高温高压旋转补偿器分析研究
补偿器是安装于热力管道，进行管道热补偿的重要装置。其中旋转补偿器与其他种类的补偿器相比，具有补偿量大、密封性能较好，长期运行不需维护、适用于高温高压的场合等特点，得到了广泛的应用。但在现场运行过程中，出现过补偿器爆裂及气体泄漏现象，并且通过查阅相关文献发现，对于高温、高压下旋转补偿器的整体受力、危险位置和密封性能研究较少。本文计算旋转补偿器基本参数，通过四种模型的对比分析提出一种模拟管道及旋转补偿器整体模型的最优方法，分析旋转补偿器的危险位置及密封性能，并通过现场实验进行验证，最后完成旋转补偿器辅助设计软件的编译。 通过对旋转补偿器及管道基本参数的计算分析，得到不同旋转臂长度、不同直管段长度对管道整体变形的影响。建立四种不同的管道整体模型，通过与理论计算的对比分析，提出一种用于模拟管道加装旋转补偿器模型的最优方法。分析支撑点处支反力的分布趋势，以及摩擦系数对补偿器性能的影响。完成了管道的模态分析，为防止管道的共振、减小噪声提供了参考。 使用有限元分析软件对旋转补偿器进行强度分析和密封性能分析，并对其结构进行优化。得出结论:异径管的变径处应力值较大，为危险位置，现场的爆裂事故通常发生于此处。对其进行结构优化，原有结构此处的圆角半径为R40mm，优化后结构此处的圆角半径为R45mm。在设计工况下，密封圈的接触比压为42.61～81.79MPa，最小接触比压大于3倍的设计压力，密封性能可靠，在高压情况下不会发生泄漏。压力升高过程中，在压力低于3MPa时，填料起主密封作用;压力大于3MPa后，密封圈代替填料起主密封作用。 对旋转补偿器进行现场应力测试，实验数据与有限元模拟数据相吻合，误差较小，验证了有限元模拟的准确性。利用Visual Basic6.0开发工具，开发了旋转补偿器辅助设计软件，提高设计的可靠性并减少设计过冲中的工作量。
热力管道;旋转补偿器;参数设计;结构优化;密封性能;热补偿性能
北京化工大学
硕士
动力工程及工程热物理
颜廷俊
2016
中文
TK172
117
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）