一种全方位消能的防甩击约束结构制造技术

本发明专利技术涉及一种全方位消能的管道防甩击约束结构，其特征在于：具有柔性防甩击功能结构，包括环状管道约束件和主体结构，所述环状管道约束件包括钢外环和钢内环，钢内环套接在管道上，钢外环与主体结构固定连接；在钢外环、钢内环之间设有若干个组合弹簧装置，各组合弹簧装置的一端活动嵌接在钢外环的内壁、另一端活动嵌接在钢内环的外壁，形成多角度转动式结构；各组合弹簧装置具有弹簧伸缩结构，结合多角度转动式结构形成多角度转动式弹簧伸缩结构；通过多角度转动式弹簧伸缩结构对管道进行多角度限位和约束，形成全方位消能的防甩击约束结构。具有防止固定端和该固定端处的管道损伤、保护其余管道、防止二次伤害实质性特点和进步。进步。进步。

【技术实现步骤摘要】
一种全方位消能的防甩击约束结构


[0001]本专利技术涉及一种全方位消能的防甩击约束结构。适用于核电站、火力发电站、热电联产项目和供热站中。属于电力和供热设备


技术介绍

[0002]目前，高能管道广泛应用于电力和供热领域内，例如核电站、火力发电站、热电联产项目和供热站中。由于此类管道中的高温高压蒸汽蕴含着巨大的能量，一旦管道破裂，管道喷射出来的物体以及连带产生甩管现象有可能造成人员和财物的损伤，带来经济损失。
[0003]核电作为发电领域的清洁能源之一，应用日益广泛。在核电站中，常采用防甩击结构作为核岛和常规岛之间的过渡段。由于主蒸汽管、主给水管等高能管道需要穿行于核岛与常规岛之间，管道破裂时的甩击力可达到8000kN以上。因此，需要设置防甩击结构，以保护核岛和常规岛的结构安全。而供热站和供热管网的高能管道使用范围较广，同样需要设置防甩击结构。
[0004]现有技术中，防甩击件可根据消能能力分为刚性防甩击件和柔性防甩击件。其中，刚性防甩击件可以是钢筋混凝土剪力墙式或钢\混凝土框架式，其与高能管道的接触面为硬接触，消能能力几乎为零。而且该类防甩击结构往往比较笨重而硕大，经济效益地下。而对于柔性防甩击件，目前应用较多的，从而形成对高能管道的外侧设置U型钢箍，以防止高能管道甩击，约束和耗能，简称
‘
U型箍防甩击件
’
。U型箍防甩击件存在如下问题：(1)该防甩击结构只能限制高能管道的径向位移，不能限制管道环向转动和纵向位移，也不能限制高能管道甩向固定端方向的位移，因此容易造成固定端和该固定端处的管道损伤，从而牵涉到其余管道，造成二次伤害。(2)U型箍防甩击件利用自身伸长的形变来进行耗能，耗能型式单一且耗能能力低下。(3)没有弹性阶段就直接进入塑性形变阶段，缺乏复原回位能力。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的，是为了解决现有技术高能管道的U型箍防甩击件利用自身伸长的形变来进行耗能、耗能型式单一且耗能能力低下、没有弹性阶段就直接进入塑性形变阶段，缺乏复原回位能力等问题，提供一种全方位消能的防甩击约束结构，具有限制高能管道的径向位移、限制管道环向转动和纵向位移、限制高能管道甩向固定端方向的位移，防止固定端和该固定端处的管道损伤、保护其余管道、防止二次伤害以及消能耗能的能力高等突出的实质性特点和显著技术进步。
[0006]本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0007]一种全方位消能的管道防甩击约束结构，其结构特点在于：具有柔性防甩击功能结构，包括环状管道约束件和主体结构，所述环状管道约束件包括钢外环和钢内环，钢内环套接在管道上，钢外环与主体结构固定连接；在钢外环、钢内环之间设有若干个组合弹簧装置，各组合弹簧装置的一端活动嵌接在钢外环的内壁、另一端活动嵌接在钢内环的外壁，形成多角度转动式结构；各组合弹簧装置具有弹簧伸缩结构，结合多角度转动式结构形成多
角度转动式弹簧伸缩结构；通过多角度转动式弹簧伸缩结构对管道进行多角度限位和约束，形成全方位消能的防甩击约束结构。
[0008]本专利技术的目的还可以通过采取如下技术方案达到：
[0009]进一步地，组合弹簧装置中设有液体阻尼器和组合碟形弹簧结构，液体阻尼器具有粘滞阻尼功能结构，组合碟形弹簧结构具有摩擦阻尼和伸缩弹性功能结构，形成具有粘滞阻尼和摩擦阻尼的多重消能耗能结构，以大幅度减小甩击力、降低高能管道受到的冲击、防止高能管道二次破坏及保护主体结构。
[0010]进一步地，在组合弹簧装置包括内环铰接支座、外环铰接支座、叠合碟簧，内环铰接支座、外环铰接支座各有一端呈圆球状端部；内环铰接支座的圆球状端部嵌接在钢内环的外侧壁形成万向转动式连接结构，外环铰接支座的圆球状端部嵌接在钢外环的内侧壁形成万向转动式连接结构；内环铰接支座的另一端设有导向套筒和活塞杆，外环铰接支座的另一端设有阻尼油缸，阻尼油缸伸入导向套筒的内腔中，活塞杆伸入阻尼油缸的内腔中，在阻尼油缸与活塞杆接触处设有密封圈，所述密封圈为高强密封圈；在活塞杆端部设有带孔活塞头，形成液体阻尼器；通过将液体阻尼器及内环铰接支座、外环铰接支座的圆球状端部对外连接构成的万向转动式连接结构，形成万向转动式活塞结构。
