径段与设备壳体间采用普通角焊缝连接；管道内保温的内壁面设置导流筒，导流筒通过焊接方式固定于管道小径段；高温管道通过变径段由外保温逐渐变化为管道内保温。
[0008]进一步地，管道变径段的长度根据管道小径段和设备壳体的温差调整，温差越大，管道变径段的长度越大，使管道小径段的温度在管道变径段逐渐降低至管道大径段的温度。
[0009]进一步地，在管道变径段与管道小径段和管道大径段的连接处采用过渡圆角进一步降低该位置的应力。
[0010]进一步地，导流筒深入到设备壳体内部一定距离，防止管道内保温被管道内介质吹散。
[0011]进一步地，导流筒在管道小径段的固定位置应远离管道变径段，防止该位置温度过低，使导流筒产生过大热应力。
[0012]进一步地，导流筒与设备内衬板应留有一定间隙，防止导流筒的膨胀变形受到限制。
[0013]进一步地，在导流筒筒体的末端沿其轴向开设若干应力释放槽，并设置护板，以降低其热应力。
[0014]进一步地，设备壳体与管道大径段的连接处不宜深入管道内保温过大，防止该位置产生明显热应力。
[0015]进一步地，非金属软连接的纵向剖面为拱形，以更好的吸收热变形和管道振动，其失效后，松开螺栓螺母进行更换。
[0016]进一步地，在靠近低温设备处设置管道支撑装置，防止非金属软连接两侧的管道大径段出现竖直方向过大的位移差或导流筒与设备内衬板相碰。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术的技术方案，下面将实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是高温管道与低温设备的柔性连接结构示意图。
[0019]图2是导流筒结构示意图。
[0020]图3是图2的侧视图。
[0021]附图标记说明：1—设备内衬板，2—设备壳体，3—设备内保温，4 —管道大径段，5—非金属软连接，6—螺栓螺母，7—导流筒，7
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1—导流筒筒体，7
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2—护板，8—管道内保温，9—管道变径段，10—管道外保温，11—管道小径段，12
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支撑装置，13
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应力释放槽。
具体实施方式
[0022]以下结合附图对本技术进行详细描述。
[0023]如图1所示，一种高温管道与低温设备的柔性连接结构，包括设备内衬板1、设备壳体2、设备内保温3、管道外保温10和管道小径段 11(即管道本体)，其特征是管道小径段11通过管道变径段9和管道大径段4最终与设备壳体2连接；管道大径段4设有非金属软连接5，非金属软连接5通过螺栓螺母6固定；管道大径段4与设备壳体2间可采用普通角焊缝连接；管道通过变径段9由外保温10逐渐变化为内保温8；管道内保温8的内壁面设置导流筒7；导流筒7通过焊接方式固定于管道小径段11。
[0024]所述的管道变径段9的长度应根据管道小径段11和设备壳体2的温差调整，温差越大，管道变径段9的长度应越大，通常可取 0.6mm～1mm/℃。如此使管道小径段11的温度在管道变径段9逐渐降低至管道大径段4的温度，各位置温度梯度均较小。还可在管道变径段9与管道小径段11和管道大径段4的连接处采用过渡圆角进一步降低该位置的应力。
[0025]管道变径段9的厚度和材料应与管道小径段11一致，采用不锈钢或其它耐高温钢材。
[0026]管道大径段4的材料可与设备壳体2一致，采用普通碳钢或相同的材料，其厚度可与管道变径段9一致，其长度通常不低于200mm。
[0027]所述的导流筒7应深入到设备壳体2内部一定距离，通常不低于 100mm，防止管道内保温8被管道内介质吹散。管道内保温8的厚度应等于或略小于管道外保温10的厚度，以防止管道大径段4出现过大的热量耗散。
[0028]所述导流筒7在管道小径段11的固定位置到管道变径段9的距离通常不低于200mm，以防止该位置温度过低，使导流筒7产生过大热应力。导流筒7的材料应与管道小径段11一致，其厚度通常取4～8mm。
[0029]如图2、图3所示，所述的导流筒筒体7
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1的末端沿其轴向开设若干应力释放槽13，并设置护板7
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2，以降低其热应力。应力释放槽的宽度通常取5mm～10mm，长度通常取300mm～600mm。相邻应力释放槽的间距通常为400mm～800mm。
[0030]所述的设备壳体2在与管道大径段4连接处不宜深入管道内保温8 过大，防止该位置产生明显热应力。
[0031]所述的非金属软连接5的纵向剖面应为拱形，以更好的吸收热变形和管道振动，其失效后，可松开螺栓螺母6进行更换。软连接5可采用耐疲劳橡胶等材料制成。软连接5的厚度和长度应根据振动载荷和管道压力确定，其厚度通常取4mm～12mm，长度通常取 40mm～100mm。
[0032]若管道质量较大时，在靠近低温设备处应设置管道支撑装置12，防止非金属软连接5两侧的管道大径段4出现竖直方向过大的位移差或导流筒7与设备内衬板1相碰。
[0033]所述的柔性连接结构除沿管道变径段9轴向存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温管道与低温设备的柔性连接结构，包括设备内衬板(1)、设备壳体(2)、设备内保温(3)、管道外保温(10)和管道小径段(11)，其特征是管道小径段(11)通过管道变径段(9)和管道大径段(4)最终与设备壳体(2)连接；在管道大径段(4)设有非金属软连接(5)，非金属软连接(5)通过螺栓螺母(6)固定；管道大径段(4)与设备壳体(2)间采用普通角焊缝连接；管道内保温(8)的内壁面设置导流筒(7)，导流筒(7)通过焊接方式固定于管道小径段(11)；高温管道通过变径段(9)由外保温(10)逐渐变化为管道内保温(8)。2.如权利要求1所述的高温管道与低温设备的柔性连接结构，其特征是管道变径段(9)的长度根据管道小径段(11)和设备壳体(2)的温差调整，温差越大，管道变径段(9)的长度越大，使管道小径段(11)的温度在管道变径段(9)逐渐降低至管道大径段(4)的温度。3.如权利要求1所述的高温管道与低温设备的柔性连接结构，其特征是在管道变径段(9)与管道小径段(11)和管道大径段(4)的连接处采用过渡圆角进一步降低该位置的应力。4.如权利要求1所述的高温管道与低温设备的柔性连接结构，其特征是导流筒(7)深入到设备壳体(2)内部一定距离，防止管道内保温(8)被管道内介质吹散。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜凡，曹婷，宁远林，梁宏斌，
申请(专利权)人：华陆工程科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：