高能管道冲击吸能器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高能管道冲击吸能器，主要应用于减弱核电厂或化工厂中高能管道的甩击运动，消耗断裂管道获得的动能，属于振动与冲击技术领域；该吸能器包括外套管、内套管、耗能铅体、撞击管、套管端挡板、撞击管端挡板；外套管、内套管分别焊接在套管端挡板上，两套管之间填充耗能铅体，撞击管受冲击作用后挤压耗能铅体致使耗能铅体发生塑性变形向吸能器内部空间运动填充；该吸能器结构简单，安装方便，可靠性强，耐腐蚀性能好，性价比高；有效吸收冲击能量，解决高能管道二次撞击问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高能管道冲击吸能器，主要应用于减弱核电厂或化工厂中高能管道的甩击运动，消耗断裂管道获得的动能，属于振动与冲击

技术介绍
在核电站、常规电站和化工厂里，常有许多管道用于输送高压和高速的流体。虽然这些管道设计的能够承受高压，但由于种种原因，管道会突然破裂。这些高能管道破裂会导致高能量流体泄漏，流体对管道施加很大的横向力。在这个力作用下，破裂的管道会获得很高的横向速度，并通常使管道绕着一个局部变形区做高速旋转运动，即管道甩动。电站中管道网络通常不是完全相互隔离的，所以一根因破裂而甩动的管道很可能打在其他管道、仪器或建筑主体结构上，造成这些器件和构件的破坏，从而加剧事故的严重性，甚至造成连锁式的灾害，引起放射性物质的外泄及核安全事故，因而引起世界上各主要发展核电国家的重视，并开展了大量的研究工作。高能管道断裂破坏性大，受到国内外核电站设计者、业主和安全审评人员的高度重视，核电站的设计人员也在研究应用当今的先进技术对管道破口分析、甩管分析、防甩约束装置分析等方法进行不断地改进与提高，以防止高能管道断裂对核电站造成的破坏，保证核电站的运行安全。国内外高能管道破裂的防护措施有安装防甩限制件和防甩支架，限制件分为H型(承压型)和U型(抗拉型)两种，这些防甩构件多是用钢材制作。在管道断裂做甩击运动并与限制件碰撞时，钢材弹性变形部分储存的势能会使得管道发生反弹，从而造成二次撞击，这势必会加重事故的严重性。
技术实现思路
基于上述缺陷，本技术提出了一种高能管道冲击吸能器，用以解决高能管道二次撞击的问题。为了实现上述目的，本技术采取了如下技术方案：一种高能管道冲击吸能器，包括外套管、内套管、耗能铅体、撞击管、套管端挡板、撞击管端挡板；所述外套管、内套管分别焊接在套管端挡板同一面上，两跟套管长度相等，内套管置于外套管内，两套管共轴心；所述撞击管焊接在撞击管端挡板的一面，撞击管端挡板另一面用于承受高能管道断裂后发生的甩击碰撞；所述外套管内壁与内套管外壁之间设有一预留空间，用于填充耗能铅体，所填充的管状的耗能铅体深度小于外套管的长度；所述撞击
管外径与外套管内径相同，所述撞击管内壁与内套管外壁之间设有一预留空间距离；所述撞击管外壁紧贴外套管内壁插入到外套管与内套管之间的预留空间内并与耗能铅体接触。进一步地，所述外套管外径100mm，内径90mm，长度150mm。进一步地，所述内套管外径70mm，内径60mm，长度150mm。进一步地，所述外套管与内套管之间的预留空间内填充的耗能铅体的长度为100mm。进一步地，所述撞击管长度为150mm。进一步地，所述撞击管伸进外套管与内套管之间的长度为50mm。进一步地，所述套管端挡板另一面设置有螺栓安装孔，用于连接所述高能管道冲击吸能器与被保护结构。当冲击吸能器安装在结构上时，撞击板端挡板安置于管道甩击碰撞处；高能管道获得冲击动能后与撞击管端挡板相撞，撞击管受到撞击挤压铅体；铅具有较好的塑性耗能能力，受挤压后发生塑性变形；耗能铅体受到外套管与内套管的约束，在撞击管的剧烈挤压下会向撞击管内壁与内套管外壁之间的空隙填充。相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：该吸能器尺寸较小，适于在较小的空间使用；安装方便，可根据需要灵活安装在管道可能发生甩击的任何方位并发挥耗能作用，可靠性强；耗能机理明确，有效吸收冲击能量，解决了现有防甩装置造成高能管道二次撞击的问题，降低了高能管道甩击事故的严重性；吸能器结构简单，加工方便，降低了制作成本，性价比高；核心材料铅耐腐蚀性能好，所以吸能器可以适应任何恶劣的使用环境，无需定期检修，降低维护成本。附图说明图1是本技术提出的高能管道冲击吸能器剖面图；图2是本技术提出的高能管道冲击吸能器主视图；图3是图2所示A-A剖面图；图4是图2所示B-B剖面图；图5是本技术提出的高能管道冲击吸能器三维示意图；图6是本技术提出的高能管道冲击吸能器力—位移曲线；图中，1：外套管，2：内套管，3：耗能铅体，4：撞击管，5：套管端挡板，6：撞击管端挡板。具体实施方式下面结合附图1-6对本技术作进一步说明。