Способ компенсации больших температурных перемещений трубопроводной системы

 

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении трубопроводных систем тепловых и атомных электростанций с большими перемещениями (температурными) трубопроводов или на трубопроводах, работающих в динамическом режиме, а также с двухфазными средами. Определяют на вертикальных и горизонтальных участках трубопроводной системы характеристические точки и в каждой из них устанавливают дополнительные пружинные опоры или группу опор невертикального одностороннего или разностороннего действия с предварительным обжатием опор и последующей фиксации усилия обжатия. Повышает надежность трубопроводной системы и ее долговечность. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству и используется ври сооружении трубопроводных систем тепловых и атомных электростанций с большими температурными перемещениями трубопроводов, а также на трубопроводах, работающих в динамическом режиме или работающих с двухфазными средами.

Известны способы сооружения трубопроводных систем с креплением трубопровода на опорах и вертикальных пружинных подвесках [1], воспринимающих вертикальные статические и динамические нагрузки.

Известны способы сооружения трубопроводных систем, в которых трубопроводы, подверженные температурным удлинениям, закрепляют на подвижных опорах [2, 3] Недостатком известных решений является низкая надежность работы трубопроводных систем при кратковременном переходе от статической работы в динамический режим. Так известно, что трубопроводные системы тепловых станций при пусках и остановах энергетических блоков работают в переходных режимах, связанных с изменением нагрузки. Кратковременные динамические режимы в трубопроводных системах возникают при аварийных остановах энергоблоков, при работе пусковых впрысков, проверке плотности закрытия задвижек и предохранительных клапанов с возможным возникновением гидравлических ударов.

В указанных процессах гидродинамическая нестабильность теплоносителя проявляется в колебаниях давления. Локальные источники колебаний давления генерируют импульсы давления, распространяющиеся в среде теплоносителя со скоростью звука, что приводит я возмущению трубопроводной системы. При этом импульс силы в трубопроводной системе может достигать десятков тонно-силы, а направление возмущения зависит от геометрии трассировки трубопровода при амплитуде возмущения, превышающей иногда 0,5 м.

Известно, что на трубопроводных системах, рассчитанных на 200 тыс. ч работы, уже через 80-90 тыс. ч происходит трещинообразование в гибах трубопроводов или в их сварных швах (Сургутская ГРЭС-2) под воздействием возникающих в трубопроводной системе возмущений.

Задачей изобретения является повышение надежности и долговечности работы трубопроводных систем за счет уменьшения динамических (импульсных) нагрузок на гибы и на сварные швы гибов трубопровода посредством уменьшения амплитуды колебаний трубопроводных систем.

Задача решается тем, что на трубопроводной системе, как пространственной упругой системе, определяют характеристические точки, в которых влияние импульсных возмущений критично для прочности трубопровода. Характеристические точки могут находиться на вертикальных и горизонтальных участках трубопроводной системы. В указанных точках устанавливают дополнительные опоры невертикального одностороннего или разностороннего действия (для группы параллельно работающих опор), которые при статической работе трубопроводной системы не создают для нее дополнительных усилий, но гасят возмущения трубопроводной системы при работе в динамическом режиме.

При необходимости в характеристических точках устанавливают группу указанных опор, работающих параллельно, для снижения амплитуды колебаний трубопроводной системы до 10-20 мм.

Изобретение иллюстрируется графическим материалом, где на фиг.1 представлена пространственная трубопроводная система с дополнительной опорой в характеристической точке; на фиг.2 - конструкция дополнительной пружинной опоры.

Изобретение осуществляют следующим образом.

На трубопроводной системе 1, как пространственно упругой системе, по методике заявителя определяют характеристические точки 2, в которых на трубопровод устанавливают дополнительные пружинные опоры 3 невертикального разностороннего действия с закреплением опор на металлоконструкции 4. Возможна установка в характеристической точке от одной до "n" параллельно работающих односторонних или разносторонних дополнительных опор. Дополнительная опора 3 содержит траверсу 5 (см. фиг.2) со стяжками 6, основания 7 и 8, размещенную между основаниями пружину 9, фиксирующие тяги 10. Опора 3 крепится к трубопроводу 1 через траверсу 5, например, полухомутами 11 и 12, а посредством тяги 13 - к металлоконструкции 4.

Предварительная деформация пружины 9 составляет 25% от ее максимального рабочего усилия и меньше воздействующего на трубопроводную систему в этой точке импульса эксплуатационной динамической нагрузки (это справедливо и для группы "n" опор).

В статическом режиме дополнительная опора 3 не оказывает силового воздействия на трубопровод 1, поскольку усилие предварительно сжатой пружины 9 воспринимается фиксирующими тягами 10, а в динамическом режиме дополнительная пружинная опора 3 работает как упругая, поглощая импульс сил за счет сжатия пружины 9, тем самым защищая трубопроводную систему от мгновенных ударных нагрузок.

Таким образом, изобретение повышает надежность трубопроводной системы, приближая ее режим работы к статическому.

Источники информации 1. Методические указания по наладке паропроводов тепловых электростанций, находящихся в эксплуатации, Москва, Союзтехэнерго, 1981 г., с. 36-44, рис. 12 (прототип).

2. ОСТ 108.275.58-80 "Блоки пружинные для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС, с. 62-63.

3. ОСТ 108.275.34-80 "Опоры скользящие направляющие двуххомутовые трубопроводов ТЭС и АЭС", с. 62-66.

Формула изобретения

1. Способ компенсации больших температурных перемещений трубопроводной системы, заключающийся в ее сооружении как пространственной упругой системы, ее фиксации посредством опор и пружинных подвесок, отличающийся тем, что определяют на вертикальных и горизонтальных участках трубопроводной системы характеристические точки и в каждой из них устанавливают дополнительную пружинную опору или группу опор невертикального одностороннего или разностороннего действия, воспринимающих усилие, меньшее наибольшей эксплуатационной динамической нагрузки в данной характеристической точке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что придают дополнительной пружинной опоре предварительное сжатие и фиксируют его, причем усилие предварительного сжатия не превышает 25% наибольшего рабочего усилия опоры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2