CN108533841A - 一种大直径附塔管线弹簧组合支架 - Google Patents

一种大直径附塔管线弹簧组合支架 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种大直径附塔管线弹簧组合支架，包括框式架体、斜支架和支撑件，所述斜支架固设于所述框式架体下部，所述支撑件位于所述框式架体上部；附塔管线位于框式架体内；所述框式架体上对称设有若干组支撑件，所述支撑件包括弹簧和耳座，所述弹簧底部与所述框式架体固定连接，所述弹簧顶部与所述耳座底部抵接，所述耳座与附塔管线固定连接。本发明的有益效果为：采用框式架体结构，即可对附塔管线形成框式导向，稳定性强，很好的解决了大口径附塔管线竖向弹簧支撑以及导向稳定的问题。

Description

一种大直径附塔管线弹簧组合支架
技术领域
本发明属于涉及石油化工含高塔设备装置领域，尤其是一种大直径附塔管线弹簧组 合支架。
背景技术
目前，多个项目采用的附塔管线支架难以满足大口径DN800以上管线支撑要求，大口径管线的支撑点力较重且侧向力较大，常见的弹簧支架的形式难以满足力的要求，影 响设备以及附塔管线的稳定性。
发明内容
本发明为一种大直径附塔管线弹簧组合支架，制作简单，且很好的解决了大口径附 塔管线竖向弹簧支撑以及导向稳定的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种大直径附塔管线弹簧组合支架，该组合支架依附于塔壁设置，包括框式架体、斜支架和支撑件，所述斜支架固设于所述框式架体下部，所述支撑件位于所述框式架体 上部；附塔管线位于框式架体内；
所述框式架体上对称设有若干组支撑件，所述支撑件包括弹簧和耳座，所述弹簧底 部与所述框式架体固定连接，所述弹簧顶部与所述耳座底部抵接，所述耳座与附塔管线固定连接；
所述框式架体靠近塔壁的侧面与塔壁固定连接；
所述斜支架的自由端与塔壁固定连接。
进一步，所述附塔管线外壁在框式架体高度均布有若干导向支托，所述导向支托与 所述框式架体间存在间隙。
进一步，所述导向支托为H型结构，该导向支托为由三块钢板焊接而成的组焊H型钢。
进一步，所述导向支托一端固设有托板，其另一端通过支托弧板与附塔管线外壁焊 接固定，所述托板与所述框式架体间存在间隙。
进一步，所述间隙范围为1-25mm。
进一步，所述附塔管线外壁在耳座高度均布有若干耳座弧板，所述耳座通过耳座弧 板与所述附塔管线外壁焊接固定。
进一步，所述塔壁外焊接有护板，该护板上设置螺栓，所述框式架体通过螺栓与所述塔壁固定连接。
进一步，所述塔壁外焊接有护板，该护板上设置螺栓，所述斜支架通过螺栓与所述塔壁固定连接。
进一步，所述弹簧的底座与所述框式架体通过螺栓固定连接。
另外，本发明还在于公开一种大直径附塔管线弹簧组合支架在管径DN800以上的高 温附塔管线中的应用。
需要说明的是，本发明主要从以下几个方面对现有技术的管线支架进行改进。
(1)对于大口径附塔管线，因管线口径较大，垂直荷载较重，热膨胀力及位移较大，采用普通水平支腿式支架(例如F型支架)支撑管线，或者吊杆式水平支腿式支架支撑 管线无法承受较大受力，且支腿为圆形管道焊接在被支撑管线上，圆形支腿和弹簧连接 为滚动连接，圆形支腿易于弹簧脱落，产生生产危险，本发明的框式架体、斜支架和支 撑件共同形成了支座式支撑，支座式可支撑设备受力大满足要求；且该框式架体由四根 H型钢组焊而成，稳定性强；
(2)附塔的管道不仅在运行过程中受自身内压和外部荷载(地震力，风荷载等)以及热膨胀等多种因素影响产生位移和偏移，而且由于附着塔器，塔器以支座位置为固定点，受热膨胀因素产生位移对附属的管线产生叠加位移，管线的位移量大，推力大，侧 向力大，管线连接处易变型，产生泄漏，因此通常采用弹簧支架来吸收纵向位移，增加 柔性，同时本发明增加了导向支托，以限制管线的侧向位移；
(3)对于大口径附塔管线，管线口径较大，附塔高度较高，外部荷载影响较为明显，热膨胀力及侧向力较大，采用普通导向管卡或者T型导向支托(例如T型钢)与导向槽 钢合围的轨道结构对被支撑管线进行导向限位，管卡或者T型导向支托无法承受较大的 侧向力，容易撕裂导向管架，从而失去作用，而且无法实现多个方位导向限制，大口管 线不稳定；经过多次试验后，发现H型导向支托较其余形式的导向支托对大口径管线的 导向限制更稳定，但是标准的H型钢无法满足尺寸的要求，因此本发明的H型导向支托 采用加强型组焊H型钢，该加强型组焊H型钢由三块钢板组焊而成，并设置在框式架体 内的四个方位，以进一步提高导向限制的稳定性；另外，H型导向支托和框式架体之间 保留分析计算要求的间隙，采用的框式导向有效的限制大口径管线的侧位移，以保证管 线的稳定性。
综上，本发明具有以下有益效果：
