一种自然补偿结构的架空热力管道的制作方法

本实用新型涉及石油化工管道结构技术领域，具体来说是一种自然补偿结构的架空热力管道。

背景技术：

石油化工炼化装置管廊上布置有较多高温高压管道,为满足管道在管廊上运行过程中的热膨胀位移及热应力,需要充分考虑管道的柔性，防止管道因膨胀、冷缩、端点附加位移、管道支撑设置不当等原因造成安全事故。管道增加柔性的方法有：改变管道走向来进行自然补偿或者选用专用补偿器，如：波纹补偿器，旋转补偿器等。专用补偿器造价高，一般采用法兰与管道进行连接，使用的工况要求较高，并且均存在一定的寿命，因此尽量利用管道自然弯曲的补偿能力，当自然补偿不能满足要求时才考虑设置专用补偿器。传统的自然补偿结构管道如图1、图2所示，该两种π型自然补偿结构管道主要依靠管廊宽度方向的补偿臂进行补偿，因此当管廊宽度较小，管道补偿臂不够时，以上两种π型自然补偿结构管道均无法满足要求，如果因此增加管廊宽度，势必增加土建成本的费用。因此有必要研究一种自然补偿结构的架空热力管道，可以克服上述传统自然补偿因管廊宽度不够导致补偿臂不够的问题，满足在管道在高温高压情況下的应力要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种自然补偿结构的架空热力管道，解决传统自然补偿因管廊宽度不够导致补偿臂不够的问题，满足在管道在高温高压情況下的热位移量及热应力要求。

为了实现上述目的，设计一种自然补偿结构的架空热力管道，包括若干直管段，若干所述的直管段之间连接有至少一个补偿单元，所述的补偿单元包括向上侧设置的第Ⅱ管段，第Ⅱ管段的末端连接有向直管段的一侧延伸的第Ⅲ管段，所述的第Ⅲ管段的末端连接有向直管段的另一侧延伸的第Ⅳ管段，所述的第Ⅳ管段的末端连接有向下侧设置的第Ⅴ管段，所述的第Ⅴ管段的长度长于所述的第Ⅱ管段的长度，所述的第Ⅴ管段的末端连接有向直管段的另一侧延伸的第Ⅵ管段，所述的第Ⅵ管段的末端连接有向直管段的一侧延伸的第Ⅶ管段，所述的第Ⅶ管段的末端连接有向上侧设置的第Ⅷ管段。

本实用新型还具有如下优选的技术方案：

所述的第Ⅲ管段和第Ⅳ管段位于共同位于第一水平面内。

所述的第Ⅵ管段和第Ⅶ管段位于共同位于第二水平面内。

所述的第一水平面和第二水平面相互平行。

所述的直管段共同位于第三水平面内，所述的第三水平面、第一水平面和第二水平面相互平行。

所述的第Ⅲ管段与第Ⅳ管段在水平面的投影角度为90度，且所述的第Ⅲ管段与第Ⅳ管段的材质为碳钢或者低合金钢，第Ⅲ管段的长度与第Ⅳ管段的长度相等。

所述的第Ⅵ管段与第Ⅶ管段在水平面的投影角度为90度，且所述的第Ⅵ管段与第Ⅶ管段的材质为碳钢或者低合金钢，第Ⅵ管段与第Ⅶ管段的长度相等。

所述的第Ⅱ管段、第Ⅴ管段、第Ⅷ管段为竖直方向放置，第Ⅱ管段与第Ⅷ管段长度相等，第Ⅴ管段的长度为第Ⅱ管段长度的两倍，所述的第Ⅱ管段、第Ⅴ管段、第Ⅷ管段的材质为碳钢或者低合金钢。