如图1所示，本技术的一种高能管道冲击吸能器，包括外套管1、内套管2、耗能铅体3、撞击管4、套管端挡板5、撞击管端挡板6；外套管1、内套管2分别焊接在套管端挡板5同一面上，两跟套管长度相等，内套管2置于外套管1内，两管共轴心，套管端挡板5另一面可以设置螺栓安装孔，用于连接高能管道冲击吸能器与被保护结构；撞击管4焊接在撞击管端挡板6的一面，撞击管端挡板6另一面用于承受高能管道断裂后发生的甩击碰撞。如图3所示，外套管1内壁与内套管2外壁之间留有一定空间，即设有一预留空间，用于填充耗能铅体3，所填充的管状的耗能铅体3深度小于外套管1的长度，如图1所述，耗能铅体3的深度可以根据实际需要的吸能器最大位移进行调整。撞击管4外径与外套管1内径相同，撞击管4内壁与内套管2外壁之间留有一定空间距离，即设有一预留空间距离。撞击管4外壁紧贴外套管1内壁插入到外套管1与内套管2之间的预留空间内并与耗能铅体3接触，即使撞击管4插入外套管1与内套管2之间一定深度至撞击管4与耗能铅体3接触。实际应用时，可以根据需要在管道可能发生甩击的各个方向安装冲击消能器；撞击管端挡板6安置于管道甩击碰撞处，用于接收高能管道的冲击力；高能管道获得冲击动能后会在极短的时间内与撞击管端挡板6相撞，撞击管4受到撞击挤压耗能铅体3；铅具有较好的塑性耗能能力，受挤压后发生塑性变形；因为耗能铅体3同时受到外套管1与内套管2的约束，在撞击管4的剧烈挤压下会向撞击管4内壁与内套管2外壁之间的空隙填充。铅材具有强度低、塑性高的特点，所以在这个过程中铅储存的弹性势能很少，高能管道不会发生回弹。该撞击过程中外套管1与撞击管4紧密贴合，如图5所示，耗能铅体3受到挤压发生塑性变形后只能向冲击吸能器内部移动，这有效防止消能器发生铅泄漏，污染环境。实施例本实施例中，外套管1与内套管2焊接在套管端挡板5上，外套管1外径100mm，内径90mm，长度150mm；内套管2外径70mm，内径60mm，长度150mm；外套管1与内套管2之间的空隙填充耗能铅体3长度为100mm；撞击管4焊接在撞击管端挡板6上，长度为150mm，撞击管4伸进外套管1与内套管2之间的长度为50mm，外套管1、内套管2、套管端挡板5、撞击管4、撞击管端挡板6均采用Q235钢材制作。本实施例中，初始状态下，撞击管4与耗能铅体3刚好接触，无挤压力；当缓慢给撞击管4施加压力，撞击管4向下运动，耗能铅体3受到挤压发生塑性变形，并逐渐向撞击管4内壁与内套管2外壁之间的空隙填充。初始阶段，消能器产生的阻尼力较小，随撞击管4挤
压深度的增加，阻尼力增长迅速；卸载以后，撞击管回弹位移很小，力—位移曲线相对饱满，如图6所示，证明了本技术的吸能器的耗能效果很好。以上为本技术的一个典型实施例，但本技术的实施不限于此。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高能管道冲击吸能器，其特征在于：包括外套管(1)、内套管(2)、耗能铅体(3)、撞击管(4)、套管端挡板(5)、撞击管端挡板(6)；所述外套管(1)、内套管(2)分别焊接在套管端挡板(5)同一面上，两跟套管长度相等，内套管(2)置于外套管(1)内，两套管共轴心；所述撞击管(4)焊接在撞击管端挡板(6)的一面，撞击管端挡板(6)另一面用于承受高能管道断裂后发生的甩击碰撞；所述外套管(1)内壁与内套管(2)外壁之间设有一预留空间，用于填充耗能铅体(3)，所填充的管状的耗能铅体(3)深度小于外套管(1)的长度；所述撞击管(4)外径与外套管(1)内径相同，所述撞击管(4)内壁与内套管(2)外壁之间设有一预留空间距离；所述撞击管(4)外壁紧贴外套管(1)内壁插入到外套管(1)与内套管(2)之间的预留空间内并与耗能铅体(3)接触。

【技术特征摘要】
1.一种高能管道冲击吸能器，其特征在于：包括外套管(1)、内套管(2)、耗能铅体(3)、撞击管(4)、套管端挡板(5)、撞击管端挡板(6)；所述外套管(1)、内套管(2)分别焊接在套管端挡板(5)同一面上，两跟套管长度相等，内套管(2)置于外套管(1)内，两套管共轴心；所述撞击管(4)焊接在撞击管端挡板(6)的一面，撞击管端挡板(6)另一面用于承受高能管道断裂后发生的甩击碰撞；所述外套管(1)内壁与内套管(2)外壁之间设有一预留空间，用于填充耗能铅体(3)，所填充的管状的耗能铅体(3)深度小于外套管(1)的长度；所述撞击管(4)外径与外套管(1)内径相同，所述撞击管(4)内壁与内套管(2)外壁之间设有一预留空间距离；所述撞击管(4)外壁紧贴外套管(1)内壁插入到外套管(1)与内套管(2)之间的预留空间内并与耗能铅体(3)接触。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：刑国雷，陆宜倩，陈矛，彭凌云，王勇奉，常健，
申请(专利权)人：国核电力规划设计研究院，北京工业大学，
类型：新型
国别省市：北京;11