(1)采用框式架体结构，即可对附塔管线形成框式导向，稳定性强，且易调节框式架体与附塔管线间的间隙；(2)采用支座式支撑，解决了大口径管线垂直荷载大，侧向 力大普通支架难以承受的问题；(3)采用H型导向支托对大口径管线的导向限制更稳定； (4)本发明的弹簧组合支架，结构简单且稳定，现场易组焊，使用年限长，材料易获取。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施 例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例中大直径附塔管线弹簧组合支架与塔器、附塔管线配合使用的远观结 构示意图；
图2是实施例中大直径附塔管线弹簧组合支架与塔器、附塔管线配合使用的近观结 构示意图；
图3是图2的俯视结构示意图；
图4是图2的侧视结构示意图；
图5是导向支托、托板、支托弧板的结构示意图。
其中：A-塔器，B-附塔管线，C-弹簧组合支架，1-框式架体，2-斜支架，3-弹簧，4-耳座，5-耳座弧板，6-导向支托，7-托板，8-支托弧板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互 组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示 或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理 解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指 示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第 二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非 另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连 接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相 连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况 理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种大直径附塔管线弹簧组合支架，该弹簧组合支架C依附于塔器A外壁设置，包括框式架体1、斜支架2和支撑件，所述斜支架2固设于所述框式架体1下部，所述支撑 件3位于所述框式架体1上部；附塔管线B位于框式架体1内；
所述框式架体内1对称设有两组支撑件，每组所述支撑件包括弹簧3和耳座4，所述弹簧3的底座与所述框式架体1通过螺栓固定连接，所述弹簧3顶部与所述耳座4底部 固定连接；所述附塔管线B外壁在耳座高度均布有若干耳座弧板5，所述耳座4通过耳 座弧板5与所述附塔管线B外壁焊接固定。
所述塔壁内焊接有护板，该护板上设置螺栓，所述框式架体1靠近塔壁的侧面与塔壁通过螺栓固定连接；所述斜支架2的自由端与塔壁通过螺栓固定连接。
所述附塔管线B外壁在框式架体高度均布有四个导向支托6，所述导向支托6一端固设有托板7，其另一端通过支托弧板8与附塔管线外壁焊接固定，所述托板7与所述框 式架体1间存在间隙。该间隙值的设置需要通过应力分析确定，该间隙范围为1-25mm， 并可自由调节。
所述导向支托6为H型结构，该导向支托6为由三块钢板焊接而成的组焊H型钢。
实施例2
一塔器直径高度58.7m，塔顶管线DN1400，管线较大，采用普通支腿式支 架(例如F型支架)竖直承重力无法满足，且管线需要四个方向的限制，导向力较大， 附塔管线沿塔支撑长度49m，管线设计条件为操作温度102℃，操作压力2.7bar，设计温 度165℃，设计压力6.0bar，附塔管线材质采用ASTM A672 Gr.B60 CL.12，管线壁厚为 11.9mm，介质密度为4.07kg/m3；采用软件CAESAR II对附塔管线进行应力分析，分析 结果表明附塔管线在塔器上共设置4个支撑点，支撑点采用此发明实施例1形式支架(弹 簧组合支架)，如附图1所示，示意了塔器、附塔管线及弹簧组合支架，该弹簧组合支架 中，弹簧和耳座的组合可承载附塔管线的竖向重力，并可吸收竖向位移；附塔管线四个 圆周方位焊接导向支托，导向支托端部的托板与框式架体之间留有导向间隙，间隙大小 依据应力分析确定，以吸收管线侧向位移，并保证附塔管线的稳定性。以其中3号支撑 点为例，3号支撑点在不同工况下的受力情况如表1所示，因工况较多，仅对其中几种工 况的分析数据进行展示。
另，根据表1中附塔管线位移量分析，确定导向支托端部的托板与框式架体之间的间隙在X方向为5mm，Z方向为5mm。
表1
通过计算后的受力和热位移量可确定弹簧的高度，通过弹簧标准查询弹簧的高度和 形式，选择弹簧型号为TD60F17，相关参数见表2。
表2
