【正文】 承受內(nèi)壓的管子在三個(gè)方向的應(yīng)力中，內(nèi)壓周向應(yīng)力始終為最大值，它對管子強(qiáng)度起決定的作用，它永遠(yuǎn)是拉應(yīng)力；關(guān)于內(nèi)壓徑向應(yīng)力，在管子內(nèi)壁，絕對值為最大值，而在管子外壁，絕對值為最小值，為零，并且它永遠(yuǎn)為壓應(yīng)力。 在工程上，還要考慮構(gòu)件的特點(diǎn)，如開孔、焊接等因素；有時(shí)還考慮結(jié)構(gòu)件的工作條件，中受熱與不受熱、工作壓力是否超過某一限度等因素。因此，工程上就用安全系數(shù)進(jìn)行考慮。但這些強(qiáng)度特性值不是常數(shù)，因此工程上對這些數(shù)值的選取就要從安全的角度進(jìn)行如下規(guī)定： （ 1）? b20— 鋼材在 20℃時(shí)強(qiáng)度極限的最小值； （ 2）? st 或? — 鋼材在計(jì)算溫度下屈服極限或條件屈服極限的最小值； （ 3） ? Dt、 — 鋼材在計(jì)算溫度下 10萬 h持久強(qiáng)度的最小值； 目前，名鋼種技術(shù)條件均給出新材的屈服極了及強(qiáng)度極限統(tǒng)計(jì)的保證最小值。這是大家所熟悉的。 當(dāng)計(jì)算得出的 m1時(shí)，取 m=1。管件柔性系數(shù)的確定方法為： （ 1）對于彎制彎管及熱擠壓彎管 K= /λ 、 （ 3— 27） （ 2）對于焊制彎管 K=(3— 28) 式中： K— 柔性系數(shù)； λ — 尺寸系數(shù)。如管子為面積、管子斷面慣性 短 、管子斷面抗彎矩、管子壁厚允許負(fù)偏差，管子負(fù)偏差系數(shù)及管子壁厚附加值，計(jì)算剛度及剛度的 折算 系數(shù)，環(huán)向焊縫系數(shù)，管件的尺寸系數(shù)、柔性系數(shù)及應(yīng)力加強(qiáng)系數(shù)，以及許用應(yīng)力范圍等。 主蒸氣管道的計(jì)算壓力，取用鍋爐額定蒸發(fā)量時(shí) 過 熱器出口的額定工作壓力。出現(xiàn)失載時(shí)，根據(jù)情況，設(shè)法糾正。不宜用吊桿連接附件的螺紋作輔助調(diào)整。 （三 ） . 固定支架、滑動(dòng)支架、導(dǎo)向支架、剛性吊架和限位支架： 1. 工作面應(yīng)平整，無卡澀或脫空現(xiàn)象 2．管部滑動(dòng)底扳是否越限。 對于 300MW及以上機(jī)組的主蒸汽管道、高低溫再熱蒸汽管道的支吊架，每年應(yīng)在熱態(tài)時(shí)逐個(gè)目視觀察一次，并記入檔案。 液壓式阻尼器是借助特殊結(jié)構(gòu)的閥門控制液壓缸活塞移動(dòng)以抑制管道或設(shè)備受周期 性荷載和沖擊性荷載影響的阻尼裝置。 采用按限位段膨脹量分配冷緊量或冷緊位移的冷緊方法，有較小的熱態(tài)二次應(yīng)力和較小的熱態(tài)端點(diǎn)推力。 采用按限位段柔度分配冷緊位移的整體冷緊時(shí)，冷緊前限位支吊架一般不裝（承重的限位支吊架可裝），限位支吊架需在支吊架載荷調(diào)好后裝。 按限位段的膨脹量分配冷緊的整體冷緊，等效于按膨脹量分配冷緊量的分段次冷緊。冷態(tài)時(shí)，由于限位點(diǎn)兩側(cè)的冷緊力值不等，限位支吊架承受冷緊力。冷緊結(jié)束時(shí)，限位點(diǎn)兩側(cè)的冷緊力大小相等方向相反，限位支吊架不受冷緊力。