CN109563959A - 管道系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种管道系统(1),其至少包括主管道(2)和侧支管道(3),其中侧支管道(3)在接合部(4)处与主管道(2)会合,其中侧支管道(3)设有多孔板(5),多孔板(5)具有多个穿孔(6),其中多孔板(5)具有下游半部(5B)和上游半部(5A)(相对于主管道(2)中的流动方向),其中下游半部(5B)具有比上游半部(5A)更小的开口面积,并且其中多孔板(5)在多孔板(5)的背离接合部(4)的一侧设有突起(8)。
Description
本发明涉及一种管道系统,特别用于输送气体和/或液体,至少包括主管道和侧支管道,其中所述侧支管道在接合部处会合于主管道。
管道系统的一个已知问题是侧支管道的流动引起的振动可能由于流动激励声共振而发生。在侧支管道中没有发生通流的情况下,该问题特别相关,例如,侧支管道是安全阀(RV)管道的情况下的‘死支管’。
如果没有减轻,管道振动可能会导致由于应力循环导致的侧支管道疲劳故障。随着流速增加,侧支管道振动可能增加,这可能迫使生产限制(例如生产延迟)以确保振动水平在安全操作的可接受限度内。
已经提出了几种抑制侧支管道中流动引起的振动的方法。这类方法的例子已在下面给出:
-D.Tonon等,“Aeroacoustics of pipe systems with closed branches”,International Journal of Aeroacoustics,10卷,201-276页,2011;
-S.Takahashi等,“Flow-induced vibrations in closed side branch pipesand their attenuation methods”,Journal of Nuclear Science and Technology,2015年11月10日在线发表;和
-US4867190。
US20080018103涉及控制通过轻型飞机管道的气流。
US20120206011涉及核电站,尤其涉及用于减轻由核反应堆系统的封闭侧分支中的驻波激发引起的潜在破坏性噪声和振动的系统。
JP2008256130(摘要)公开了一种流体管。
EP1243850A1涉及一种水管道装置,特别是用于避免基于热分层的不利影响,该热分层由在从主管道分支的封闭管道中产生的空腔流动形成。
一直期望提供抑制流动引起的振动的替代方法。此外,用于抑制流动引起的振动的一些已知方法的问题在于其实施是不切实际的或需要对管道布局进行显著改变。
本发明的一个目的是满足上述期望,提供一种抑制流动引起的振动的替代方法。
进一步的目的是提供一种抑制流动引起的振动的替代方法,其不需要对管道布局进行显著改变。
本发明的更进一步的目的是提供一种抑制流动引起的振动的方法,其适用于大直径管道应用(如在LNG中使用)。
通过提供至少包括主管道和侧支管道的管道系统可以实现上述或其他目的中的一个或多个,其中侧支管道在接合部处与主管道会合,
其中侧支管道设有多孔板,该多孔板具有多个穿孔,
其中多孔板具有下游半部和上游半部(相对于主管道中的流动方向),其中下游半部的开口面积小于上游半部的开口面积,并且
其中多孔板在多孔板的背离接合部处的一侧设有突起。
根据本发明,已经令人惊奇地发现,使用在侧支管道具有多个穿孔的多孔板允许显著降低流动引起的振动。
本发明的另一个优点是它也适用于大直径管道应用。实际上,本发明特别适用于具有至少10英寸的标称管道尺寸(NPS)的侧支管道直径的管道系统,因为然后可以设计和成形穿孔的尺寸使得这些穿孔不太可能堵塞,特别是用于‘清洁服务’(当通过管道系统的流动基本上没有固体杂质时,否则可能堵塞多孔板的穿孔)。
本发明的另一个优点是它不需要对管道系统的布局进行显著改变。此外,多孔板易于制造和安装,并且孔的尺寸和形状可以设计成满足期望的减压压降限制(例如在减压条件下的RV管道)并确保穿孔堵塞的可能性低。
不希望受任何特定理论的束缚,据信本发明削弱了进入侧支管线的激发速度并衰减了传播进出侧支管道的声压波。可以认为,由此产生的净效应是通过使侧支管道的流动激励频率和声学共振频率失谐来减轻侧支管道中的振动。
本领域技术人员将容易理解,管道系统以及主管道和侧支管线不以任何方式受到限制。不言而喻,管道系统可包括两个或更多个侧支管线。
尽管不限于此,但本发明特别适用于大直径应用。
此外,优选的是,侧支管道在不在接合部处会合的端部处闭合,即侧支管道是所谓的“死支管”。当然,管道系统可以具有两个或更多个侧支管道(具有相同或不同的管道直径),其中一些是开放式的,而一些是闭合的。
本领域技术人员将容易理解,多孔板不受任何方式限制。通常,它将由诸如金属、陶瓷等的压弹性材料制成。多个穿孔可以从各种形状和尺寸中选择,并且可以以图案(例如三角形间距)或稍微随机的方式布置。
优选地,多孔板基本垂直于侧支管道的纵向轴线布置。在本文中,‘基本上垂直’意味着相对于侧支管道的纵向轴线在80°和100°之间的角度,更优选地在85°和95°之间。最优选地,多孔板相对于侧支管道的纵向轴线以90°的角度布置,以便于安装。
根据本发明的一个优选实施例,多孔板中开口面积的百分比为25%至75%,优选至少30%,更优选至少35%,并且优选至多60%,更优选至多50%。
