大直径管道柔性连接的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可相对于彼此移动的大直径流体输送管道和第二构件，例如另一管道或平台，之间的柔性连接。
【背景技术】
[0002]在一些应用中，需要在第一流体输送管道和该管道所连接的第二构件(如支撑该管道的平台，或另一管道)之间适应相对运动。这种应用的一个例子是海洋热能转换(OceanThermal Energy Convers1n，OTEC)，其中，大直径管道受到浮动平台的支撑。该大直径管道用于将冷水输送到平台从而为0TEC动力循环冷凝工作流体(例如，氨)。当前，商业0TEC电站需要大约10米或更大直径的管道来防止过度的摩擦损失。
[0003]由于波浪和风力的作用，用于管道的浮动平台将经受各种运动。管道自身还受到潮流和波浪作用的影响。这些效果引起管道弯曲，并且在其固有频率和力的频率下摇晃。需要在适应管道和平台之间或管道和平台上的另一管道之间的相对运动和大的弯矩的同时，承受内部压力和/或承受在接合处上的外部水压。
【发明内容】
[0004]介绍了一种可相对于彼此移动的第一流体输送构件和第二构件直接的柔性连接。该柔性连接在第一构件和第二构件之间提供衔接以适应该第一构件和第二构件之间的横摇和纵摇运动。该第二构件可以是支撑第一流体输送构件的结构，或者，可以是第二流体输送构件。该柔性连接还设计为承受管道内的内部流体压力并且承受在连接处上的外部压力。
[0005]在一个非限定的例子中，例如，在0TEC电站中，柔性连接用于在垂直的、大直径的冷水输送管道和支撑该冷水输送管道的平台之间提供衔接，以允许该管道和该平台相对彼此的横摇和纵摇，而不会对该管道施加过度的弯矩或应力。
[0006]在另一个例子中，该第一流体输送构件由一束直径较小的多个管道形成，而不是单个大直径的管道。靠近柔性连接的歧管将来自该直径较小的多个管道的流合并。
[0007]该柔性连接还承受内部压力和在连接处上的外部压力。在示例性的0TEC应用中，流体压力是外部的。然而，存在需要承受在连接处上的内部压力的应用，或者两者皆是。例如，在以下讨论的利用管道内衔接的接合处的实施例中，柔性连接很可能在最后的冷水管道下放到水中之前被连接。在这个例子中，该管道为了下放到水中可能被加压以减小提升载荷。在这个过程中，柔性连接将经受内部压力。一旦冷水管道被安装，并且栗运行，该连接将经受来自周围的水的压力。同样，存在其他栗送方案，其中，水栗放置在冷水管道底部。在这种情况下，在0TEC电站的运作过程中，柔性连接将经受内部压力。
[0008]这里所述的柔性接合包括两个主要部件。第一部件是衔接装置，其允许管道的两个分节，或该管道和它的支撑物在彼此相对的纵摇和横摇方向上弯曲，而不会在该管道上施加过度弯矩或应力，同时限制垂荡或扭转运动。该第二部件是承受在衔接的部分上的内部或外部压力的装置。
[0009]在一个实施例中，提供的柔性连接实现相对于彼此可移动的第一流体输送构件和第二构件之间的衔接。该柔性连接包括使该第一流体输送构件和第二构件相互连接的衔接装置。该衔接装置包括固定到该第一流体输送构件上的第一部分，和固定到该第二构件上的第二部分。该柔性连接还包括与衔接装置相邻的、柔性的、流体不可渗透的波纹管。该柔性的波纹管包括固定到第一流体输送构件上的第一端部，和固定到第二构件上的第二端部。该柔性的波纹管配置为承受在柔性连接上的内部和/或外部流体压力。
[0010]在另一实施例上，提供的柔性连接实现垂直一个或多个冷水输送管道和浮动平台(例如，在0TEC系统中的浮动平台)之间的衔接。该柔性连接包括将该一个或多个冷水输送管道和该浮动平台相互连接的衔接机构，其中，该衔接机构包括固定到该一个或多个冷水输送管道的第一部分，和固定到该浮动平台的第二部分。衔接机构允许该一个或多个冷水输送管道和该浮动平台之间的相对横摇和纵摇。该柔性连接还包括柔性的、流体不可渗透的波纹管，该波纹管带有固定到该一个或多个冷水输送管道的第一端部，和固定到该平台的第二端部。该波纹管配置为承受在柔性连接上的内部和/或外部流体压力。
[0011]衔接装置和衔接机构可以是适合于实现这里所述的功能的任意结构。在一个实施例中，衔接装置和衔接机构可以是沿着中心纵轴设置的铰接接头，并且具有固定到流体输送构件或管道上的第一段，和固定到第二构件或平台上的第二段。在这个例子中，波纹管环绕铰接接头。
[0012]在另一个例子中，衔接装置和衔接机构可以是万向接头，例如，一种接头，其包括万向节、相对设置在该万向节上的多个第一销、连接在该多个第一销和流体输送构件或管道之间的多个第一轴承、相对设置在该万向节上的多个第二销，以及连接在该多个第二销和第二构件或管道之间的多个第二轴承。此外，该万向接头可以与波纹管轴向间隔开。
[0013]在另一个例子中，衔接装置和衔接机构可以是围绕中心纵轴周向地彼此间隔的多个张紧气缸，每个张紧气缸包括固定到流体输送构件或管道上的第一端部，和固定到第二构件或平台上的第二端部。此外，该多个张紧气缸围绕波纹管。
【附图说明】
[0014]图1为柔性连接的第一实施例的透视图；
图2为图1中的柔性连接的纵向截面视图；
图2A为图2的圈2A区域的近视图；
图3为包含在图2的圈3中的部分的详图视图；
图3A举例说明了这里所述的柔性波纹管的变化；
图4为柔性连接的第二实施例的透视图；
图5为图4中的柔性连接的侧视图；
图6为沿图5中的线6-6的纵向截面视图；
图7为沿图6中的线7-7的另一纵向截面视图；
图8为包含在图6的圈8中的部分的详细视图；
图9为包含在图7的圈9中的部分的详细视图；
图10为柔性连接的第三实施例的透视图； 图11为在图10中的柔性连接的纵向截面视图；
图12为包含在图11中的圈12中的部分的详细视图；
图13举例说明了类似于图10-12的实施例，但是使用了液压缸；
图14为举例说明了包含图10-12中的柔性连接的浮动平台；
图15为根据图14的柔性连接的近视图；
图16举例说明了以一束较小直径的管道的形式的第一流体输送构件。
【具体实施方式】
[0015]以下参照图1-12对可相对于彼此移动的第一流体输送构件和第二构件之间的柔性连接进行描述。该柔性连接在第一构件和第二构件之间提供衔接以适应该第一构件和第二构件之间的相对运动。特别是，该柔性连接适应在第一构件和第二构件之间的横摇和纵摇运动或转动的同时，限制垂荡和扭转运动。参照图1，横摇运动是围绕X轴的运动，纵摇运动是围绕1轴的运动，垂荡运动是围绕Z轴的运动。
[0016]如下进一步所述的，第一流通输送构件可以是单个大直径的管道或者一束较小直径的多个管道。在这里，该