当前位置: 首页 » 技术文档 » 水封罐上端水平管线上自由式金属波纹管膨胀节设计计算

技术文档

水封罐上端水平管线上自由式金属波纹管膨胀节设计计算

发布时间:2013-04-18

水封罐上端水平管线上自由式金属波纹管膨胀节的初步设计计算

膨胀节的初步设计计算包括如下几个方面内容:

(1)依据管线输送的介质成分及设计温度等,选择合适的膨胀节波纹管材料。

(2)依据管线的设计温度与设计压力等,有膨胀节相关标准可计算出波纹管壁厚。

(3)依据管线在设计温度下所产生的(轴线方向)热膨胀量等,再由膨胀节相关标准初步确定膨胀节波纹管波数、波高、波距等。

自由式膨胀节初步设计计算完成后,再根据工艺和管线设计等方面的要求,将膨胀节作为一个管件“单元”安置在管线系统上进行详细的计算与分析,确定初步设计计算的膨胀节波形参数是否合适,安防的位置是否合理等,从而完成膨胀节的最终设计计算。

水封罐上端水平管线有限元计算

水封罐上端水平管线有限元设计计算主要包括以下几个方面:

4.1有限元计算模型的建立

本文使用了ANSYS程序中的三维实体单元对管道及波纹管结构本体进行模拟;三个自由式膨胀节简化为是哪个波纹管结构。

水封罐上端水平管线共有内压P=0.01MPa、自重G、温差△T=280℃三种载荷。

根据水封罐上端水平管线的载荷条件等的不同,可设置多种有限元计算工况来进行计算。

水封罐管线有限元计算模型的边界条件,限于篇幅从略说明

4.2有限元的应力计算结果

限于篇幅,本文仅有选择列出水平管线局部区域上的第三强度当量应力σxd3

本文中的水封罐上端水平管线有限元计算分为优化设计计算和最终设计计算两个方面。

4.2.1水封罐上端水平管线中波纹管的优化设计计算在对水封罐上端水平管线中膨胀节波纹管进行有限元应力计算时,发现安置在水封罐上端三通管附近的膨胀节I中的波纹管应力比其他位置膨胀节中的波纹管应力大很多。为了弄清膨胀节安放在管线中的位置和波纹管波形参数等对波纹管结构上的应力影响,本次计算,首先选择波纹管波形参数:金属波纹管壁厚δ=1MM,波纹管波高、波距H=W=105MM;波纹管波数N=2、3、4变化,膨胀节位置由三通管附近、固定鞍座I左边、滑动鞍座I左边三个不同安放位置变化,来分别计算不同载荷工况下膨胀节中波纹管波数和安放位置设计参数。其次,再选择波纹管波形参数:波纹管壁厚δ=2MM(增大),波纹管波高、波距H=W=105MM;波纹管波数仍由N=2、3、4变化,膨胀节位置由三通附近、滑动鞍座I左边两个不同的位置变化,来分别计算不同载荷工况下膨胀节中波纹管结构上的应力大小,希望获得最优的膨胀节中波纹管壁厚设计参数。