CN105564809B - 一种复合管道内支撑组件 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种复合管道以及管道支撑结构，具体涉及一种复合管道内支撑组件。它包括支撑主体，支撑主体内部放射状连接有多个套管，套管通过连接件均与中心套管连接。所述的中心套管和套管均为“凸”字形台阶环状结构。其优点是，通过独特设计的“凸”字形台阶环状结构形成多个内管形变的吸收区域，保障了在热，地震等综合负载情况下的管道形变需求，可以有效的吸收管道的形变，同时又很好的满足了内部管道的限位和结构强度要求。这种内支撑结构组件的应用达到了原来需要两种内支撑件才能达到的效果，而且还可以同时满足多根内管的安装需求。
Description
技术领域
本发明属于一种复合管道以及管道支撑结构，具体涉及一种复合管道内支撑组件。
背景技术
气体加料系统是国际热核聚变试验堆(ITER)的组成系统之一，供气汇集管道是气体加料系统的一个主要部件，它负责将所需气体从气源工厂输送到指定的气体阀门箱。供气汇集管道主要由六根不同管径的气体输送管(分别输送不同的气体)、一根中心排空管和一根外部包容管组成。
传统的管道支撑件，仅能满足一般单层管道的支撑需要，而且大多数都是外支撑形式为主，复合管道可用的管道内支撑件很少，近些年来随着化工、石油行业和核工业的发展，特别是对于系统安全以及环境保护的要求，复合管道已经越来越受到重视和广泛的采用。目前，复合管道内支撑件大体分为约束支撑和导向支撑两种，在结构上只对于双层包容管道，传统内支撑组件绝大多数都是针对一根内管加一根外管的结构形式；还没有这种七根内管加一根外包容管道的应用。传统复合管道内支撑件采用的全约束结构件或导向结构件，其结构只能满足单根内管或较少的内管的情况的需要，这类结构无法满足七根内管的复杂复合管道的需求，对同时输送多种气体，特别是特种气体(如：氘、氚)的要求更是难以满足；重要的是对于管道形变没有一个专门的形变吸收区域，实际应用中往往需要通过两种类型内支撑件的组合，通过延长自由管段长度来达到吸收形变的需求。这种方法需要的内支撑形式较多而且支撑布局需要繁琐的调整；自由管段过长对于整体结构稳定性又会造成较大影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合管道内支撑组件，它解决了多根管道汇集在一根包容管内的复合管道系统中多根内管的同时限位和管道形变吸收等支撑件问题。
本发明是这样实现的，一种复合管道内支撑组件，它包括支撑主体，支撑主体内部放射状连接有多个套管，套管通过连接件均与中心套管连接。
所述的中心套管和套管均为“凸”字形台阶环状结构。
本发明的优点是，充分利用复合管道内部的空间和管道间隙结构，在包容管内部有限空间位置上，进行合理的布局，利用管道间隙避开了七根内部送气管道的焊接操作的干涉区域，使得多根内部管道通过这种内支撑组件的限位与外包容管道可以组成一个稳定的整体结构组件；这种内支撑组件的使用，满足了内部多管道的限位需求，同时通过独特设计的“凸”字形台阶环状结构形成多个内管形变的吸收区域，保障了在热，地震等综合负载情况下的管道形变需求，可以有效的吸收管道的形变，同时又很好的满足了内部管道的限位和结构强度要求。这种内支撑结构组件的应用达到了原来需要两种内支撑件才能达到的效果，而且还可以同时满足多根内管的安装需求。不锈钢材料(304或316)主体和无氧铜“凸”字形台阶环状结构的组合，使得这种全金属低放气材料的复合管道内支撑组件同时还满足了高真空以及特殊气体环境下的需要。通过合理的结构和材料的使用，避免了结构上的“抱死”现象、控制了材料的放气，满足了真空的需求；特别是“凸”字形环状台阶结构，满足了管道形变吸收的需求，又满足了管道的限位要求，大大简化了复杂复合管道系统的安装和维护过程。
附图说明
图1为本发明所提供的一种复合管道内支撑组件示意图；
图2为图1的剖视图。
