專利名稱：一種冷凝管道減振器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種管道減振領域，具體涉及ー種冷凝管道減振器。
背景技術：
輸流管道在石油、化工、電站等行業生產裝置中，被廣ー泛應用。在一定的壓カ和速度的流體作用下，這些管道壁上會產生流體動壓力。非定常的管流會引起管道的振動，如往復泵由于吸、排量的間歇性，閥門的開關閉合等，致使管流的壓力、速度、密度等參數隨時間和位置呈現周期性的變化。由此產生的現象為“管流脈動”。管流脈動是引起管道振動的主要原因。這種脈動又分為氣流和液流之別，根據輸送介質的不同而有所差別。無論是氣流還是液流脈動，它們都是引起管道振動的直接原因，因此要消除管道振動，必須首先從遏制流體脈動入手，也就是說，解決管道振動的最好辦法是消除振源。管道振動會產生許多危害，研究表明，世界石化行業100起特大財產損毀事件中，有管道振動引起的事故占到19%，占據第二位(第一位為機械故障)。強烈的管道振動會致使管道結構、管路附件產生疲勞破壞；產生噪音，影響操作環境等多方面的危害，尤其是對裝有危害介質的管道，避免其振動的產生，有著重要的意義。近年來，國內外針對管道振動開展了不少研究，管道中的流量和壓カ脈動是產生管道振動的主要原因，控制流量和壓カ脈動技術包括脈動源、傳遞特性和響應特性的研究和改善等內容。而消除管道振動最直接的方法則是在脈動源處消除流體的振蕩，然而，以現有的經驗要做到這一點，具有較大的難度。對于不同的管道系統，不僅振動源難以控制，而且還需要對管道結構進行較大的改裝，可操作性差，還不一定能成功。因此，需要采用專門的減振器來平穩工作介質的流動。目前，針對管道振動開發的減振器，根據輸送介質，分為氣體、液體管道減振器。氣體管道的減振器主要有緩沖器、孔板等；針對液體管道的減振器主要有蓄能式、擴張管式、赫姆霍茲共鳴器以及多強共鳴器等。雖然這些減振器在一定程度上降低了管道系統的壓カ脈動，改善了整個管道的流體流動狀態，但它們也存在著以下難以克服的缺點I)減振器容積較大；如緩沖罐、蓄能器等，較大的容積，不僅給安裝和施工帶來較大的困難，而且占據較大的安裝空間。2)沒有簡單的方法來調節減振器的諧振頻率，以保證其流體脈動的衰減效果。因為エ況的改變，都有可能改變流體脈動頻率，從而影響衰減效果。3)參數選擇較為困難，如對于緩沖罐、蓄能器來說，其最重要的是工作容積和預充壓カ，而這些參數的確定，往往需要通過反復試驗來確定，較難推廣應用。4)衰減性能較低,衰減效果不理想。查閱國內外的相關文獻和報道,針對氣體管道振動和液體管道振動而開發的減振器相對較多，然而針對有相變的管道振動，相關的減振器未見報道
實用新型內容
[0011]本實用新型要解決的技術問題是提供一種可以用于氣體管道振動和液體管道振動、尤其是用于有相變的冷凝管道的減振器。本實用新型的技術方案是一種冷凝管道減振器，包括液體主流入口，所述液體主流入ロ與一供兩相流通過的支管連通，所述支管垂直于所述液體主流入ロ方向；所述減振器包括與所述液體主流入口貫通的內腔，及與所述支管連通的外腔，所述內腔套接于所述外腔內，所述內腔在與外腔連通處設有空隙；所述外腔內壁設置有螺紋槽結構。其中，所述內腔入口為漸縮ロ結構，所述內腔在與所述外腔連通處的口徑小于內腔入口處口徑。進ー步地，所述支管采用偏離所述液體主流入口軸線方式安裝。進ー步地，所述空隙為環形空隙，所述環形空隙的截面積略大于所述支管的截面積。其中，所述支管采用筋板固定。其中，所述支管處采用法蘭連接。進ー步地，所述減振器的整體安裝采用法蘭連接。本實用新型的技術原理是(I)發明了ー個利用流體力學機理的脈動衰減器(即減振器)。其原理是流體在流經減振器的過程中，主管道流體走內腔，支管的兩相流走外腔，經過螺紋槽，回流至內腔中，以達到減振的效果。