所述的第Ⅲ管段与第Ⅰ管段在水平面的投影角度为135度，第Ⅶ管段与第Ⅸ管段在水平面的投影角度为135度。

每一所述的补偿单元前端设有第Ⅰ管段且后端设有第Ⅸ管段，所述的第Ⅰ管段、第Ⅱ管段、第Ⅲ管段、第Ⅳ管段、第Ⅴ管段、第Ⅵ管段、第Ⅶ管段、第Ⅷ管段、第Ⅸ管段之间依次通过第Ⅰ弯头、第Ⅱ弯头、第Ⅲ弯头、第Ⅳ弯头、第Ⅴ弯头、第Ⅵ弯头、第Ⅶ弯头、第Ⅷ弯头焊接相连，所述的第Ⅰ管段以及第Ⅸ管段处设有固定支架及导向支架，且所述的第Ⅰ管段以及第Ⅸ管段中部设有滑动支架。

本实用新型所提供的一种自然补偿结构的架空热力管道的优点包括但不限于：本实用新型所提供的一种自然补偿结构的架空热力管道，采用的第Ⅱ管段、第Ⅲ管段、第Ⅳ管段、第Ⅴ管段、第Ⅵ管段、第Ⅶ管段、第Ⅷ管段构成补偿单元，优选地在第Ⅲ管段与第Ⅰ管段之间、第Ⅶ管段与第Ⅸ管段之间采用135°的倾斜敷设方式，补偿臂更长，因此可以在管廊宽度不够情况下，满足管道所承受的应力以及正常运行期间对固定点的水平推力，大大节省了扩大管廊而增加的土建成本费用，安装方便，管道补偿量大，工程造价低。本实用新型克服了传统自然补偿因管廊宽度不够导致补偿臂不够的问题，同时满足在管道在高温高压情況下的应力要求。

附图说明

图1为传统自然补偿结构管道的第一种示意图。

图2为传统自然补偿结构管道的第二种示意图。

图3为本实用新型自然补偿结构的架空热力管道的结构示意图。

图中：1-第一固定支架、2-第一滑动支架、3-第一导向支架、4-第二滑动支架、5-第Ⅰ管段、6-第Ⅰ弯头、7-第Ⅱ管段、8-第Ⅱ弯头、9-第Ⅲ管段、10-第Ⅲ弯头、11-第Ⅳ管段、12-第三滑动支架、13-第Ⅳ弯头、14-第Ⅴ管段、15-第Ⅴ弯头、16-第Ⅵ管段、17-第四滑动支架、18-第Ⅵ弯头、19-第Ⅶ管段、20-第Ⅶ弯头、21-第Ⅷ管段、22-第Ⅷ弯头、23-第五滑动支架、24-第二导向支架、25-第六滑动支架、26-第二固定支架、27-第Ⅸ管段。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

所述的自然补偿结构的架空热力管道，包括若干直管段，若干所述的直管段之间连接有至少一个补偿单元，所述的补偿单元包括向上侧设置的第Ⅱ管段，第Ⅱ管段的末端连接有向直管段的右侧方向延伸的第Ⅲ管段，所述的第Ⅲ管段的末端连接有向直管段的左侧方向延伸的第Ⅳ管段，所述的第Ⅳ管段的末端连接有向下侧设置的第Ⅴ管段，所述的第Ⅴ管段的长度长于所述的第Ⅱ管段的长度，所述的第Ⅴ管段的末端连接有向直管段的左侧方向延伸的第Ⅵ管段，所述的第Ⅵ管段的末端连接有向直管段的右侧方向延伸的第Ⅶ管段，所述的第Ⅶ管段的末端连接有向上侧设置的第Ⅷ管段。所述的第Ⅱ管段、第Ⅴ管段和第Ⅷ管段可以竖直设置，也可以在竖直方向的平面内倾斜设置，且所述的第Ⅱ管段、第Ⅴ管段和第Ⅷ管段可以根据实际现场的管廊情况，设置于同一竖直平面内或不位于同一竖直平面内。

