大口徑電廠直埋熱水管道應(yīng)力驗(yàn)算研究

摘 要：直埋熱水管道通常采用大口徑鋼管，由于受到土壤的軸向摩擦力、橫向推力的作用，管道可能產(chǎn)生應(yīng)力破壞的型式比較特殊，相關(guān)的規(guī)程規(guī)范在此類管道的應(yīng)力分析方法上具有一定的局限性。文章按應(yīng)力分類法，分析埋地?zé)崴艿缿?yīng)力破壞的五種類型，并結(jié)合應(yīng)力分析軟件CAESARII的應(yīng)用要求，提出滿足電廠埋地?zé)崴艿赖膽?yīng)力分析方法，供類似工程參考。

關(guān)鍵詞：大口徑；直埋管道；應(yīng)力分析

1 引言

電廠直埋熱水管道通常為DN800到DN1000的大口徑鋼管，介質(zhì)溫度130℃左右，需要考慮管道在內(nèi)壓、外部持續(xù)荷載、熱脹以及位移受約束時(shí)對(duì)管道安全性，以及大口徑對(duì)管道穩(wěn)定性的影響。但目前，電力行業(yè)《火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算規(guī)程DL/T5366-2006》和《ASME B31.1動(dòng)力管道》不適用埋地管道的應(yīng)力分析，《城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程CJJ/T81-98》（以下簡稱“直埋供熱規(guī)范”）和《區(qū)域供熱預(yù)制直埋保溫管設(shè)計(jì)與安裝ENl3941：2009》使用范圍分別為DN500和DN600以下的埋地管道，《ASME B31.4液態(tài)烴和其他液體管道輸送系統(tǒng)》中對(duì)管道穩(wěn)定性等內(nèi)容缺少驗(yàn)算方法。

2 符號(hào)說明

（2）適用范圍

雖然CAESARII通過迭收斂方法，能夠精準(zhǔn)計(jì)算彎矩和扭矩，但由于其應(yīng)用的規(guī)范相對(duì)保守，若按此規(guī)范對(duì)長距離埋地進(jìn)行計(jì)算選型，管道壁厚需要增加，并且需要考慮額外的柔性設(shè)計(jì)，整體經(jīng)濟(jì)性較差。電廠廠區(qū)內(nèi)埋地?zé)崴艿酪话悴怀^500m，距離較短，保守的計(jì)算對(duì)投資影響不大，但由于計(jì)算方便準(zhǔn)確，推薦優(yōu)先采用CAESARII進(jìn)行應(yīng)力驗(yàn)算。

由于CAESARII僅具備一次、二次及其組合應(yīng)力分析能力，在用CAESARII進(jìn)行埋地管道應(yīng)力分析前需對(duì)管道整體穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定性和橢圓化進(jìn)行驗(yàn)算。

6 結(jié)束語

文章提出了大口徑電廠埋地?zé)崴艿缿?yīng)力分析需要關(guān)注的五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：內(nèi)外壓導(dǎo)致的塑性變形、溫度導(dǎo)致的塑性變形、整體失穩(wěn)破壞、局部失穩(wěn)破壞和大口徑管道橢圓化，以及應(yīng)力變化范圍和驗(yàn)算要求，同時(shí)經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，CAESARII進(jìn)行埋地管道應(yīng)力分析具有可行性，但其所用規(guī)范偏保守。對(duì)于電廠直埋熱水管道相對(duì)距離短的實(shí)際情況，保守的計(jì)算對(duì)投資影響不大，建議從管道安全性和計(jì)算便捷性方面優(yōu)先考慮應(yīng)用CAESARII進(jìn)行應(yīng)力分析。

參考文獻(xiàn)

[1]CJJ/T81-98，城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社，1999.

[2]CJJ34-2010，城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].光明日?qǐng)?bào)出版社，2010.

[3]ASME B31.4-2009，液態(tài)烴和其他液體管道輸送系統(tǒng)[S].

[4]JB 4732-95，鋼制壓力容器-分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（2005年確認(rèn)）[S].

[5]ENl3941：2009，區(qū)域供熱預(yù)制直埋保溫管設(shè)計(jì)與安裝[S].