該減振器主要包括帶有漸縮ロ的內筒、刻有螺紋的外腔、支管、法蘭等元件，見圖1。本發明采用該種結構的原因為第一，兩相流管道存在著相變，不僅支管中由于冷凝而產生較大的壓カ脈動，而且由于壓カ傳遞，主管道中也存在較大的脈動壓力，因此有必要對主管道和支管同時消振。第二，兩端采用法蘭結構，方便安裝和拆卸，提高利用效率。第三，該減振器體積小，操作簡單，無需考慮管道安裝空間狹小而造成的無法安裝。(2)支管中為氣液兩相流動，流體在流動過程中不斷冷凝，然后匯流到主管道中。在此過程中，存在著較大的壓カ波動。流體冷凝所需的時間越長，壓カ波動所造成的影響和傳遞距離就越大，這對整個管道的振動影響巨大。因此本實用新型外腔中刻有螺紋槽結構，并且支管采用偏軸線安裝，該設計的優點是 第一，螺紋槽結構在擾亂原有脈動壓力的同時，更能起到強化傳熱的作用，加快蒸汽的冷凝，使支管流體在匯流之前保持壓カ穩定，將壓カ脈動降到最低。第二，支管偏軸線安裝，使流體在流經螺紋槽時，能夠擁有最大的切線速度，保證有更足夠的能量流經螺紋槽，然后匯流到主管道中。(3)內腔中，采用漸縮ロ結構，并在漸縮ロ處刻有環隙，方便外腔冷凝液匯流至主管道中，環隙截面積略大于小支管截面積。采用流體力學原理，確定漸縮ロ的最佳截面積，以達到最優的減振效果，使主管道的壓カ降達到最大；漸縮結構，保證了流體過渡平穩，避免了結構突變而造成的更大的壓カ脈動，同時也在保證消減脈動壓力的同時，使阻カ損失達到最低；環隙截面積的確定，保證了支管流體具有較大的空隙流入主管道中，不因為截面積過小而產生積液，同時兼顧設計要求，以使整個減振器體積達到最優化。( 4 )該減振器在安裝前，無需預操作，可以直接安裝使用，減少了操作麻煩，提高了減振效果，易于推廣。(5)支管部位，采用筋板固定，更增強了支管的穩定性和使用壽命，提高了整個減振器的安全使用性能。[0025]本實用新型的有益效果是( I)采用傳熱強化技術和振動控制理論，設計了針對有相變管系振動的減振器，改變了原有減振器減振單一、使用范圍狹隘，減振效果不理想的狀況。本發明將填補我國在該種情況下減振的空白。(2)采用內外腔雙重流道，將主管道和支管道壓カ脈動同時消減，達到最大減振效果。(3)采用漸縮ロ結構，并確定了合適的環隙截面。既保證了最佳的壓カ降，而且過渡較為平穩，避免了過大的阻カ損失，節省了能源。同時確保了外腔中的流體順利回流至內腔中。(4)外腔空間采用螺紋槽結構。該結構具有強化傳熱的作用，使氣相加快冷凝，將壓カ脈動降到最低。從而達到更好的減振效果。(5)采用法蘭形式，保證了該減振器在使用過程中，易于拆裝，提高了減振器的使用效率，節約了成本。(6)通過數值模擬的方法，分析了該減振器對脈動壓カ衰減的情況，驗證了該減振器的減振效果。
圖1是本實用新型冷凝管道減振器的整體結構示意圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是圖1中I處的放大示意圖，即外腔中的螺紋槽結構示意圖。圖中，1-第一法蘭;2_外筒；3-漸縮ロ ;4_支管;5_第二法蘭;6_內筒；7_外腔；8-內腔，9-螺紋槽。箭頭A表示主流方向，箭頭B表示兩相流方向。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施例作進ー步詳細描述。如圖1所示，一種冷凝管道減振器，包括液體主流入口，所述液體主流入口與一供兩相流通過的支管4連通；所述減振器包括與所述液體主流入ロ貫通的內腔8，及與所述支管4連通的外腔7，所述內腔8套接于所述外腔7內，所述內腔8在與外腔7連通處設有空隙；所述外腔7內壁設置有螺紋槽9。內腔8入口為漸縮ロ結構，所述內腔8在與所述外腔7連通處的口徑小于內腔8入口處口徑。