优选地,多孔板放置在距离接合部处0至15个侧支管道直径的距离处,优选0至10,更优选0至5。
如上所述,根据本发明,多孔板在多孔板的背离接合部处的一侧设有突起。本领域技术人员将容易理解,突起的形状和尺寸不受特别限制。优选地,突起是脊状的。通常,突起位于板的下游半部。此外,在突起为脊的形式的情况下,突起相对于安装的多孔板的纵向轴线以90°和30°之间的角度布置。
此外,优选的是,所述突起将所述多孔板分成具有穿孔的区域和没有穿孔的区域。
在进一步的方面,本发明提供了一种多孔板,如在根据本发明的管道系统中描述的,其中所述多孔板具有多个穿孔,并且其中所述多孔板设置有突起。
如上所述,优选的是多孔板中的开口面积百分比在25%至75%之间,优选至少30%,更优选至少35%,并且优选至多60%,更优选至多50%。
如上所述,根据本发明,多孔板设置有突起。优选地,所述突起将所述多孔板分成具有穿孔的区域和没有穿孔的区域。
在另一方面,本发明提供了根据本发明的管道系统或多孔板用于抑制流动引起的振动的用途,特别是在至少包括主管道和侧支管线的管道系统中(侧支管线优选地在背离接合部处的端部处封闭)。
下文将通过以下非限制性附图进一步说明本发明。相同的附图标记表示相同或相似的组件。这里显示:
图1是示意性根据本发明的管道系统的剖视图;
图2是多孔板的透视图(不是根据本发明,而是为了进一步说明本发明而包括在内);和
图3是根据本发明的多孔板的实施例的透视图。
图1示出了通常用附图标记1表示的管道系统的剖视图。
管道系统1包括具有48英寸NPS(标称管道尺寸)直径的主管道2、两个侧支管道3(一个NPS直径为12英寸,一个NPS直径为18英寸)、接合部4和具有多个穿孔的多孔板5。侧支管道3在相应的接合部4处与主管道2会合。在图1的实施例中,侧支管道3在相应的端部处闭合,该端部不在接合部4处会合。多孔板5放置在离接合部4的距离为0.95和0.70侧支管道直径,分别用于上游定位(12英寸NPS)侧支管道和下游定位(18英寸NPS)侧支管道。
已经通过箭头指示主管道2中的流动方向(其也限定了侧支管道的上述相对上游和下游位置)。
图2-3示出了多孔板5的两个不同的实施例。看起来,在操作中,与图2的多孔板相比,图3的多孔板导致管振动的显著减少。
在图2的实施例中(不是根据本发明),多孔板5具有以三角形间距布置的规则图案的穿孔6。除了穿孔6之外,还示出了翻边螺栓孔7。图2的多孔板5具有42%的开口面积(同时忽略由翻折螺栓孔7提供的开口空间,因为当安装在侧支管道3中时这些后孔7不会增加到开口面积中)。
在根据本发明的图3的实施例中,多孔板5具有42%的开口面积(同样,忽略由翻边螺栓孔7提供的开口空间)。此外,图3的多孔板5设置有突起8(当在多孔板5的背离接合部4的一侧安装在管道系统1中时)。在图3的实施例中,突起8呈脊的形式,其将多孔板5分成带有穿孔6的区域5A和没有穿孔的区域5B。当安装在管道系统1中时,区域5B相对于主管道2中的流动方向位于区域5A的下游。
所属领域的技术人员将易于理解,可以在不脱离本发明的范围的情况下进行许多修改。
Claims (10)
1.一种管道系统(1),其至少包括主管道(2)和侧支管道(3),其中侧支管道(3)在接合部(4)处与主管道(2)会合,
其中侧支管道(3)设有多孔板(5),多孔板(5)具有多个穿孔(6),
其中多孔板(5)具有下游半部(5B)和上游半部(5A)(相对于主管道(2)中的流动方向),其中下游半部(5B)具有比上游半部(5A)更小的开口面积,和
其中多孔板(5)在多孔板(5)的背离接合部(4)的一侧设有突起(8)。
2.根据权利要求1所述的管道系统(1),其中所述侧支管道(3)在不在接合部(4)会合的端部闭合。
3.根据权利要求1或2所述的管道系统(1),其中多孔板(5)被布置成基本上垂直于所述侧支管道(3)的纵向轴线。
4.根据前述权利要求任一项所述的管道系统(1),其中多孔板(5)中开口面积的百分比为25%至75%,优选至少30%,更优选至少35%,并且优选至多60%,更优选至多50%。
5.根据前述权利要求任一项所述的管道系统(1),其中所述多孔板(5)被放置在距离接合部(4)处0至15个侧支管道直径的距离处,优选0至10,更优选0至5。
6.根据前述权利要求任一项所述的管道系统(1),其中所述突起(8)将所述多孔板(5)分成带有穿孔(6)的区域(5A)和没有穿孔的区域(5B)。
7.一种根据前述权利要求1-6中任一项所述的管道系统(1)中描述的多孔板(5),其中所述多孔板(5)具有多个穿孔(6),并且其中所述多孔板(5)设有突起(8)。
8.根据权利要求7所述的多孔板(5),其中多孔板(5)中开口面积的百分比为25%至75%,优选至少30%,更优选至少35%,并且优选至多60%,更优选至多50%。
9.根据权利要求7或8所述的多孔板(5),其中所述突起(8)将所述多孔板(5)分成带有穿孔(6)的区域(5A)和没有穿孔的区域(5B)。
10.根据前述权利要求1-6中任一项所述的管道系统(1)或根据前述权利要求7-9中任一项所述的多孔板(5)用于抑制流动引起的振动的用途,特别是在至少包括主管道(2)和侧支管道(3)的管道系统(1)中。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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