CN106090515A - 一种低压高温约束型膨胀节浮动装置 - Google Patents

一种低压高温约束型膨胀节浮动装置 Download PDF

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张爱琴
张国华
李世乾
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Luoyang Sunrui Special Equipment Co Ltd
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Luoyang Sunrui Special Equipment Co Ltd
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L51/00—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
    • F16L51/02—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
    • F16L51/025—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube with several corrugations

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Abstract

本发明涉及一种低压高温约束型膨胀节浮动装置，包括端管、波纹管，所述端管连接在波纹管的两端，所述波纹管两端的端管外分别套设有浮动组合体，浮动组合体通过设置在端管上的外侧限位挡块、径向浮动限位盖板、内侧限位挡块及周向浮动限位挡块固定，波纹管两端的浮动组合体之间通过多组短铰链板、副铰链板、长铰链板及销轴连接；本发明通过在端管外套设浮动组合体，减轻了重量，降低了成本；改变浮动结构与端管的之间固定方式，由整圈的环板限位改为限位块局部限位，减少端管上的焊缝数量，降低焊接应力。

Description

一种低压高温约束型膨胀节浮动装置
技术领域
本发明涉及石化高温管道膨胀节补偿技术领域，具体的说是一种低压高温约束型膨胀节浮动装置。
背景技术
苯乙烯等丙烷脱氢化工装置工艺管道的工艺和设计条件较为苛刻，工作温度580~750℃，压力FV~0.21MPa,温度高、压力相对较低，介质反应条件要求管道为内部无隔热衬里外部有保温的热壁结构，管道材料常采用耐热不锈钢制造，高温下工况下不锈钢管道热涨量大，为满足管道柔性和设备管口受力要求，此类管道一般采用约束型膨胀节（如铰链型）来补偿管系产生的热位移、设备地基沉降以及管线安装偏差等位移。
目前此类高温管道铰链型膨胀节的设计有两种方案，一种是在与管道对接的膨胀节端管上直接焊接立板等承力结构，这种在端管上直接焊立板等承力结构件的设计方案，会导致膨胀节在高温时其焊接部位由于内、外部温度不同产生较大的温度应力，在较高应力和高温的长期同时作用下承力结构件与端管的连接焊缝会产生蠕变开裂失效，不仅会使膨胀节不能正常工作，同时会影响整个系统的安全。另一种结构是采用图1所示的结构，受力结构件浮动在端管上，浮动结构通过焊接在端管上的两道限位剪力环进行轴向限位，浮动结构常设计箱型结构，其内径与端管外径之间留有适当的间隙，使端管在高温作用下的径向热涨应力得到释放，该结构是对第一种结构的改进，使膨胀节的安全可靠性得到一定程度的提高，但是仍存在如下缺点：
（1）浮动结构为圆环箱型结构，铰链板在浮动箱体通过立板生根，为保证强度、减少变形量，使得膨胀节重量过大、成本较高；
（2）端管上的剪力环与端管的环向连接焊缝，因为要承受波纹管工作时产生的盲板力在筒节上的焊接量较大，同时该环焊缝也存在较高的温度应力，会导致其端管上焊缝部位应力较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种低压高温约束型膨胀节浮动装置，改善膨胀节端管受力，不仅可以提高膨胀节运行的安全性，同时可以降低膨胀节制造成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种低压高温约束型膨胀节浮动装置，包括端管、波纹管，所述端管连接在波纹管的两端，所述波纹管两端的端管外分别套设有浮动组合体，浮动组合体通过设置在端管上的外侧限位挡块、径向浮动限位盖板、内侧限位挡块及周向浮动限位挡块固定，波纹管两端的浮动组合体之间通过多组短铰链板、副铰链板、长铰链板及销轴连接。
所述浮动组合体由支撑板、连接杆、竖直板和弧形板组成，连接杆固定设置在支撑板之间，竖直板一端固定套设在连接杆上，另一端上固定有浮动设置在端管上的弧形板。
所述弧形板有4个，且均匀设置在端管外。
所述弧形板通过设置在端管上的外侧限位挡块、径向浮动限位盖板、内侧限位挡块及周向浮动限位挡块固定。
所述短铰链板和长铰链板之间通过副铰链板连接，副铰链板与长铰链板之间通过销轴固定。
所述多组短铰链板、副铰链板、长铰链板及销轴沿波纹管径向均匀分布。
本发明的有益效果：
本发明提供的低压高温约束型膨胀节浮动装置，通过在端管外套设浮动组合体，减轻了重量，降低了成本；改变浮动结构与端管的之间固定方式，由整圈的环板限位改为限位块局部限位，减少端管上的焊缝数量，降低焊接应力；改变了受力结构件的生根部位，将原来的铰链板通过立板焊接在浮动箱两侧的局部位置，改成设置在端管圆周均布位置，使端管和浮动结构受力均匀，降低局部应力；本发明的浮动组合体结构，使端管和浮动结构受力均匀，局部应力低；重量轻、焊接加工量减少，改善膨胀节端管受力，不仅可以提高膨胀节运行的安全性，同时可以降低膨胀节制造成本。
附图说明
图1为现有技术的高温膨胀节结构示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为图2的A-A视图；
附图标记：1、端管，2、外侧剪力环，3、浮动箱体，4、副铰链板，5、内侧剪力环，6、销轴，7、波纹管，8、主铰链板，9、铰链板立板，10、外侧限位挡块，11、径向浮动限位盖板，12、浮动组合体，1201、支撑板，1202、连接杆，1203、竖直板，1204、弧形板，13、内侧限位挡块，14、短铰链板，15、副铰链板，16、长铰链板， 17、周向浮动限位挡块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的阐述。
如图所示：一种低压高温约束型膨胀节浮动装置，包括端管1、波纹管7，所述端管1连接在波纹管7的两端，所述波纹管7两端的端管1外分别套设有浮动组合体12，浮动组合体12通过设置在端管1上的外侧限位挡块10、径向浮动限位盖板11、内侧限位挡块13及周向浮动限位挡块17固定，波纹管7两端的浮动组合体12之间通过多组短铰链板14、副铰链板15、长铰链板16及销轴7连接；所述浮动组合体12由支撑板1201、连接杆1202、竖直板1203和弧形板1204组成，连接杆1202固定设置在支撑板1201之间，竖直板1203一端固定套设在连接杆1202上，另一端上固定有浮动设置在端管1上的弧形板1204；所述弧形板有4个，且均匀设置在端管1外；所述弧形板通过设置在端管1上的外侧限位挡块10、径向浮动限位盖板11、内侧限位挡块13及周向浮动限位挡块17固定；所述短铰链板14和长铰链板16之间通过副铰链板15连接，副铰链板15与长铰链板16之间通过销轴7固定；所述多组短铰链板14、副铰链板15、长铰链板16及销轴7沿波纹管7径向均匀分布。
浮动结构由原来的圆形箱型图1中的件3结构改成图2所示的支撑板与连接杆组合而成的方形组合体，短铰链板14和长铰链板16直接焊接在浮动组合体12上。
浮动组合体12四个的弧形板1204浮动在膨胀节端管1上，在弧形板1204两侧设置有外侧限位挡块10和内测限位挡块13，通过外侧限位挡块10和内测限位挡块13与端管1的纵向连接焊缝承受波纹管7工作时产生的盲板力，使得端管1上的环向焊缝减少，减少了端管的焊接应力。
浮动组合体12通过圆周均布的四个弧形板1204浮动在膨胀节端管1圆周上四个90°均布位置，使端管1和浮动结构受力均匀，降低局部应力。