有限位支吊架管道的冷緊，按冷緊口數(shù)量分為整體冷緊和分段冷緊兩類；整體冷緊時(shí)，整個(gè)管系只設(shè)一個(gè)冷緊口，分段冷緊則每個(gè)限位段都設(shè)冷緊口。在管系中，限位剛吊和管道端點(diǎn)構(gòu)成重力靜不定力系，它們的實(shí)際安裝載荷與設(shè)計(jì)安裝載荷往往存在較大的 偏差，在安裝、調(diào)整支吊架載荷時(shí)，需要對限位剛吊的載荷進(jìn)行實(shí)測調(diào)整，否則會(huì)對管道的自重一次應(yīng)力有不利影響。（大徑管為小值），而管道的實(shí)際型位移一般是 ，加上導(dǎo)向板的剛度較弱，所以導(dǎo)向支架一般不具備限制管道角位移的功能。 限位支吊架主要用于熱脹量大的主蒸汽、再熱蒸汽等高溫管道中。這種不完全的限位，對管道的熱脹應(yīng)力影響較小，卻能達(dá)到多種有益的效果。這種支吊架設(shè)置方式，對中、小型機(jī)組還比較適用，而在大機(jī)組管道設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題和矛盾就特別突出。 A/ QH =3500/2020=。 主簧初壓縮 量為 30mm。 下面舉例說明選用和整定的方法。3 II ． 4 II． 3179。 吊架載荷系列 表 3— 7 吊架號(hào) I． 1 I． 2 I． I179。 允許熱位移系列。載荷調(diào)整器一般放在中間；吊架載荷為，對應(yīng)型號(hào)和選用熱位移值的額定載荷 W。 /179。179。 W。可調(diào)范圍為177。載荷與 R成正比。Sin(T+ а )/AB178。R /L（ 4— 15） 故 a=AD178。a=W178。如吊架有較大的熱位移裕量，可改變掛載孔位置，重新整定載荷。所有支吊架調(diào)整結(jié)束后，對調(diào)整結(jié)果進(jìn)行一次全面檢查，并作出調(diào)整記錄。 無論在安裝位置還是工作位置，彈簧組件不能與根部結(jié)構(gòu)相碰。P ˊ 0/Pˊ 式中： AC0 為載荷調(diào)整器的中間值，見表 3— 2； Pgz為吊架工作載荷； PM、 、 Pm)為吊架的載荷范圍，見表 3— 2； Pˊ 0 為彈簧設(shè)計(jì)剛度，見表 3— 3； Pˊ為彈簧實(shí)測剛度。選用的掛載孔B與設(shè)計(jì)相符，并能滿足熱位移要求即熱位移應(yīng)有足夠的裕量。 上 20176。 負(fù)荷調(diào)整器位置（ AC距離）計(jì)算： AC=8?179。 吊架的選用，由工作載荷和 y向熱位移查表 4— 2 確定。 由（ 3— 9）式可得出： W=WH178。 AD/AB（ 3— 9） （ 3— 9）式右面是與熱位移無關(guān)的常數(shù)，故吊架載荷 W將不隨熱位移而變保持恒力。 AB178。 圖 3— 4是工作原理分析圖。 固定外殼固定在吊架生根結(jié)構(gòu)上。 隨著機(jī)組容量的增大，支吊架的工作載荷和熱位移值都大大增加；大機(jī)組的主要管道的應(yīng)力水平也高，對支吊架載荷變化的要求也嚴(yán)格。 蒸汽管道沖管時(shí)，應(yīng)檢查各支吊架的工作狀態(tài)。 彈簧支吊架安裝時(shí)，彈簧處于鎖定狀態(tài)，相當(dāng)于剛性支吊架，各支吊架的受力可能很不均勻，安裝過程中隨時(shí)調(diào)整支吊架的受力大小。 2) 在表 1的中線和上粗線檢查的編號(hào) 13的吊架工作荷載 8225N。 單個(gè)彈簧不能滿足載荷要求時(shí)，或結(jié)構(gòu)上需要采用雙吊結(jié)構(gòu)時(shí)，需并聯(lián)彈簧。必要 做 全壓縮試驗(yàn)：彈簧壓縮到極限狀態(tài)保持 5分鐘。 彈簧兩端應(yīng)有不少于 3/4圈的拼緊圈。 C=|Δ P|/Pop=|PopPer|/Pop=Pˊ 178。 最大允許變形量用 λmax 表示，對應(yīng)的最大允許載荷用 Pmax 表示。當(dāng)單個(gè)彈簧不能滿足熱位移要求時(shí)，可以串聯(lián)彈簧；當(dāng)單個(gè)彈簧不能滿足載荷要求時(shí)，可以并聯(lián)彈簧。 當(dāng)管道的支吊點(diǎn)有垂直方向的熱位移時(shí)，如果采用剛性支吊架，對向上熱位移的支吊點(diǎn)，熱態(tài)載荷就會(huì)大幅度下降，甚至懸空不吃力；而對向下熱位移的支吊點(diǎn)，不但承受上位移支吊架的轉(zhuǎn)移載荷，而且要承受較大的限位作用產(chǎn)生的管道熱脹推力或力矩。 水平 90186。 采用專門補(bǔ)償裝置補(bǔ)償，亦可由管系自身柔性產(chǎn) 生 彎曲和扭轉(zhuǎn)變形實(shí)現(xiàn)自補(bǔ)償。它與工作載荷的差別在于，管道在熱態(tài)和冷態(tài)時(shí)的自重載荷的轉(zhuǎn)移變化。 中間連接件按其連接方式可分為夾持式、焊接式、螺紋連接式、銷 (軸 )孔連接式、埋 (嵌 )入式、滾滑式等類型。通常情況下，盡量將管道支吊裝置直接固定 (生根 )在承載結(jié)構(gòu)上。 按其限位特性可分為限位裝置、導(dǎo)向支架和固定支架三種。其中承受管道載荷是管道支吊架的最主要、最普遍的功能。 二、系統(tǒng)圖和設(shè)計(jì)資料 3 管道設(shè)計(jì)是以確定最佳 的熱力系統(tǒng)圖為基礎(chǔ)，應(yīng)有管道的平面布置圖和立體圖，圖中應(yīng)包括管道的下列的數(shù)據(jù)： 1. 管道編號(hào)、設(shè)計(jì)壓力、運(yùn)行壓力； 2. 設(shè)計(jì)溫度和運(yùn)行溫度； 3. 閥門 的編號(hào)； 4. 管道的鋼號(hào)、規(guī)格、理論計(jì)算壁厚、壁厚偏差； 5. 設(shè)計(jì)采用的持久強(qiáng)度、彈性模量、線膨脹系數(shù)； 6. 支吊架位置、類型； 7. 監(jiān)察端位置； 8. 管道的冷緊口位置及冷緊值； 9. 管道對設(shè)備的推力、力矩； 10. 管道的最大值及其位置； 11. 支吊架的安裝載荷、工作載荷、支吊架的熱位移等。 管道改變標(biāo)高或走向時(shí)，應(yīng)避免管道形成集聚氣體或液體的死角；如不可避免時(shí)應(yīng) 在高點(diǎn)設(shè)置氣閥、低點(diǎn)設(shè)置液閥。 （ 3） 由于管法蘭處易泄露，對于高溫、高壓管道除必須是用法蘭連接外，其它應(yīng)避免使用法蘭連接。 第二節(jié) 汽水管道的支吊架 4 一、基本概念 汽水管道是火 電廠中重要的部件，必修確保它的安全運(yùn)行，為此，設(shè)計(jì)單位進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，如正確的選用鋼材，合理的布置管線及支吊架，嚴(yán)格準(zhǔn)確地進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。 