图中，1支撑主体，2“凸”字形台阶环状结构，3中心套管，4套管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍：
如图1和2所示，一种复合管道内支撑组件它包括支撑主体1，支撑主体1内部放射状连接有多个套管4，套管4通过连接件均与中心套管3连接，其中，中心套管3和套管4均为“凸”字形台阶环状结构2。
在本发明中材料是不锈钢(304或316)，但使用中不局限于此。支撑主体的大小和尺寸需与复合管道系统的管道直径相匹配，厚度需要满足不会发生倒置或不易发生偏移的情况，接触面宽度可以根据要求给予合理调整；在本组件上的应用，支撑主体的外侧圆环与外部包容管内表面接触(留有一定的配合公差)，套管部分与无氧铜“凸”字形台阶环状结构基部焊接。
“凸”字形台阶环状结构2，在本发明中材料是无氧铜，但使用中不局限于此，共7个，应用中不限于7个，其基部与支撑主体(如图1中的1)焊接，“凸”字形台阶环状结构的顶部与内管接触，整体形成应力和形变的吸收区域；一根内管对应一个“凸”字形台阶环状结构。
本发明改变了管道内支撑组件的约束结构，综合了全约束和导向性支撑的功能。通过无氧铜“凸”字形台阶环状结构，同时满足了多根管道形变吸收的需求，又满足了多根内部管道的限位要求；低放气材料(不锈钢和无氧铜)的采用满足了高真空的需求；整体支撑主体的放射状设计保证了结构有很好的强度和稳定性。对应不同管径的多根内管，在本发明中只需要采用较少的尺寸变化和调整，就可以满足需求。
复合管道内支撑组件整体结构如图1所示。支撑主体1的材料为304或316不锈钢(但不限于此)，“凸”字形台阶环状结构2的材料为无氧铜，使用中不局限于此。“凸”字形台阶环状结构需要和所使用的内部管道配套使用。其基部与支撑主体1焊接，“凸”字形台阶环状结构的顶部与内管接触，形成应力和形变的吸收区域；一根内管对应一个“凸”字形台阶环状结构。在工艺上，整个组件需要倒角和抛光处理。本发明的复合管道内支撑组件装配顺序是由里至外的顺序，具体步骤如下：
第一步：将中心部位的“凸”字形台阶环状结构2置于支撑主体1的中心部位较大的内管套环上，其中2的基部与1的套环内部两侧焊接(点焊)；
第二步：同样方式将外围相应多个内管套环上的“凸”字形台阶环状结构2依次焊接到位，装配完毕。
相应各部分主要作用：
a)支撑主体1，与外部包容管内壁相接触的外侧圆环、放射状内部连接支撑结构以及多个对应不同直径内管的套环组成的全金属结构件，在本发明中支撑主体作用是保证结构强度和起到固定基座的作用，满足了多根内部管道的限位要求；
b)“凸”字形台阶环状结构2，其基部与支撑主体(如图1中的1)焊接，“凸”字形台阶环状结构的顶部与内管接触，一根内管对应一个“凸”字形台阶环状结构，形成应力和形变的吸收区域；满足了管道导向和形变吸收的需求。本发明主要应用于核电，核聚变研究领域；航空航天领域；化工、石油、天然气复合管道系统。
通过本发明的应用替代了原来需要两种内支撑组件才能实现的功能，大大方便了这类复杂的复合管道系统的安装和维护。本发明本质上是改变了内支撑组件的约束结构，综合了全约束和导向性支撑的功能。通过无氧铜“凸”字形台阶环状结构，即满足了管道形变吸收的需求，又满足了内部管道的限位要求。本发明对于核工业，航空航天以及化工管道等行业都可以广泛应用。
Claims (1)
1.一种复合管道内支撑组件，其特征在于：它包括支撑主体(1)，支撑主体(1)内部放射状连接有多个套管(4)，套管(4)通过连接件均与中心套管(3)连接，所述的中心套管(3)和套管(4)均为“凸”字形台阶环状结构(2),“凸”字形台阶环状结构(2)的材料是无氧铜，其基部与支撑主体焊接，“凸”字形台阶环状结构的顶部与内管接触，整体形成应力和形变的吸收区域；一根内管对应一个“凸”字形台阶环状结构。
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