專利名稱:至少有一個限流器的載流管道的制作方法
本發(fā)明解決的問題與載流管道有關(guān)，這種管道至少有一個限流器，其工作環(huán)境為工作時的溫度與不工作時的溫度不同。
現(xiàn)在已經(jīng)知道的這類管道在其與限流器相連時無間隙，例如，通過焊接將二者連在一起。由于流過限流器的流體比流過二者之間連接區(qū)域的流體要密集得多，因此當使管道開始工作時，限流器所處區(qū)域的溫度變化要比連接區(qū)域的溫度變化快得多。這樣一來，限流器的熱脹冷縮要比其周圍管道的熱脹冷縮顯得大，因此產(chǎn)生了熱應力，如果工作時的溫度與不工作時的溫度之間的差值挺大時，熱應力就可能很大。事實是限流器的幾何形狀與管道的幾何形狀不同，一般說來，這一事實有助于使二者熱脹冷縮的差值增大，這樣又進一步使熱應力增加。
例如，使用直徑為600毫米、厚度為30毫米的管道，在其中放入厚為60毫米的有孔盤，當內(nèi)部比較冷時，向管道輸送溫度為510℃的蒸氣，通入蒸氣一分鐘后，盤子的溫度就達到了570℃，而在盤子和管道連接處的溫度只有170℃。雖然在與盤子相連處的管道要變形，但由上述原因所導致的熱應力平均值仍達到了1000N/mm2，應力的峯值能達到此數(shù)的2～3倍。
當管道中有冷流體而外部卻有另一種熱流體在管道周圍流動時，也會發(fā)生類似的現(xiàn)象，在熱交換器中就經(jīng)常出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
在周期性運行的工廠中(例如峯值電站就是這樣，在有些情況下，每天要開停幾次)，管道材料還會出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象，這樣就需要設(shè)計特殊和昂貴的管道及(或)經(jīng)常檢查和更換管道，而這樣做了以后，又會與其它一些條件相矛盾。解決此問題的另一個著名方法是將連接區(qū)域預熱;然而，并不能總保證預熱時間足夠長，并且這樣做也是成本很高的。
受上啟發(fā)，本發(fā)明的目的是旣簡單又低成本地解決在上述載流管道中的問題，保證從工作狀態(tài)迅速變化到非工作狀態(tài)時，不產(chǎn)生熱應力。
根據(jù)本發(fā)明，由于限流器和其周圍的管道之間有空隙，所以限流器能夠在管道中安全工作，二者之間的空隙吸收了由于溫度不同引起的熱膨脹。
由于在管道和限流器之間使用了這種連接方式，所以限流器的熱脹冷縮沒有影響管道。而且，卽使管道內(nèi)部的流體引起溫度變化，流過空隙的流體也會使空隙附近的溫度迅速趕上流體的溫度。結(jié)構(gòu)簡單導致安全可靠和低成本也是本發(fā)明的優(yōu)點，本發(fā)明可用與現(xiàn)有管道。根據(jù)此發(fā)明制造低成本裝置，并將其提供給現(xiàn)有管道。
要求2說明構(gòu)造方便有可能保證限流器安全工作。
要求3提供了一種使限流器可靠地位于管道中心的簡單方法，安裝簡便是額外得到的優(yōu)點。
要求4的操作部分提出了怎樣方便地安裝限流器。
按照要求5得到的結(jié)構(gòu)特別保證了在管道工作期間降低應力。
按照要求6和7得到的結(jié)構(gòu)十分易于監(jiān)督，而且簡化了使用前對限流器特性進行可靠計算。
在要求8的操作部分提出了本發(fā)明的另一優(yōu)點。
要求9中提出的對滑動特點進行改進又進一步降低了應力。在要求10中提出了實現(xiàn)這種改進的簡單方法。
以后將更詳細地講解本發(fā)明的具體內(nèi)容，并可參看其中的附圖
圖1是一個圖解視圖，部分表示了有一個限流器的管道縱向剖面，限流器是有孔的盤。
圖2也是一個圖解形視圖，它是圖1中的剖面線Ⅱ-Ⅱ上的橫向剖面。
圖3是圖2中的剖面線Ⅲ-Ⅲ上經(jīng)放大后的細節(jié)。
參看圖1和圖2，具有環(huán)形橫向剖面的蒸氣管道1有一個限流器2，限流器是有孔的盤。盤2有若干筒式通道6，這些通道與管道的縱軸平行而且出現(xiàn)在圖2所示管道網(wǎng)格的交叉點上。用16個銷子(圖中標號為4)將盤子2固定住。寬度一致的空隙5位于盤子邊緣和管道1的內(nèi)表面之間。每個銷子4不動地固定在管壁中的孔7中(圖3)，然后通過間隙5進入散布在盤2邊緣上的孔8中，孔7比較長而且與管道縱軸相垂直。在孔7附近，每個銷子4都有一個外伸部分41，通過接縫9這部分(41)使得銷子4與管道1之間能夠密封連接。每個銷子4的外部41與其中部42連在一起，而中部42又與內(nèi)部43連在一起。在空隙5附近的中部42比外部41和內(nèi)部43都細。外部41和內(nèi)部43都呈筒形。內(nèi)部43的表面在孔8中滑動，這種表面是由低摩擦系數(shù)材料制成的，例如用等離子體方法使用這種材料，它是由75%的Cr3C2和25%的鉻-鎳合金組成的?？?比內(nèi)部43長，設(shè)計銷子4的尺寸使得在內(nèi)部43的端部與孔8的封閉端之間有空隙，因此，卽使在管道1和限流器之間有溫度差，那么由于空隙5的大小可以變化，導致限流器2能與管道1無關(guān)地膨脹。由于銷子4承受作用在管道縱向的力而作用在管道1徑向方向的力被那些沒有在這種徑向力作用方向上延伸的銷子所阻止，因此限流器3能夠用16個銷子4固定在管道內(nèi)部。
