CN104696658B - 无应力管廊系统 - Google Patents
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Abstract
一种无应力管廊系统，它由若干根安装在支架（2）上的管道（1）组成，支架（2）上安装的每根管道（1）均间隔设置有用于防止其热胀冷缩损坏的长度补偿机构（3），其特征是所述的长度补偿机构（3）由四个旋转补偿器（5）及连接管件（6）组成，所述的管道（1）均活动支承在固定于地面的支架（2）上以便于更换和维护，所述的长度补偿机构（3）至少沿管道长度方向定位在补偿机构安装架（4）上，即长度补偿机构（3）在补偿机构安装架（4）上不能沿管道长度方向移动，补偿机构安装架（4）固定安装在地面基础上。本发明运行过程中无应力产生，补偿距离长，结构简单，投资少，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及石化管道安装技术，尤其是一种石化、油气输送管廊结构，具体地说是一种利用旋转补偿器作为补偿单元的、对管路系统仅存在重力载荷，无轴向载荷（管道长度方向推力）的无应力管廊系统。
背景技术
传统的管廊上管道布置方式有五种，如图1-6所示，它们均采用自然补偿，管道应力大，管廊结构复杂，用钢量大，造价高。
①补偿量小，每隔40～60m就需要设置一组；
②为了保证足够的补偿量，自然补偿的臂长需要很长，导致土建占地面积大，土建规模大，一次投资高；
③大量的自然补偿需要使用大量弯头和管道延长米，一次投资高，而且运行中温降压降大，运行成本高；
④占用空间大，占用其他管道管位，导致一些不需补偿的管道也不得不做补偿。
⑤对于已成型的管廊，新增管道不能随意布置；
⑥在运行时，管道始终处于应力状态，数量越多，管道应力叠加越大；
⑦支管一般开在靠近主管固定点处，开口处是应力集中点。
如图6所示，为了使补偿得以进行，补偿段两侧的管道需要焊接在支架上以形成补偿施力点，由于实际运行过程中管道轴向推力巨大，因此要求安装管道的支架进行整体连接，也就是说相邻的支架之间必须用连接板（斜撑）进行整体加固，钢材耗量大。
发明内容
本发明的目的是针对现有的管廊系统存在的应力大、补偿距离小、占地大、耗材量高、投资、运营成本高、结构复杂、施工周期长等问题，设计一种无推力、安全性高、造价低、施工方便、施工周期短的无应力管廊系统。
本发明的技术方案是：
一种无应力管廊系统，它由若干根安装在支架2上的管道1组成，支架2上安装的每根管道1均间隔设置有用于防止其热胀冷缩损坏的长度补偿机构3，其特征是所述的长度补偿机构3由四个旋转补偿器5及连接管件6组成，所述的管道1均活动支承在固定于地面的支架2上以便于更换和维护，所述的长度补偿机构3至少沿管道长度方向定位在补偿机构安装架4上，即长度补偿机构3在补偿机构安装架4上不能沿管道长度方向移动，补偿机构安装架4固定安装在地面基础上。
所述的长度补偿机构3通过连接管件6焊接在补偿机构安装架4上。
所述的长度补偿机构3通过连接管件6上安装的限位件实现在补偿机构安装架4上沿沿管道长度方向的定位。
所述的限位件为与补偿机构安装架4相配的焊接在连接管件6上的两件定位杆、定位块或定位片，所述的两件定位杆、定位块或定位片组成一个插口，插口架插在补偿机构安装架4上。
所述的定位杆、定位块或定位片通过紧固件或焊接固定在补偿机构安装架4上。
相邻长度补偿机构3之间的距离至少为200。
所述的支架2为由悬索7牵引的框架结构，管道1活动铺设在所述的框架结构上；所述的补偿机构安装架4固定安装在地面基础上，它单独设立或与悬索塔基一体化设置。
所述的框架结构为单层或多层结构。
本发明的有益效果：
本发明是一种全柔性补偿管道布置，支撑管管的支架受力单一，管廊跨度大、结构简单。
1.偿量大，补偿距离可达200～500m；
2.旋转补偿器的臂长不需要很长，可利用管道借位（图9），不需额外增加土建，节约一次投资。
3.长距离补偿只需要使用少量弯头，也无需大量的管道延长米，节约一次投资，而且运行中温降压降小，节能减排效果明显，大大提高经济效益；
4.对于已成型的管廊，新增管道布置方式灵活，可在适当位置增加补偿；
5.在运行时，管道处于无应力状态，大大增加管道寿命，而且也减小了土建规模，节约一次投资；
6.支管布置方便，可在支管处利用旋转补偿器消除应力，支管可以开在主管任意位置。
附图说明
图1是现有管廊布置结构之一的正视（a）和俯视图(b)。
图2是现有管廊布置结构之二的正视（a）和俯视图(b)。
图3是现有管廊布置结构之三的正视（a）和俯视图(b)。
图4是现有管廊布置结构之四的正视（a）和俯视图(b)。
图5是现有管廊布置结构之五的俯视图。
图6是现有管廊布置结构立体示意图。
图7是本发明的钢结构管廊系统示意图(a为正视，b为A-A剖视图)。
图8是本发明的悬索结构管廊系统示意图(a为正视，b为A-A剖视图)。。
图9是本发明的一个管廊系统立体结构示意图。