耳座规格通过JB/T 4712.3依据受力确定，选型参数如见表3。
表3
注：上表中W代表宽度(mm)，L代表长度(mm)，t代表厚度(mm)。
附塔管线四个方位焊接导向支托为T型钢，选型参数见表4。
表4
注：上表中W代表宽度(mm)，L代表长度(mm)，t代表厚度(mm)。
实施例3
一塔器直径高度43.4m，塔顶管线DN1800，管线较大，采用普通支腿式支 架(例如F型支架)竖直承重力无法满足，且管线需要四个方向的限制，导向力较大， 附塔管线沿塔支撑长度34m，管线设计条件为操作温度67℃，操作压力0.1bar，设计温 度150℃，设计压力3.5bar，附塔管线材质采用ASTM A672 Gr.B60 CL.12，管线壁厚为 15.88mm，介质密度为1.29kg/m3；采用软件CAESAR II对附塔管线进行应力分析，分 析结果表明附塔管线在塔器上共设置3个支撑点，支撑点采用此发明实施例1形式支架 (弹簧组合支架)，如附图1所示，示意了塔器、附塔管线及弹簧组合支架，该弹簧组合 支架中，弹簧和耳座的组合可承载附塔管线的竖向重力，并可吸收竖向位移；附塔管线 四个圆周方位焊接导向支托，导向支托端部的托板与框式架体之间留有导向间隙，间隙 大小依据应力分析确定，以吸收管线侧向位移，并保证附塔管线的稳定性。以其中2号 支撑点为例，2号支撑点在不同工况下的受力情况见表5，因工况较多，仅对其中几种工 况的分析数据进行展示。
另，根据表5中附塔管线位移量分析，确定导向支托端部的托板与框式架体之间的间隙在X方向为4mm，Z方向为3mm。
表5
通过计算后的受力和热位移量来确定弹簧的高度，通过弹簧标准查询弹簧的高度和 形式，选择TD60F17，相关参数见表6。
表6
注：上表中W代表宽度(mm)，L代表长度(mm)，t代表厚度(mm)。
耳座规格通过JB/T 4712.3依据受力确定，相关参数见表7。
表7
节点 高度 底板 肋板 垫板 盖板
50 360 280Wx150Lx18t 400Wx190Lx12t 500Wx360Lx10t 100Wx12t
注：上表中W代表宽度(mm)，L代表长度(mm)，t代表厚度(mm)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神 和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大直径附塔管线弹簧组合支架，该组合支架依附于塔壁设置，其特征在于，包括框式架体、斜支架和支撑件，所述斜支架固设于所述框式架体下部，所述支撑件位于所述框式架体上部；附塔管线位于框式架体内；
所述框式架体上对称设有若干组支撑件，所述支撑件包括弹簧和耳座，所述弹簧底部与所述框式架体固定连接，所述弹簧顶部与所述耳座底部抵接，所述耳座与附塔管线固定连接；
所述框式架体靠近塔壁的侧面与塔壁固定连接；
所述斜支架的自由端与塔壁固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种大直径附塔管线弹簧组合支架，其特征在于，所述附塔管线外壁在框式架体高度均布有若干导向支托，所述导向支托与所述框式架体间存在间隙。
3.根据权利要求2所述的一种大直径附塔管线弹簧组合支架，其特征在于，所述导向支托为H型结构，该导向支托为由三块钢板焊接而成的组焊H型钢。
4.根据权利要求3所述的一种大直径附塔管线弹簧组合支架，其特征在于，所述导向支托一端固设有托板，其另一端通过支托弧板与附塔管线外壁焊接固定，所述托板与所述框式架体间存在间隙。
5.根据权利要求2所述的一种大直径附塔管线弹簧组合支架，其特征在于，所述间隙范围为1-25mm。
6.根据权利要求1所述的一种大直径附塔管线弹簧组合支架，其特征在于，所述附塔管线外壁在耳座高度均布有若干耳座弧板，所述耳座通过耳座弧板与所述附塔管线外壁焊接固定。
7.根据权利要求1所述的一种大直径附塔管线弹簧组合支架，其特征在于，所述塔壁外焊接有护板，该护板上设置螺栓，所述框式架体通过螺栓与所述塔壁固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种大直径附塔管线弹簧组合支架，其特征在于，所述塔壁外焊接有护板，该护板上设置螺栓，所述斜支架通过螺栓与所述塔壁固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种大直径附塔管线弹簧组合支架，其特征在于，所述弹簧的底座与所述框式架体通过螺栓固定连接。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种大直径附塔管线弹簧组合支架在管径DN800以上的高温附塔管线中的应用。
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