當初始無載的管道1處于冷態(tài)時，例如其溫度為20℃，那么當高溫蒸氣(例如600℃)突然流過此管道時，流體密集地流過管道6，因此在通道6附近的材料被十分迅速地加熱。由于各通道6彼此之間靠得很近，因此大約1分鐘后限流器2的溫度就上升到600℃。開始時，限流器2的熱膨脹要比管道1的熱膨脹大得多，這主要是因為管壁附近的蒸氣流速較低及管道1的熱傳遞系數(shù)比限流器2的低導致前者比后者熱得慢。加大熱膨脹差的另一因素是，由于管道是筒形的，因此其熱膨脹的徑向分量要比盤形限流器2的熱膨脹徑向分量小，盡管如此，由于限流器2能夠在各個方向上自由膨脹，所以沒有在限流器2和管道1之間產(chǎn)生熱應力，孔8沿著每個銷子4的內(nèi)部43滑動減小了空隙5?？障?大于在蒸氣處于最高溫度下限流器2的徑向熱膨脹的一半。蒸氣流過空隙5加速了在限流器2、銷子4和管道1之間的溫度均衡，從而保證了在內(nèi)部43和孔8之間的空隙沒有加大。在設(shè)計限流器2時，必須考慮連接區(qū)對空隙5的影響。
作為上述情況的變形，管道1至少在連接區(qū)可以是錐形的，而且它也可以具有矩形或三角形的橫向剖面。雖然從生產(chǎn)角度看，在銷子4和管道1之間進行強固連接而在銷子4和限流器之間進行滑動連接更簡單，但還是能夠?qū)⑵漕嵉惯^來，也就是說，銷子4能在管壁中滑動，而固定連接到限流器。能將銷子4安裝在管壁里，而不必延伸很長。的確如果工作溫度不是很高或者是很低，就會忽略安裝和拆下接縫9，此時銷子4能夠在管壁中的不透孔中滑動，通過放置在限流器2中的彈簧使銷子4位于孔8的封閉端和內(nèi)部43的自由端之間。因此在這種情況下，每個銷子與管道1和與限流器2間的連接均為滑動式。銷子4可以用螺釘擰到管道1或限流器2上，此時可能需要螺母。銷子4的個數(shù)取決于其尺寸和運行中所承受的壓力。限流器2能夠只有一個通道而不是具有多個通道。所有通道都可以具有汶杜里噴管的形狀。限流器2的長度可以是其直徑的許多倍。有可能需要在管道1的縱向提供至少兩排相鄰的銷子?？梢匝刂圩?，某一邊緣部分放入限流器2并用與此槽正相反地銷子14固定限流器，這個槽子位于管道1的內(nèi)壁上。
如前所述，本發(fā)明也能適用于輸送冷流體的管道，另外也適用于內(nèi)部進行冷卻而外部進行加熱的管道或相反過程中的管道。
勘誤表
權(quán)利要求
1、至少有一個限流器的載流管道(其工作溫度不同于不工作時的溫度)具有下述特點在將限流器安裝在管道中時，要使限流器和其周圍的管道之間留有空隙，這樣空隙就吸收了由溫度不同引起的在限流器和管道間的熱膨脹。
2、按照權(quán)利要求
1所述的管道，為固定限流器，至少應該提供一個在管子橫向方向延伸的銷子，并且該銷至少相對于二部分(管道和限流器)之一是可滑動的。
3、按照權(quán)利要求
2所述的管道，在其邊緣附圍散布著若干個銷子，這些銷子固定連到管道上但可以在限流器中縱向滑動。
4、按照權(quán)利要求
1或2所述的管道，其一部分界面和限流器的一部分界面間彼此并行延伸，所指界面是指那些生成空隙的界面。
5、按照權(quán)利要求
1-4中任何一項所述的管道，空隙的最小寬度至少等于限流器在銷子縱向方向上變化大小的一半，這種變化是由于管子從不工作時的溫度迅速變到工作時的溫度引起的。
6、按照上述任一權(quán)利要求
所述的管道，其特征是在限流器附近區(qū)域上，管道具有一個不變的環(huán)形剖面。
7、按照權(quán)利要求
1-5中的任一項所述的管道，在限流器附近的區(qū)域上，管道在縱向上可以是錐形的。
8、按照權(quán)利要求
1-7中的任一項所述的管道，其特征是限流器是一個有孔盤。
9、按照權(quán)利要求
1-8中任一項所述的管道，其特征是兩個滑動面中至少有一個是由光滑和低摩擦系數(shù)組材料制成的。
10、按照權(quán)利要求
2-9中的任一項所述的管道，其特征是為了形成滑動面，要在銷子4上涂上由75%的Cr3C2和25%的鉻-鎳合金組成的材料。
專利摘要
載流管道(1)的工作溫度不同于工作時的溫度。在管道(1)中放入了一個限流器(2)，限流器(2)用銷子(4)固定在管道(1)中，在限流器(2)和其周圍的管道(1)之間留有空隙。
文檔編號F16L59/06GK85103817SQ85103817
公開日1986年11月5日 申請日期1985年5月11日
發(fā)明者弗爾 申請人:蘇舍兄弟有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan