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直埋供热管道新型三通加强结构应力分析

直埋供热管道新型三通加强结构应力分析

作者：王云翼太原理工大学

学位级别：硕士

我国城镇集中供热在减少能源消耗和改善环境的大背景下已有长足的发展,供热管道直埋敷设方式凭借其施工成本低、周期短、使用寿命长、管网维护量小等优点已逐渐成为集中供热管网敷设的首选方式。随着我国城镇区域集中供热的规模不断扩大... 详细信息

我国城镇集中供热在减少能源消耗和改善环境的大背景下已有长足的发展,供热管道直埋敷设方式凭借其施工成本低、周期短、使用寿命长、管网维护量小等优点已逐渐成为集中供热管网敷设的首选方式。随着我国城镇区域集中供热的规模不断扩大,管道设计压力与设计温度不断提升,大口径直埋供热管道的广泛应用,对直埋供热管网的安全可靠运行提出更高要求。三通是直埋供热管网中普遍使用的分流部件,由于其结构的不连续性,在供热管网运行时三通相贯区会产生极大的应力集中,这使得三通成为整个直埋供热管网的薄弱环节,对管网的安全运行造成隐患。本论文针对压制三通容易出现应力过大的问题,提出一种新型三通加强结构,旨在从根本上降低压制三通相贯区的应力值,提高供热管网敷设的安全性。首先明晰直埋供热管道所受荷载、应力分类方法、材料强度理论和管道失效形式,指出压制三通主要由于循环塑性变形和低循环疲劳而失效;然后建立新型三通加强结构和普通压制三通结构的数理模型,通过有限元数值模拟对比两种结构的应力最大值和应力分布,探究温度荷载和内压荷载作用下的应力特性;最后采用参数化变量设计,系统研究外套管尺寸参数、肋片参数、荷载参数等对新型三通加强结构应力特性的影响。本论文的主要研究内容和成果如下:（1）对比新型三通加强结构和普通压制三通的应力最大值,发现新型三通加强结构能够有效降低压制三通处的应力最大值,与普通压制三通相比最高可使应力最大值下降52.16%。并且压制三通主管管径越小,支主管管径比越小,应力最大值的降低效果越好。（2）通过分析新型三通加强结构和普通压制三通的应力分布特点,揭示新型三通加强结构对压制三通加强的原理,即利用应力集中的原理,将原先集中在三通腹部的应力聚集到肋片区域,再通过肋片结构将应力传递到外套管上,最后由外套管将应力扩散分布开来,达到降低压制三通处的应力集中程度从而对压制三通进行保护的效果。（3）开展温度荷载和内压荷载分别对新型三通加强结构作用的研究,结果表明:仅施加温度荷载时,应力作用集中在三通腹部区域,且应力最大值占原荷载条件下的90%左右;仅施加内压荷载时,应力作用主要集中在三通肩部区域,且应力最大值占比很小。因此,温度荷载对新型三通加强结构的应力情况起主导作用,而内压荷载是较为次要的因素。（4）新型三通加强结构外套管壁厚的增加可以有效降低压制三通、外套管和肋片的应力最大值。而外套管开孔主管长度的增加不会引起压制三通、外套管和肋片的应力最大值变化,工程中可以尽量减小外套管开孔主管的长度以减少耗材投资。（5）新型三通加强结构肋片宽度的增加可以降低压制三通和外套管的应力最大值,使肋片的应力最大值先减小后增大,并使肋片的应力集中区域发生变化。肋片高度的增加可以降低压制三通、外套管和肋片的应力最大值,并使肋片和外套管的应力集中区域发生变化。肋片角度的增加可以降低外套管和肋片的应力最大值,而对压制三通的应力最大值影响不大,并使压制三通、外套管和肋片的应力集中区域发生变化。（6）温度荷载和内压荷载的增加会使新型三通加强结构各结构的应力最大值基本呈线性增加,而由于两种荷载对新型三通加强结构的作用程度不同,温度荷载的增加会使结构应力最大值明显增加,内压荷载的影响却不明显。