图10是采用本发明技术的全柔性补偿结构之一的俯视（a）和正视结构示意图(b)。
图11是采用本发明技术的全柔性补偿结构之二的俯视结构示意图。
图12是采用本发明技术的全柔性补偿结构之三的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
如图7、9所示。
一种无应力管廊系统，它由若干根安装在支架2上的管道1组成，支架2上安装的每根管道1均间隔设置有用于防止其热胀冷缩损坏的长度补偿机构3，相邻长度补偿机构3之间的长度可为60米以上，其中以200米以上最为经济，最长可达500米。每个长度补偿机构3均由四个旋转补偿器5及连接管件6组成，连接管件6由弯头601和连接管602组成，为了节约占地面积，各长度补偿机构均错位布置，仅占用高度空间而减少了横向占地面积，使得延长米很小，仅为传统管廊延长米的三分之一到十分之一。图9中每层其有四个管道，其中两根管道的长度补偿机构从一侧转向另一侧，另两根管道的长度补偿机构的布置正好相反，这样可使延长米略大于两根管道的直径，节约占地面积十分明显。所述的管道1均活动支承在固定于地面的钢结构支架2（如图7）上以便于更换和维护，所述的长度补偿机构3至少沿管道长度方向定位在补偿机构安装架4（图9中全部依靠垂直于补偿机构安装架4的连接管602实现）上，即长度补偿机构3在补偿机构安装架4上不能沿管道1的长度方向移动，补偿机构安装架4固定安装在地面基础上。长度方向定位可通过以下几种方式之一加以实现：
1.通过连接管602焊接在补偿机构安装架4上。
2.通过连接管602上安装的限位件实现在补偿机构安装架4上沿管道长度方向的定位。所述的限位件可为与补偿机构安装架4相配的焊接在连接管602上的两件定位杆、定位块或定位片，所述的两件定位杆、定位块或定位片组成一个插口，插口架插在补偿机构安装架4上。为了防止横向移动，具体过门和过路时还可使所述的定位杆、定位块或定位片通过紧固件或焊接固定在补偿机构安装架4上。
图10是图9的正视和俯视结构示意图。
作为本实施例的拓展，根据管道走向及支管连接的需要，还可采用图11、图12的布置方式。
实施例二。
如图8所示。
本实施例与实施例一的区别是取消了活动支承管道的支架2，改用悬索带悬吊框架来代替支架，管道平铺在框架结构上，框架结构可为单层或多层结构，悬索塔可建在两个长度补偿机构3之间，这种情况适用于管道重量较轻，长度补偿机构长度较大（如400米、500米等），当相邻长度补偿机构3之间的距离较小时，也可直接将悬索塔与长度补偿机构的固定支架合二为一。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (1)
1.一种无应力管廊系统，它由若干根安装在支架（2）上的管道（1）组成，支架（2）上安装的每根管道（1）均间隔设置有用于防止其热胀冷缩损坏的长度补偿机构（3），其特征是所述的长度补偿机构（3）由四个旋转补偿器（5）及连接管件（6）组成，所述的管道（1）均活动支承在固定于地面的支架（2）上以便于更换和维护，所述的长度补偿机构（3）至少沿管道长度方向定位在补偿机构安装架（4）上，即长度补偿机构（3）在补偿机构安装架（4）上不能沿管道长度方向移动，补偿机构安装架（4）固定安装在地面基础上；所述的长度补偿机构（3）通过连接管件（6）焊接在补偿机构安装架（4）上；所述的长度补偿机构（3）通过连接管件（6）上安装的限位件实现在补偿机构安装架（4）上沿沿管道长度方向的定位；所述的限位件为与补偿机构安装架（4）相配的焊接在连接管件（6）上的两件定位杆、定位块或定位片，所述的两件定位杆、定位块或定位片组成一个插口，插口架插在补偿机构安装架（4）上；相邻长度补偿机构（3）之间的距离至少为200米；所述的定位杆、定位块或定位片通过紧固件或焊接固定在补偿机构安装架（4）上；所述的支架（2）为由悬索（7）牵引的框架结构，管道（1）活动铺设在所述的框架结构上；所述的补偿机构安装架（4）固定安装在地面基础上，它单独设立或与悬索塔基一体化设置; 每个长度补偿机构(3)均由四个旋转补偿器（5）及连接管件（6）组成，连接管件（6）由弯头（601）和连接管（602）组成，为了节约占地面积，各长度补偿机构均错位布置，仅占用高度空间而减少了横向占地面积，使得延长米很小，仅为传统管廊延长米的三分之一到十分之一；每层共有四个管道，其中两根管道的长度补偿机构从一侧转向另一侧，另两根管道的长度补偿机构的布置正好相反，这样能使延长米略大于两根管道的直径，节约占地面积十分明显；所述的管道（1）均活动支承在固定于地面的钢结构支架（2）上以便于更换和维护，所述的长度补偿机构（3）至少沿管道长度方向定位在补偿机构安装架（4）上，即长度补偿机构（3）在补偿机构安装架（4）上不能沿管道（1）的长度方向移动，补偿机构安装架（4）固定安装在地面基础上。
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