支吊架按其作用分為承重支吊架、限位支吊架 裝置 和振動(dòng)控制裝置三大類，有的支吊架兼有其中兩個(gè)或三個(gè)功能。 （ 3）振動(dòng)控制裝置： 專門用來控制管道擺動(dòng)、振動(dòng)或沖擊的裝置統(tǒng)稱為控制振動(dòng)裝置。這種生根部件也可看作 根部結(jié)構(gòu)的一部分，但通常將其歸在中間連接件中，這樣對于此類支吊裝置就沒有獨(dú)立的根部結(jié)構(gòu)。 支吊架的載荷是指作用在支吊架的力和力矩，管道在工作過程中，有以下幾種載荷作用于支吊架： 管子重量；閥門、法蘭和三通等管件的重量；保溫層的重量；管內(nèi)介質(zhì)的重量（一般只考慮液體的重量， 氣體 的重量忽略不計(jì)）；彈簧支吊架作用于彈簧的附加力；彈簧支吊架的轉(zhuǎn)移載荷；滑動(dòng)支架的摩擦力；管道的熱脹冷縮、冷緊或連接設(shè)備的熱位移產(chǎn)生的力和力矩；介質(zhì)產(chǎn)生的作用力，如排氣管和安全 閥 產(chǎn)生的排 放 反力等。例如， 對于向下熱位移的彈簧支吊架，安裝載荷小于工作載荷；對于向上熱位移的彈簧支吊架，安裝載荷大于工作載荷；而恒力吊架的安裝載荷和工作載荷等。依靠管道自身補(bǔ)償能力來吸收管道熱伸長，在長管道中，熱位移值可能很大。彎管兩端支吊架間的管道展開長度，不應(yīng)大于水平直管上允許支吊架的最大間距的 。這時(shí)支吊架本身和管道應(yīng)力（包括自重一次應(yīng)力和熱脹二次應(yīng)力）產(chǎn)生相應(yīng)的有害影響。 彈簧支吊架工作中，有一定的載荷變化；熱位移較大的支吊點(diǎn)，需串聯(lián)多個(gè)彈簧，而串聯(lián)數(shù)量是有限的。 λmax 一般?。?~） λb ，現(xiàn)行支吊架標(biāo)準(zhǔn)中， λmax ≈ 。 Δ Zt/Pop (3— 4) 11 式中： Pop為支吊架工作載荷（ N）； Per為支吊架安裝載荷（ N）； Pˊ為彈簧 剛度（ N/mm）； Δ Zt為支吊點(diǎn)垂直位移（ mm）。兩端應(yīng)磨平，磨平部分不少于園周的 3/4。卸去載荷后，永久變形量不得超過原自由高度的 2%；如超過規(guī)定，應(yīng) 進(jìn)行第二次全壓縮試驗(yàn)，兩次試驗(yàn)的總永久變形量不得超過原自由高度的 3%。并聯(lián)彈簧的安裝載荷是一樣的，熱位移時(shí)彈簧的壓縮值變化也相同，即工作載荷也一樣，可以并聯(lián)彈簧應(yīng)選擇完全相同的彈簧，即選用同類、同號(hào)彈簧。 3) 以 8225N對應(yīng)的 0－ 30mm刻度值，向下 10mm查得安裝載荷 9721N。支吊架安裝完后，應(yīng)系統(tǒng)地檢查、調(diào)整一次， 13 使兩端的固定口和冷緊值，應(yīng)能滿足對口工藝和設(shè)計(jì)要求，且支吊架受力沒有明顯的過大過小現(xiàn)象。管道正式投入運(yùn)行，且達(dá)到額定溫度八 h后，應(yīng)對熱位移值和載荷作出記錄 .如與設(shè)計(jì)值有偏差時(shí)，應(yīng)分析原因并進(jìn)行調(diào)整。因此，彈簧支吊架難以完全滿 足要求。