[0011]进一步地，叠合碟簧的外形呈梭形，两端小、中间大，两端的小叠合碟簧薄而小，中间的大叠合碟簧厚而大，形成两端小中间大的梭形叠合碟形弹簧结构。
[0012]进一步地，所述组合弹簧装置的轴向与管道的径向存在夹角α，该夹角α的角度范围为0
‑
30
°
，可根据各个约束点甩击力的方向和大小来决定该夹角α的大小。
[0013]由于该夹角α的存在，组合弹簧装置的轴向力提供管道径向的分力和管道环向、纵向的分力。通过多个组合弹簧装置的排列组合，可以对管道各个方向的甩击力和弯矩扭矩提供约束。
[0014]进一步地，单片碟簧的极限承载力为966kN，具体是：单片小叠合碟簧的负荷为500
‑
800kg，单片大叠合碟簧的负荷为900
‑
966kg。是防甩击装置的理想零件。
[0015]进一步地，所述活动嵌接为铰接连接结构。
[0016]本专利技术具有如下实质性特点和技术进步：
[0017]1、本专利技术包括钢外环、钢内环和主体结构，钢外环固定连接在主体结构上，钢内环套接在管道上；在钢外环、钢内环之间设有若干个组合弹簧装置，各组合弹簧装置的一端活动嵌接在钢外环的内壁、另一端活动嵌接在钢内环的外壁，形成多角度转动式结构；各组合弹簧装置具有弹簧伸缩结构，结合多角度转动式结构形成多角度转动式弹簧伸缩结构；通过多角度转动式弹簧伸缩结构对管道进行多角度限位和约束，形成全方位消能的防甩击约束结构。因此能够解决现解决现有技术高能管道的防甩击结构存在不能限制管道环向转动和纵向位移及不能限制高能管道甩向固定端方向的位移，容易造成固定端和该固定端处的管道损伤等问题，具有限制高能管道的径向位移、限制管道环向转动和纵向位移、限制高能管道甩向固定端方向的位移，防止固定端和该固定端处的管道损伤、保护其余管道、防止二次伤害以及消能耗能的能力高等突出的实质性特点和显著技术进步。
[0018]2、本专利技术通过组合弹簧装置与钢内环、钢外环的嵌入式球形连接实现柔性连接，以及液体阻尼器和组合碟形弹簧的柔性连接，一方面可以限制高能管道任意方向的位移和转动，360
°
全方位无死角地保障高能管道、主体结构和附近人员的安全，另一方面可以避免
应力集中，可以大幅度减小高能管道的甩击力，充分减振。防甩击受力合理，节约结构用材和造价。通过组合碟簧的不同厚度碟簧片组合使用，使防甩件既可以限制运行阶段的热位移，也可以在防甩击工况下限制管道的甩击位移和转动，适用范围非常广泛。防甩件在运行阶段的外力作用下，碟簧能保持弹性状态工作；而在甩击力的偶然作用下，碟簧才突破弹性，进入塑性阶段。
[0019]3、本专利技术由于采用碟形弹簧，能在很小的变形下提供非常大的承载力，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全方位消能的管道防甩击约束结构，其特征在于：包括环状管道约束件(20)和主体结构(30)，所述环状管道约束件(20)包括钢外环(1)和钢内环(2)，钢内环(2)固定连接在管道(10)上，钢外环(1)与主体结构(3)固定连接；在钢外环(1)、钢内环(2)之间设有若干个组合弹簧装置(3)，各组合弹簧装置(3)的一端活动嵌接在钢外环(1)的内壁、另一端活动嵌接在钢内环(2)的外壁，形成多角度转动式结构；各组合弹簧装置(3)具有弹簧伸缩结构，结合多角度转动式结构形成多角度转动式弹簧伸缩结构；通过多角度转动式弹簧伸缩结构对管道进行多角度限位和约束，形成全方位消能的防甩击约束结构。2.根据权利要求1所述的一种全方位消能的管道防甩击约束结构，其特征在于：组合弹簧装置(3)中设有液体阻尼器和组合碟形弹簧结构，液体阻尼器具有粘滞阻尼功能结构，组合碟形弹簧结构具有摩擦阻尼和伸缩弹性功能结构，形成具有伸缩弹性及粘滞阻尼和摩擦阻尼的多重消能耗能结构，以减小甩击力。3.根据权利要求1或2所述的一种全方位消能的管道防甩击约束结构，其特征在于：在组合弹簧装置(3)包括内环铰接支座(3
‑
1)、外环铰接支座(3
‑
2)、叠合碟簧(3
‑
3)，内环铰接支座(3
‑
1)、外环铰接支座(3
‑
2)各有一端呈圆球状端部；内环铰接支座(3
‑
1)的圆球状端部嵌接在钢内环(2)的外侧壁形成万向转动式连接结构，外环铰接支座(3
‑
2)的圆球状端部嵌接在钢外环(1)的内侧壁形成万向转动式连接结构；内环铰接支座(3
‑
1)的另一端设有导向套筒(3
‑
4)和活塞杆(3
‑
6)，外环铰接支座(3
‑
2)的另一端设有阻尼油缸(3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈康华，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：