8.4 热补偿

条文说明

    采用工作安全可靠、维修工作量小、价格合理的补偿器是管道建设的基本要求，各种补偿器的尺寸和流体阻力差别很大，选型时应根据敷设条件权衡利弊，尽可能兼顾。供热管道常用的补偿器形式有方形补偿器、套筒补偿器、波纹管补偿器等。方形补偿器由4个弯头组成，结构简单、使用寿命长，但占用空间较大，适用于小管径管道。套筒补偿器是城镇供热管网常用的补偿器，它的优点是具有使用寿命长、对介质和环境中氯离子含量不敏感、价格较低等，但工作压力高时这种补偿器易泄漏，维修工作量大。波纹管补偿器亦是城镇供热管网常用的补偿器，它的优点是密封性好、维修工作量小、规格系列齐全等，但价格较高、对介质和环境中氯离子含量敏感，在工作时易发生腐蚀应力破坏。套筒补偿器应按现行行业标准《城镇供热管道用焊制套筒补偿器》CJ/T487的有关规定执行。波纹管补偿器应按现行行业标准《城市供热管道用波纹管补偿器》CJ/T402的有关规定执行。
8.4.1 本条为热补偿设计的基本原则。管线转角处应进行自然补偿，尽量减少补偿器和固定墩的数量。
8.4.2 方形补偿器、波纹管补偿器采用弹塑性理论进行补偿器设计时，从疲劳强度方面虽可不考虑冷紧的作用，但为了降低管道初次启动运行时固定支座的推力和避免波纹管补偿器的波纹失稳，应在安装时对补偿器进行冷紧。
8.4.3 套筒补偿器安装时应随管道温度的变化，调整套筒补偿器的安装长度，所以应计算补偿器安装长度，并应使套筒补偿器在可能出现的最高、最低温度下留有不小于50mm的补偿裕量，以保证在热状态和冷状态下补偿器仍能安全工作。设计时宜以5℃的间隔给出不同温度下的安装长度。
8.4.4 管沟或架空敷设管道的轴向型波纹管补偿器和套筒补偿器需设置导向支架，导向支架主要是保证管道同心度，防止补偿器工作时受扭而发生破坏。方形补偿器、球形补偿器、铰链型波纹管补偿器以及旋转补偿器的补偿能力很大，当其补偿段过长时（超过正常的固定支座间距时），应在补偿器处和管段中间设导向支架，防止管道发生横向失稳。
8.4.5 球形补偿器、铰链型波纹管补偿器、旋转补偿器的补偿能力很大，有时补偿管段达300m~500m，为了减少管道热胀移动阻力，降低管道对固定支座的推力，宜采取降低管道与支架摩擦力的措施。如采用滚动支座、降低管道自重等。
8.4.6 两条管道上下布置，上面管道支撑在下面管道上，这种敷设方式可节省支架投资和占地，但上、下管道运行时热位移可能不同步，设计管道支座时应按最不利条件计算上、下管道相对位移，避免发生上面管道支座滑落事故。同时在计算管架间距时，应按局部荷载进行计算，考虑在下面管道顶部的支架处管道的刚度和强度是否满足要求。
8.4.7 直埋敷设时土壤对管道会产生很大的束缚，如果采用有补偿设计，管道可活动补偿段长度相对管沟敷设变短，需设置更多的补偿器，方能起到消除温度应力的作用。这样不仅管理维护工作量大，而且也降低了直埋敷设的经济性，另外，无论是普通型补偿器还是直埋敷设型补偿器都是管道的薄弱环节，降低了管道的安全性，因此有条件时宜采用无补偿敷设方式。