管道支吊架基本知识讲义通用课件.ppt

汽水管道支吊架基本知识
山东电力工业锅炉压力容器检验中心
张广成
管道支吊架概念
管道支吊架是管道系统的重要组成部分，它包括用以承受管道载荷，限制管道位移，控制管道振动，并将荷载传递至承载结构上的各类组件或装置。支吊架包括从下面支态到热态时，由于温度升高而膨胀，支吊架的支吊点产生相应的移动，这就是支吊点的热位移，并由此产生管道的热胀。管道的热胀，一般是受到制约的，于是管道引起热胀应力，大机组的高温管道热位移往往很大，导致管道局部位置的热应力超标，对设备的推力超过允许值。一般采取下面的一些方法使管道的应力合格。
采用专门补偿装置补偿，亦可由管系自身柔性产生弯曲和扭转变形实现自补偿。依靠管道自身补偿能力来吸收管道热伸长，在长管道中，热位移值可能很大。可采用弹性弯曲和扭转变形实现自补偿。
选择支吊架的型式时，根据支吊架的垂直热位移的大小和方向，确定刚性支吊架、弹簧支吊架或是恒力吊架。支吊架的弹簧压缩值不能超过允许值，且冷热态的载荷变化不能超过规定，这些都与热位移的大小和方向有关。
恒力弹簧支吊架
恒力支吊架（以下简称恒吊）根据力矩平衡原理设计。在许可的负载位移下，负载力矩和弹簧（或重锤）力矩始终保持平衡。对用恒吊支承的管道和设备，在发生位移时，可以提供恒定的支承力，因而不会给管道设备带来附加应力。 一般用于需要减少位移应力的地方，如电站锅炉本体、发电厂的汽、水、烟、风管及燃烧器等悬吊部分，以及石油、化学工业中需要此类支承的地方。 当管道系统内某吊点的热位移大于60mm，宜选用恒吊来支承，以避免管道系统产生危险的弯曲应力及不利的应力转移。
我国主要采用PH（LH）型和H—1型恒力吊架
恒力弹簧支吊架
上图为四连杆弹簧式，即JB/T 8130 PH型恒力弹簧吊架。
下图为三连杆弹簧式， 58V型恒力弹簧吊架。
种类
直线式恒力吊架
恒力弹簧支吊架
三连杆、四连杆弹簧式恒吊均按力矩平衡原理，采用合适的连杆机构让弹簧侧力矩与载荷力矩相等，同时保证载荷不变或变化很小。
三连杆弹簧式恒吊在理论上可以达到完全恒力，而四连杆弹簧式恒吊在理论上是近似恒力。
主辅弹簧式恒力吊架（直线式恒力吊架）是按主弹簧与辅助弹簧力共同作用下合力恒定的原理设计的，可以达到完全恒力。
原理
H—1型恒力吊架
H—1型恒力吊架工作原理图
H-1恒力吊架作用原理
此种恒吊主要由固定外壳、中间转体、弹簧三部分组成。此外，尚有负荷调整器、转体位移指示器、转体限位器等附件。
固定外壳固定在吊架生根结构上。而中间转体支撑在其上，并可绕A轴转动。弹簧盒也支撑在固外外壳上，且可绕D轴转动。中间转体上有若干个吊杆孔B，可根据热位移大小选用其中一个。AB距离越大，允许热位移就越大。B孔上挂着吊杆，吊杆上有花兰螺丝，吊架调整时可用它调整吊杆长度。弹簧力作用在转体的C点，AC距离可借助负荷调整器进行调整，AC距离越大吊架载荷就越大。转体在吊杆力（吊架载荷）和弹簧力共同作用下，按力矩平衡原理工作。
主辅弹簧式恒定工作原理
当载荷吊杆从高位向中位移动时，主弹簧向下移动，主弹簧被压缩，主弹簧作用力线性增大，而辅助弹簧伸长，弹簧力线性减小，主弹簧力与辅助弹簧力方向相同，其合力为二者数值相加，主弹簧与辅助弹簧共同作用于载荷吊杆的合力恒定。当载荷吊杆从中位向低位移动时，主弹簧仍向下移动，主弹簧被压缩，主弹簧作用力线性增大，而辅助弹簧也被压缩，弹簧力线性增大，但主弹簧力与辅助弹簧力方向相反，其合力为二者数值相减，主弹簧与辅助弹簧共同作用于载荷吊杆的合力也恒定。
主辅弹簧式恒吊原理图1
主辅弹簧式恒吊原理图2
变力弹簧支吊架
变力弹簧支吊架主要用于有垂直位移的动力管道或设备的支承。由于其主要依靠弹簧力来支承荷载，因此只适宜用在垂直位移较小的场合。　　变力弹簧支吊架内装有圆柱螺旋弹簧，在承载的同时，它能适应管道或设备的热位移，也能吸收管道的振动，可以同时起到减振作用，加上它比恒力支吊架经济，因此在应力计算允许的情况下，被设计人员广泛地采用。
作用
变力弹簧支吊架
弹吊按弹簧的形式可分为圆柱螺旋弹簧式和碟形弹簧式二种。按整定方式可分为整定式和非整定式二种。
对于管道热变形刚度有严格要求时，选用的弹吊一般都是整定式圆柱螺旋弹簧弹吊，通常有T/TH型、TD型和VS型。
种类
变力弹簧支吊架
左图为JB/T8130可变弹簧支架
右图为T/TH型可变弹簧吊架
种类
变力弹簧支吊架
原理
弹簧支吊架构成
它由弹簧、壳体、压盖、载荷和位移指示器以及锁定装置等组成。带有“热”和“冷”状态