而中間轉(zhuǎn)體支撐在其上，并可繞 A 軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 15 圖 3－ 4 H— 1型恒力吊架工作原理 在Δ ACD中 （ 4— 5） 轉(zhuǎn)體上作用有 2個(gè)力，一個(gè)是吊桿載荷 W，另一個(gè)是彈簧力 P。 Sin R= P′178。 轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)范圍是 AB軸線在 x— x軸（即水平線）上下 30? 范圍。 F/CD（ 3— 10） 式中： WH為載荷，即 λ =CD時(shí)為設(shè)計(jì)載荷。首先按照位移大小選擇掛載孔B，再在此 B孔的各型號(hào)中確定適合設(shè)計(jì)工作載荷的一種型號(hào)。 1400/[（ 1700+1255） /2]=(mm) 轉(zhuǎn)體安裝位置為靠近下偏 30186。 上 10176。 檢查轉(zhuǎn)體是否靈活，轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)范圍應(yīng)不小于 60176。 根據(jù)熱位移方向和吊架熱位移裕量，確定轉(zhuǎn)體安裝位置。 20 吊架就位后，調(diào)節(jié)花蘭螺絲和彈簧桿螺母，使轉(zhuǎn)體處于要求的安裝位置，并使吊桿吃力。特別注意，轉(zhuǎn)體不得與限位器相碰。 PH（ LH）型恒力彈簧支吊架 PH（ LH）型恒力彈簧支吊架是大連彈簧廠的系列產(chǎn)品。K （ 3— 11） W=P178。R178。C os(30 186。即： W/W。 10%。 =M/Δ y （ 3— 20） 工廠標(biāo)準(zhǔn)中，吊架型號(hào)規(guī)格表示為： PH（或 LH） — 179。179。179。 選用吊架時(shí)，應(yīng)按支吊架計(jì)算熱位移值 ，并進(jìn)行修園（個(gè)位為 0），用為選用的熱位移值。 此恒吊允許熱位移系列分為 I、 II兩類。 3 I． 3 I． 2179。3 II ． 5 II． 4179。 例 1 試選用和整定 Pgz=21242N，運(yùn)行時(shí)熱位移向上，計(jì)算熱位移量 10mm的吊架。 例 2：試用和整定 Pgz=34300N，上位移Δ yj=120mm的 吊架。 吊架允許熱位移為： [Δ y]A=300179。 隨機(jī)組容量的增大，主蒸汽、再熱蒸汽等管線長度不斷增長，加上工作溫度的提高，使管道支吊點(diǎn)熱位移值（包括垂直和水平位移）也大幅度增加，以至于 吊架的選用， 吊桿偏裝和滿足吊桿長度等問題變得很困難。 通過限位支吊架，可以把管道熱脹人為的分成若個(gè)獨(dú)立段，使支吊點(diǎn)的熱位移值大幅度降低；也可根據(jù)需要，改變管道上某些點(diǎn)的熱位移值和方向。 2 . 限位支吊 架常用型式 廣義的說，凡是具有限位功能的支吊架都應(yīng)屬于限位支吊架，如固定支架、滑動(dòng)支架、導(dǎo)向支架、剛性吊架等，但目前所指的限位支吊架并不完全包括這些支吊架。 導(dǎo)向支架多用于水平布置的門形補(bǔ)償器兩側(cè)，或用于軸向補(bǔ)償?shù)牟ㄐ窝a(bǔ)償器兩側(cè)，達(dá)到防止門形補(bǔ)償器背部熱位移過大和避免波形補(bǔ)償器的目的。 限位支架是限制支吊點(diǎn)水平位移的限位支吊架，可裝于水平 27 管和立管上。按冷緊量的分配方式，可分為按限位段柔度分配冷