可变弹簧支吊架布置设计基本原理及方法_沧州力瑞管道设备有限公司
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可变弹簧支吊架布置设计基本原理及方法

   在工程实际中,可变弹簧支吊架的布置设计常按一定基本原则进行,核电厂管道可变弹簧支吊架布置设计的总体原则是:

  (1)尽量应用标准可变弹簧支吊架,有利于制造、安装,降低成本;(2)简化设计;(3)重量要轻;(4)锚固支架尽量少;(5)安装时减少焊接工作量;(6)所需空间要小;(7)便于施工和维修。
在复杂的管道系统中,可变弹簧支吊架位置的确定与功能选择主要受到下列因素影响:管道自身重力、阀门和组件的重力、管道热膨胀、锚固点位移、内部或外部激励载荷  、环境温度及可变弹簧支吊架制造和安装 。
 
  可变弹簧支吊架布置设计的过程为 :
  (1)根据管道的口径、壁厚和在线组件的重量初步确定可变弹簧支吊架的位置和所约束的自由度数;
  (2)计算在压力和热载荷作用下的管道系统变形,根据变形情况调整可变弹簧支吊架的位置和约束情况,即,通常是在热胀位移小的位置布置可变弹簧支吊架和施加约束,在热胀位移大的位置释放约束  ;
  (3)计算在地震载荷、重力载荷、温度载荷与压力载荷共同作用下的管道系统,在地震位移较大的位置布置支架和约束。
  重复计算,研究管道应力、支架反力及特殊点的位移。如果管道系统应力分析不能满足规范要求,则需要对可变弹簧支吊架的位置和功能进行局部调整。当多次调整后仍不能满足规范要求,则有必要修改管道走向,然后重复上述过程,直到满足规范要求。
 
  近年来,我国核电事业的高速发展,弹簧支吊架对核电厂安全可靠性要求越来越高,管道系统在核电厂中被大量使用。工程实际中,弹簧支吊架及管道应力分析是证明管道在承受与每类工况相关的载荷时,均不发生某种形式失效的主要途径之一。管道系统一般由主管线和支管线组成,因而管道的空间走向和受载情况十分复杂,致使管道应力分析十分复杂。
  弹簧支吊架是管道系统中的一个重要组成部分,它对管道起着承受荷载、限制位移和控制振动等作用J。设计中,合理布置和正确选择支吊架功能,是减小管道应力和弹簧支吊架载荷的有效途径。管道系统的支吊架布置常分为两种情况:对于较简单、较规则的管道系统,常按照管道布置导则直接进行布置设计,就可以达到设计要求;但对于复杂管道系统则需要基于数值模拟计算,并不断地修改弹簧支吊架设计才能满足设计要求。
  针对核电厂复杂管道应力分析中弹簧支吊架位置的调整和功能选择,以有限元分析为基础,采用专业的核电厂管道应力分析软件进行了大量的数值模拟计算,对弹簧支吊架进行了布置设计。总结了管道应力分析中弹簧支吊架布置设计的过程与方法,并以设计实例分析了复杂管道应力分析中的弹簧支吊架布置设计,验证了该方法的可靠性和有效性。
 
 
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