Claims (6)

1.一种低压高温约束型膨胀节浮动装置，包括端管（1）、波纹管（7），所述端管（1）连接在波纹管（7）的两端，其特征在于：所述波纹管（7）两端的端管（1）外分别套设有浮动组合体（12），浮动组合体（12）通过设置在端管（1）上的外侧限位挡块（10）、径向浮动限位盖板（11）、内侧限位挡块（13）及周向浮动限位挡块（17）固定，波纹管（7）两端的浮动组合体（12）之间通过多组短铰链板（14）、副铰链板（15）、长铰链板（16）及销轴（7）连接。
2.如权利要求1所述的低压高温约束型膨胀节浮动装置，其特征在于：所述浮动组合体（12）由支撑板（1201）、连接杆（1202）、竖直板（1203）和弧形板（1204）组成，连接杆（1202）固定设置在支撑板（1201）之间，竖直板（1203）一端固定套设在连接杆（1202）上，另一端上固定有浮动设置在端管（1）上的弧形板（1204）。
3.如权利要求2所述的低压高温约束型膨胀节浮动装置，其特征在于：所述弧形板有4个，且均匀设置在端管（1）外。
4.如权利要求2所述的低压高温约束型膨胀节浮动装置，其特征在于：所述弧形板通过设置在端管（1）上的外侧限位挡块（10）、径向浮动限位盖板（11）、内侧限位挡块（13）及周向浮动限位挡块（17）固定。
5.如权利要求1所述的低压高温约束型膨胀节浮动装置，其特征在于：所述短铰链板（14）和长铰链板（16）的一端分别与浮动组合体（12）焊接固定，另一端之间通过副铰链板（15）连接，副铰链板（15）与长铰链板（16）之间通过销轴（7）固定。
6.如权利要求1所述的低压高温约束型膨胀节浮动装置，其特征在于：所述多组短铰链板（14）、副铰链板（15）、长铰链板（16）及销轴（7）沿波纹管（7）径向均匀分布。
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