关键词：直埋供热管道新型三通加强结构数值模拟应力最大值应力分布

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直埋供热管道检查井施工存在的问题与对策

直埋供热管道检查井施工存在的问题与对策

2018供热工程建设与高效运行研讨会

作者：张飞飞李达呼和浩特市城发投资经营有限责任公司

针对工程实际,对长距离直埋供热管道施工中检查井普遍存在技术问题。从设计及施工提出相应对策。

关键词：长距离供热管道直埋供热管道检查井

来源： cnki会议评论

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直埋热水供热管道三通热-力耦合分析

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2016年第4期48卷 585-592页

作者：江超官燕玲邓顺熙王军长安大学环境科学与工程学院陕西西安710054 西安市热力总公司陕西西安710016

针对直埋热水供热管道三通受力的复杂性,基于土弹簧模型建立了热-力耦合有限元模型,分析了直埋三通应力的主要影响因素,并给出了简化三通接管长度的热-力耦合有限元模型.建模中管土相互作用考虑了介质本身的重量和覆土重力等的作用,三... 详细信息

针对直埋热水供热管道三通受力的复杂性,基于土弹簧模型建立了热-力耦合有限元模型,分析了直埋三通应力的主要影响因素,并给出了简化三通接管长度的热-力耦合有限元模型.建模中管土相互作用考虑了介质本身的重量和覆土重力等的作用,三通管段的边界条件施加在主管和支管端头.结果表明,直埋三通在温升作用下,相贯区峰值应力较大;直埋三通的二次应力随温升、管道壁厚、支管管径、主管过渡段长度变化,而受内压影响较小;地面荷载作用使三通最大当量应力减小,对三通起保护作用.该结果旨在为直埋管道的安全性提供帮助.

关键词：直埋供热管道三通热-力耦合有限元分析

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直埋供热管道施工存在的问题及对策

煤气与热力 2018年第1期38卷 29-31页

作者：赵惠中燕勇鹏中国市政工程华北设计研究总院有限公司第六设计研究院天津300381

结合工程实际,对直埋供热管道施工过程中存在的主要问题进行分析,包括地下管线资料不全、土建开槽与放管焊接不配合、施工中使用不合格的泡沫垫、不按施工图要求回填砂、管道保温层补口质量不合格、管道冲洗不合格等,提出相应的对策。

关键词：长距离供热管道直埋供热管道管道保温层补口供热管道施工

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直埋供热管道安装工程的质量管理

居业 2020年第9期 156-157页

作者：孟金英山西省工业设备安装集团有限公司山西太原030000

随着社会经济的不断发展,带动了广大人民群众生活水平的提升,对建筑质量也提出了更为严格的要求。直埋供热管道安装作为我国北方地区建筑施工中的重要组成部分,在城市化进程不断加快的背景下,随之而来的是各种供热管道问题,这不仅会影... 详细信息

随着社会经济的不断发展,带动了广大人民群众生活水平的提升,对建筑质量也提出了更为严格的要求。直埋供热管道安装作为我国北方地区建筑施工中的重要组成部分,在城市化进程不断加快的背景下,随之而来的是各种供热管道问题,这不仅会影响到供热管道的安全性,而且也无法为广大人民群众的生活提供保障。基于此,本文将针对直埋供热管道安装工程的质量管理进行分析,以供参考。

关键词：直埋供热管道质量管理安装工程

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直埋供热管道施工工艺及防腐措施

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2019年第3期 0339-0340页

作者：申晓智晋中市瑞阳热电联产供热有限责任公司山西晋中030600

自从直埋供热管道由国外引进我国以来,其在我国的发展速度不断加快,且获得了人们的认可和接受,主要是由于其具有造价费用低,保温性能较好,且占地面积较小,使用时间较长等,这不仅降低了供热管道的施工费用,且可进一步加快供热管道的设计... 详细信息

自从直埋供热管道由国外引进我国以来,其在我国的发展速度不断加快,且获得了人们的认可和接受,主要是由于其具有造价费用低,保温性能较好,且占地面积较小,使用时间较长等,这不仅降低了供热管道的施工费用,且可进一步加快供热管道的设计速度、以及施工的速度。而随着时间的增加,在供热外管中的应用范围以及频率明显增长,相对的社会效益、以及经济效益也出现了极大的增加。但随着应用范围的不断增加,在设计和施工过程中,逐渐有施工工艺中的问题出现,包括施工过程中的材料问题、施工工艺问题、以及热力管道预制保温问题等。

关键词：直埋供热管道施工工艺防腐