一种定量判定管道柔性的方法技术

本发明专利技术公开了一种定量判定管道柔性的方法，包括以下步骤：1)建立管道系统力学计算模型；2)在管道预设位置的竖直方向施加的集中载荷P，得该管道预设位置在竖直方向上的冷位移变化量

【技术实现步骤摘要】
一种定量判定管道柔性的方法


[0001]本专利技术属于压力管道
，涉及一种定量判定管道柔性的方法。

技术介绍

[0002]管道是连接两个或多个设备并输送相应介质的系统，广泛应用于电力、石油化工等行业。在管道的运行中，多见在水平或竖直方向由于异常载荷的作用导致管道发生“下沉”、“跑位”、“下不去”等异常大位移的问题，通常总是定性地将这类管道问题归于管道柔性过大或过小，但却没有一个定量判定管道柔性的量值，当然也就无法通过计算、比较量值对管道布置、支吊架配置进行研究、设计与改造。因此，需要提出一种定量计算管道柔性的方法与柔性量值，以实现对管道柔性的判定并依此开展对管道系统的研究、设计与改造。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种定量判定管道柔性的方法，该方法能够定量计算管道的柔性量值。
[0004]为达到上述目的，本专利技术所述的定量判定管道柔性的方法包括以下步骤：
[0005]1)建立管道系统力学计算模型；
[0006]2)在管道预设位置的竖直方向施加集中载荷P，得该管道预设位置在竖直方向上的冷位移变化量
△1，再以此计算该管道预设位置在竖直方向上的等效刚度K1；
[0007]3)在该管道预设位置处两个水平方向上分别施加一个较小的集中载荷P，得该管道预设位置的水平冷位移变化量
△2及
△3，并以此计算该管道预设位置两个水平方向管道的等效刚度K2及K3；
[0008]4)确定该管道预设位置的三向综合等效刚度K，再根据该管道预设位置的三向综合等效刚度K表征该管道预设位置的三向综合柔性量值；
[0009]5)确定该管道的下一个预设位置，然后转至步骤2)，以获取该管道上各预设位置的三向综合柔性量值。
[0010]该管道预设位置的三向综合等效刚度
[0011]K1＝P/
△1。
[0012]K2＝P/
△2。
[0013]K3＝P/
△3。
[0014]还包括：根据该管道预设位置在竖直方向上的等效刚度K1，表征管道系统在该预设位置处沿竖直方向的柔性量值。
[0015]还包括：根据管道预设位置水平方向分别平行及垂直于管道的等效刚度K2及K3，表征管道系统在该预设位置处沿水平方向的管道柔性量值。
[0016]还包括：当将管道预设位置选在管道两个刚性支吊架或端点之间的最大冷位移点时，则将该预设位置竖直方向的柔性量值作为该段管道竖直方向柔性量值的特征值。
[0017]本专利技术具有以下有益效果：
[0018]本专利技术所述的定量判定管道柔性的方法在具体操作时，建立管道系统力学计算模型，再利用管道系统力学计算模型确定该管道预设位置的三向综合等效刚度K，再根据该管道预设位置的三向综合等效刚度K确定该管道预设位置的三向综合柔性量值，操作简单、方便，可开展对管道布置方式、支吊架配置型式的研究、设计、改造，避免定性分析可能带来的偏差、不确定及无法比较的缺点。
附图说明
[0019]图1为无支吊装置的管道系统的布置示意图；
[0020]图2为含支吊装置的管道系统的布置示意图。
具体实施方式
[0021]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本专利技术公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本专利技术公开的概念。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0022]在附图中示出了根据本专利技术公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0023]参考图1，本专利技术所述的定量判定管道柔性的方法包括以下步骤：
[0024]1)建立管道系统力学计算模型；
[0025]2)在管道预设位置的竖直方向施加一个较小的集中载荷P，得该管道预设位置在竖直方向上的冷位移变化量
△1，再以此计算该管道预设位置在竖直方向上的等效刚度K1＝P/
△1，表征管道系统在该预设位置处沿竖直方向的柔性量值；
[0026]3)在该管道预设位置处两个水平方向上施加一个较小的集中载荷P，得该管道预设位置的水平冷位移变化量
△2及
△3，并以此计算该管道预设位置两个水平方向管道的等效刚度K2及K3，其中，K2＝P/
△2，K3＝P/
△3，表征管道系统在该预设位置处沿两个水平方向的管道柔性量值；
[0027]4)确定该管道预设位置的三向综合等效刚度再根据该管道预设位置的三向综合等效刚度K确定该管道预设位置的三向综合柔性量值；
[0028]5)确定该管道的下一个预设位置，然后转至步骤2)，以获取该管道上各预设位置的三向综合柔性量值。
[0029]在实际研究、设计、改造管道布置时，在指定同一空间位置预先设定不同的管道布置型式，如图1所示，分别计算不同布置型式管道的三个单一方向及三向综合的柔性量值进行比较，选取符合相关预设柔性量值条件的管道布置型式作为理想模型，如管道始、末端点
跨距太大，可按比例缩小的方法建立力学计算模型。
[0030]如图2所示，在对既定布置的管道系统牵涉到研究、设计、改造支吊架配置时，分别计算管道系统重点区域不同弹性支吊点处三个单一方向及综合的柔性量值，如果该值与预设的量值偏差过大，则说明管道系统的支吊架配置欠合理，需对支吊架进行重新配置直至重点区域弹性支吊点符合相关要求为止。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定量判定管道柔性的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立管道系统力学计算模型；2)在管道预设位置的竖直方向施加集中载荷P，得该管道预设位置在竖直方向上的冷位移变化量
△1，再以此计算该管道预设位置在竖直方向上的等效刚度K1；3)在该管道预设位置处两个水平方向上分别施加集中载荷P，得该管道预设位置的水平冷位移变化量
△2及
△3，并以此计算该管道预设位置两个水平方向管道的等效刚度K2及K3；4)确定该管道预设位置的三向综合等效刚度K，再根据该管道预设位置的三向综合等效刚度K表征该管道预设位置的三向综合柔性量值；5)确定该管道的下一个预设位置，然后转至步骤2)，以获取该管道上各预设位置的三向综合柔性量值。2.根据权利要求1所述的定量判定管道柔性的方法，其特征在于，该管道预设位置的三向综合等效刚度3.根据权利要求1所述的定量判定管道柔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军民，陈盛广，王必宁，吴晓俊，秦沫，张伦伦，李松，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：