內腔8的外緣即為內筒6，外腔的外緣即為外筒2，主流液體通過內筒流出減振器。在一個優選的實施方式中，所述支管4垂直于所述液體主流入口。所述內腔入口即為液體主流入口。所述內腔8在與外腔7連接處的空隙為環形空隙，所述環形空隙的截面積略大于所述支管4的截面積。進ー步地，在另ー個優選的實施方式中，所述支管4采用偏離所述液體主流入口軸線方式安裝，如圖2所示。支管偏軸線安裝，使流體在流經螺紋槽9時，能夠擁有最大的切線速度，保證有足夠的能量流經螺紋槽9，然后匯流到主管道中。螺紋槽9的放大結構見圖3.支管4可以采用筋板固定。支管4處可以采用法蘭連接，即第二法蘭5。此外，減振器的整體安裝也可以采用法蘭連接，即圖1中的第一法蘭I。這樣可以方便施工和檢修，提聞利用效率。減振器的減振流程是主管道的流體通過漸縮ロ，流入到減振器內腔8中，然后流出減振器，流向如圖橫向箭頭所示。兩相流進入到支管4中，如豎向箭頭所示，流入減振器外腔7中，通過螺紋槽9的作用，充分冷凝，冷凝液體進入到漸縮ロ 3的環形空隙中，然后匯流入內腔8中。流體經過漸縮ロ，以及外腔螺紋槽9的作用，實現壓力脈動的衰減，從而實現減振。本實用新型公開了ー種帶有漸縮口和螺紋結構的雙重流道減振器。其原理是利用螺紋槽結構，強化傳熱，加快冷凝，從而將蒸汽冷凝造成的壓カ脈動降到最低；冷凝液回流至內腔中，經過漸縮ロ，再次改變原有的壓カ波動，實現雙重減振。該減振器可以適用于氣體和液體同時存在的冷凝管道，減振效果十分良好。
權利要求1.一種冷凝管道減振器，包括液體主流入口，其特征在于所述液體主流入口與一供兩相流通過的支管(4)連通，所述支管(4)垂直于所述液體主流入口方向；所述減振器包括與所述液體主流入口貫通的內腔(8)，及與所述支管(4)連通的外腔(7)，所述內腔(8)套接于所述外腔(7)內，所述內腔(8)在與外腔(7)連通處設有空隙；所述外腔(7)內壁設置有螺紋槽結構。
2.根據權利要求1或2所述的冷凝管道減振器，其特征在于所述內腔(8)入口為漸縮口結構，所述內腔(8)在與所述外腔(7)連通處的口徑小于內腔(8)入口處口徑。
3.根據權利要求1或2所述的冷凝管道減振器，其特征在于所述支管(4)采用偏離所述液體主流入口軸線方式安裝。
4.根據權利要求1所述的冷凝管道減振器，其特征在于所述空隙為環形空隙，所述環形空隙的截面積略大于所述支管(4)的截面積。
5.根據權利要求1
6.根據權利要求1
7.根據權利要求6i連接。所述的冷凝管道減振器，其特征在于所述支管(4)采用筋板固定。所述的冷凝管道減振器，其特征在于所述支管(4)處采用法蘭連接。所述的冷凝管道減振器，其特征在于所述減振器的整體安裝采用法
專利摘要本實用新型公開了一種冷凝管道減振器，包括液體主流入口，所述液體主流入口與一供兩相流通過的支管連通，所述支管垂直于所述液體主流入口方向；所述減振器包括與所述液體主流入口貫通的內腔，及與所述支管連通的外腔，所述內腔套接于所述外腔內，所述內腔在與外腔連通處設有空隙；所述外腔內壁設置有螺紋槽結構。本實用新型利用螺紋槽結構，強化傳熱，加快冷凝，從而將蒸汽冷凝造成的壓力脈動降到最低；冷凝液回流至內腔中，經過漸縮口，再次改變原有的壓力波動，實現雙重減振。該減振器可以適用于氣體和液體同時存在的冷凝管道，減振效果十分良好。
文檔編號F16L55/04GK202868189SQ20122055185
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月25日 優先權日2012年10月25日
發明者王學生, 竇偉圻, 陳琴珠, 陳國康, 劉勇, 劉玉蘭, 黃勇輝, 張崇 申請人:中國石油化工股份有限公司, 華東理工大學, 中國石化上海石油化工股份有限公司