[6]GB50253-2003， 輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

作者簡介：劉杰（1983- ），男（漢族），湖北武漢人。工程師，碩士研究生，主要從事火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)工作。

摘 要：直埋熱水管道通常采用大口徑鋼管，由于受到土壤的軸向摩擦力、橫向推力的作用，管道可能產(chǎn)生應(yīng)力破壞的型式比較特殊，相關(guān)的規(guī)程規(guī)范在此類管道的應(yīng)力分析方法上具有一定的局限性。文章按應(yīng)力分類法，分析埋地?zé)崴艿缿?yīng)力破壞的五種類型，并結(jié)合應(yīng)力分析軟件CAESARII的應(yīng)用要求，提出滿足電廠埋地?zé)崴艿赖膽?yīng)力分析方法，供類似工程參考。

關(guān)鍵詞：大口徑；直埋管道；應(yīng)力分析

1 引言

電廠直埋熱水管道通常為DN800到DN1000的大口徑鋼管，介質(zhì)溫度130℃左右，需要考慮管道在內(nèi)壓、外部持續(xù)荷載、熱脹以及位移受約束時(shí)對(duì)管道安全性，以及大口徑對(duì)管道穩(wěn)定性的影響。但目前，電力行業(yè)《火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算規(guī)程DL/T5366-2006》和《ASME B31.1動(dòng)力管道》不適用埋地管道的應(yīng)力分析，《城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程CJJ/T81-98》（以下簡稱“直埋供熱規(guī)范”）和《區(qū)域供熱預(yù)制直埋保溫管設(shè)計(jì)與安裝ENl3941：2009》使用范圍分別為DN500和DN600以下的埋地管道，《ASME B31.4液態(tài)烴和其他液體管道輸送系統(tǒng)》中對(duì)管道穩(wěn)定性等內(nèi)容缺少驗(yàn)算方法。

2 符號(hào)說明

（2）適用范圍

雖然CAESARII通過迭收斂方法，能夠精準(zhǔn)計(jì)算彎矩和扭矩，但由于其應(yīng)用的規(guī)范相對(duì)保守，若按此規(guī)范對(duì)長距離埋地進(jìn)行計(jì)算選型，管道壁厚需要增加，并且需要考慮額外的柔性設(shè)計(jì)，整體經(jīng)濟(jì)性較差。電廠廠區(qū)內(nèi)埋地?zé)崴艿酪话悴怀^500m，距離較短，保守的計(jì)算對(duì)投資影響不大，但由于計(jì)算方便準(zhǔn)確，推薦優(yōu)先采用CAESARII進(jìn)行應(yīng)力驗(yàn)算。

由于CAESARII僅具備一次、二次及其組合應(yīng)力分析能力，在用CAESARII進(jìn)行埋地管道應(yīng)力分析前需對(duì)管道整體穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定性和橢圓化進(jìn)行驗(yàn)算。

6 結(jié)束語

文章提出了大口徑電廠埋地?zé)崴艿缿?yīng)力分析需要關(guān)注的五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：內(nèi)外壓導(dǎo)致的塑性變形、溫度導(dǎo)致的塑性變形、整體失穩(wěn)破壞、局部失穩(wěn)破壞和大口徑管道橢圓化，以及應(yīng)力變化范圍和驗(yàn)算要求，同時(shí)經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，CAESARII進(jìn)行埋地管道應(yīng)力分析具有可行性，但其所用規(guī)范偏保守。對(duì)于電廠直埋熱水管道相對(duì)距離短的實(shí)際情況，保守的計(jì)算對(duì)投資影響不大，建議從管道安全性和計(jì)算便捷性方面優(yōu)先考慮應(yīng)用CAESARII進(jìn)行應(yīng)力分析。

參考文獻(xiàn)

[1]CJJ/T81-98，城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社，1999.

[2]CJJ34-2010，城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].光明日?qǐng)?bào)出版社，2010.

[3]ASME B31.4-2009，液態(tài)烴和其他液體管道輸送系統(tǒng)[S].

[4]JB 4732-95，鋼制壓力容器-分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（2005年確認(rèn)）[S].

[5]ENl3941：2009，區(qū)域供熱預(yù)制直埋保溫管設(shè)計(jì)與安裝[S].

