塌陷區(qū)供熱管道敷設相關技術(shù)研究.pdf

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterRelatedTechnologyResearchonHeatsupplyPipelineL‘Technol02yinsubsidenceAreaLayinglechnolosuDsienceArea—，lrByYuxuanWangSupervisor：ProfDepingLiuMechanicalandElectrical

2、EngineeringSchoolofMechanicalEngineeringOctober2010摘要摘要目前，我國有大面積的煤礦塌陷區(qū)，特別塌陷過程中的塌陷區(qū)，很多已經(jīng)敷設了各種管道，也有很多地方需要架空或直埋敷設各種管道。已經(jīng)敷設的管道存在安全隱患，需要敷設而未敷設的管道找不到正確的設計計算方法或施工、運行技術(shù)措施。保證煤礦塌陷區(qū)敷設供熱管道安全可靠性的設計規(guī)范、技術(shù)規(guī)程、可靠的設計計算方法或技術(shù)措施等，尚屬于空白。事實表明，對

3、于相對溫度和壓力較高的供熱管道，如果沒有可靠的設計計算方法和技術(shù)措施，塌陷區(qū)供熱管道運行將存在很大的安全隱患。論文針對在塌陷區(qū)進行供熱管道敷設的部分關鍵相關技術(shù)展開研究。基于有限元方法，對塌陷引起塌陷斷裂帶地面沉降落差為某一深度時架空管道支架間距進行分析，給出了應力最小的支架間距。完成了無補償直埋供熱管道應力計算理論探討，通過理論分析和對比，提出在無補償直埋供熱管道設計中慎重采用安定性理論的必要性；完成了蒸汽管道暖管過程管道對固定支座的

4、沖擊分析，應用理論力學中動力學理論分析了沖擊力產(chǎn)生的原因，推導出理論公式。提出彈性固定支座的設計理論，給出了在暖管過程中能保證固定支座安全可靠的彈性系數(shù)計算式；基于有限元分析方法，完成了對鋼套鋼直埋蒸汽管道外護管最小壁厚進行計算和優(yōu)化。本課題的意義在于對供熱管道滿足塌陷區(qū)架空敷設和直埋敷設兩種敷設方法的做相應研究，研究結(jié)果可以為塌陷區(qū)敷設供熱管道、煤氣管道、輸油管道、輸水管道等，提供理論指導，推動國內(nèi)在塌陷區(qū)、濕餡性地區(qū)、地震斷裂帶等敷