实施例1

参见图3，在本实施例中，所述的自然补偿结构的架空热力管道包括第一固定支架、第二固定支架、若干滑动支架、导向支架、第Ⅰ管段、第Ⅱ管段、第Ⅲ管段、第Ⅳ管段、第Ⅴ管段、第Ⅵ管段、第Ⅶ管段、第Ⅷ管段、第Ⅸ管段、第Ⅰ弯头、第Ⅱ弯头、第Ⅲ弯头、第Ⅳ弯头、第Ⅴ弯头、第Ⅵ弯头、第Ⅶ弯头、第Ⅷ弯头。所述第Ⅰ管段、第Ⅱ管段、第Ⅲ管段、第Ⅳ管段、第Ⅴ管段、第Ⅵ管段、第Ⅶ管段、第Ⅷ管段、第Ⅸ管段之间依次通过第Ⅰ弯头、第Ⅱ弯头、第Ⅲ弯头、第Ⅳ弯头、第Ⅴ弯头、第Ⅵ弯头、第Ⅶ弯头、第Ⅷ弯头焊接连接。第一固定支架和第二固定支架分别与第Ⅰ管段以及第Ⅸ管段焊接连接，第一滑动支架和第二滑动支架支撑于第Ⅰ管段下侧，第三滑动支架支撑于第Ⅳ管段中间位置，第四滑动支架支撑于第Ⅵ管段中间位置，第五滑动支架和第六滑动支架支撑于第Ⅸ管段下侧。第一导向支架和第二导向支架分别支撑于第Ⅰ管段以及第Ⅸ管段下侧，并使第Ⅰ管段以及第Ⅸ管段能沿轴向移动。所述第一固定支架位于第Ⅰ管段左端，第二固定支架位于第Ⅸ管段右端。通过两端固定，管道内的内应力才能通过管道的自然补偿结构进行吸收。本实施例中仅设置有一组补偿单元，但根据实际的补偿需要，可以设置若干组补偿单元，每组补偿单元的结构相同，不再多做赘述。

所述第Ⅰ管段与第Ⅸ管段长度相等，水平方向放置，材料为碳钢或者低合金钢。所述第Ⅲ管段与第Ⅳ管段在水平面的投影角度为90度，水平方向放置，材料为碳钢或者低合金钢，第Ⅲ管段长度与第Ⅳ管段长度相等。所述第Ⅵ管段与第Ⅶ管段在水平面的投影角度为90度，水平方向放置，材料为碳钢或者低合金钢，第Ⅵ管段与第Ⅶ管段长度相等。采用该方式布置可以使管道沿第Ⅴ管段中间呈现中心对称布置。

所述第Ⅱ管段、第Ⅴ管段、第Ⅷ管段为竖直方向放置。第Ⅱ管段与第Ⅷ管段长度相等，第Ⅴ管段长度为第Ⅱ管段长度的两倍，材料为碳钢或者低合金钢

所述第Ⅰ弯头、第Ⅱ弯头、第Ⅲ弯头、第Ⅳ弯头、第Ⅴ弯头、第Ⅵ弯头、第Ⅶ弯头、第Ⅷ弯头均为长半径90度弯头，材料为碳钢或者低合金钢。

所述第Ⅲ管段与第Ⅰ管段在水平面的投影角度为135度，第Ⅶ管段与第Ⅸ管段在水平面的投影角度为135度。

实施例2

本实施例中，管道工程直径为DN300mm，壁厚为7mm，设计压力为1.2Mpa，设计温度为220℃，保温材料为岩棉，保温厚度为100mm，介质为蒸汽，管道材料为20#无缝钢管，弯头为90°长半径弯头，弯头材料为20#钢。

图1、图2的现有π型自然补偿器补偿臂采用与水平夹角为0°和90°的敷设方式，在相等条件下，本实施方式补偿臂更长，并且充分利用管廊内各个方位的空间，补偿结构为空间结构而非平面结构，当管廊同时布置有多根其它管道时，能有效避开了管廊上的其它管道，同时增加了管道竖直方向的管道补偿量，因此可以在管廊宽度不够情况下，满足管道所承受的应力以及正常运行期间对固定点的水平推力，大大节省了扩大管廊而增加的土建成本费用，安装方便，管道补偿量大，工程造价低。