[6]GB50253-2003， 輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

作者簡介：劉杰（1983- ），男（漢族），湖北武漢人。工程師，碩士研究生，主要從事火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)工作。

摘 要：直埋熱水管道通常采用大口徑鋼管，由于受到土壤的軸向摩擦力、橫向推力的作用，管道可能產(chǎn)生應(yīng)力破壞的型式比較特殊，相關(guān)的規(guī)程規(guī)范在此類管道的應(yīng)力分析方法上具有一定的局限性。文章按應(yīng)力分類法，分析埋地?zé)崴艿缿?yīng)力破壞的五種類型，并結(jié)合應(yīng)力分析軟件CAESARII的應(yīng)用要求，提出滿足電廠埋地?zé)崴艿赖膽?yīng)力分析方法，供類似工程參考。

關(guān)鍵詞：大口徑；直埋管道；應(yīng)力分析

1 引言

電廠直埋熱水管道通常為DN800到DN1000的大口徑鋼管，介質(zhì)溫度130℃左右，需要考慮管道在內(nèi)壓、外部持續(xù)荷載、熱脹以及位移受約束時(shí)對(duì)管道安全性，以及大口徑對(duì)管道穩(wěn)定性的影響。但目前，電力行業(yè)《火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計(jì)算規(guī)程DL/T5366-2006》和《ASME B31.1動(dòng)力管道》不適用埋地管道的應(yīng)力分析，《城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程CJJ/T81-98》（以下簡稱“直埋供熱規(guī)范”）和《區(qū)域供熱預(yù)制直埋保溫管設(shè)計(jì)與安裝ENl3941：2009》使用范圍分別為DN500和DN600以下的埋地管道，《ASME B31.4液態(tài)烴和其他液體管道輸送系統(tǒng)》中對(duì)管道穩(wěn)定性等內(nèi)容缺少驗(yàn)算方法。

2 符號(hào)說明

（2）適用范圍

雖然CAESARII通過迭收斂方法，能夠精準(zhǔn)計(jì)算彎矩和扭矩，但由于其應(yīng)用的規(guī)范相對(duì)保守，若按此規(guī)范對(duì)長距離埋地進(jìn)行計(jì)算選型，管道壁厚需要增加，并且需要考慮額外的柔性設(shè)計(jì)，整體經(jīng)濟(jì)性較差。電廠廠區(qū)內(nèi)埋地?zé)崴艿酪话悴怀^500m，距離較短，保守的計(jì)算對(duì)投資影響不大，但由于計(jì)算方便準(zhǔn)確，推薦優(yōu)先采用CAESARII進(jìn)行應(yīng)力驗(yàn)算。

由于CAESARII僅具備一次、二次及其組合應(yīng)力分析能力，在用CAESARII進(jìn)行埋地管道應(yīng)力分析前需對(duì)管道整體穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定性和橢圓化進(jìn)行驗(yàn)算。

6 結(jié)束語

文章提出了大口徑電廠埋地?zé)崴艿缿?yīng)力分析需要關(guān)注的五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：內(nèi)外壓導(dǎo)致的塑性變形、溫度導(dǎo)致的塑性變形、整體失穩(wěn)破壞、局部失穩(wěn)破壞和大口徑管道橢圓化，以及應(yīng)力變化范圍和驗(yàn)算要求，同時(shí)經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，CAESARII進(jìn)行埋地管道應(yīng)力分析具有可行性，但其所用規(guī)范偏保守。對(duì)于電廠直埋熱水管道相對(duì)距離短的實(shí)際情況，保守的計(jì)算對(duì)投資影響不大，建議從管道安全性和計(jì)算便捷性方面優(yōu)先考慮應(yīng)用CAESARII進(jìn)行應(yīng)力分析。

參考文獻(xiàn)

[1]CJJ/T81-98，城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社，1999.

[2]CJJ34-2010，城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].光明日?qǐng)?bào)出版社，2010.

[3]ASME B31.4-2009，液態(tài)烴和其他液體管道輸送系統(tǒng)[S].

[4]JB 4732-95，鋼制壓力容器-分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（2005年確認(rèn)）[S].

[5]ENl3941：2009，區(qū)域供熱預(yù)制直埋保溫管設(shè)計(jì)與安裝[S].

[6]GB50253-2003， 輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

作者簡介：劉杰（1983- ），男（漢族），湖北武漢人。工程師，碩士研究生，主要從事火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)工作。