本实用新型涉及石油化工管道技术领域，尤其涉及一种自然补偿压力管道。
背景技术：
城市地下综合管廊是在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。共同沟建设避免由于敷设和维修地下管线频繁挖掘道路而对交通和居民出行造成影响和干扰，保持路容完整和美观，降低了路面多次翻修的费用和工程管线的维修费用。城市新区抓主干路下的管线宜纳入地下综合管廊，城市地下综合管廊一般分隔多个独立舱。《城市综合管廊工程技术规范》(gb50838-2015)要求天然气管道以及蒸汽热力管道等均应采用独立舱室内敷设，而城市地下综合管廊由于需要分割多个舱室后，各个独立舱室的空间非常有限，主要表现为管道宽度和高度方向的受限，相对于地面架空管廊，地下综合管廊的独立舱小很多，为满足管道在城市地下综合管廊上运行过程中的热膨胀位移及热应力，需要充分考虑管道的柔性，防止管道因膨胀、冷缩、端点附加位移、管道支撑设置不当等原因造成安全事故。
管道增加柔性的方法一般有两种：1)改变管道走向来进行自然补偿；2)选用专用补偿器，如：波纹补偿器，旋转补偿器等，专用补偿器造价高，一般采用法兰与管道进行连接，使用的工况要求较高，并且均存在一定的寿命。因此，尽量利用管道自然弯曲的补偿能力，当自然补偿不能满足要求时才考虑设置专用补偿器。由于管廊的空间有限，尤其是管廊的宽度和高度有限，如果通过增加管廊宽度和高度来提高管道的自然补偿能力，必然需要增加土建成本的费用，而且大部分现场不具备增加的实施条件。因此有必要研究一种自然补偿结构的管道，可以在有限的空间内放置更多的补偿管段，增加管道的柔性。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种自然补偿压力管道，能够在有限的空间内放置更多的补偿管段，增加压力管道的柔性，满足压力管道在高温高压环境下的热位移量和热应力要求。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种自然补偿压力管道，包括沿x轴设置的第一直管及第二直管，且所述第一直管及第二直管位于同一直线上，所述第一直管及第二直管之间连接有至少一个补偿模块，所述补偿模块包括顺次连接的第一管段、第二管段、第三管段、第四管段、第五管段、第六管段、第七管段、第八管段、第九管段、第十管段、第十一管段、第十二管段及第十三管段，所述第一管段的一端连接所述第一直管，所述第十三管段的一端连接所述第二直管，所述第一管段、第三管段、第五管段、第七管段、第九管段、第十一管段、第十三管段均沿z轴设置，所述第四管段及第十管段沿x轴设置，且所述第四管段、第十管段、第一直管及第二直管均位于xy平面上，所述第二管段和第十二管段在所述xy平面的投影与所述x轴正方向具有第一夹角，第六管段和第八管段在所述xy平面的投影与所述x轴正方向具有第二夹角。
进一步，所述第四管段与所述第十管段的长度相等。
进一步，所述第一管段、第三管段、第五管段、第九管段、第十一管段、第十三管段的长度相等，且均为所述第七管段长度的一半。
进一步，所述第一夹角大于0°且小于180°，所述第二夹角大于0°且小于180°。
进一步，所述第一夹角与所述第二夹角相等。
进一步，所述第一夹角与所述第二夹角之和为180°。
进一步，所述第二管段、第六管段、第八管段及第十二管段均平行于所述xy平面。
进一步，所述第一管段、第二管段、第三管段、第四管段、第五管段及第六管段组成第一补偿单元，所述第八管段、第九管段、第十管段、第十一管段、第十二管段及第十三管段组成第二补偿单元，所述第一补偿单元与所述第二补偿单元通过第七管段连接，且所述第一补偿单元在所述xy平面的投影与所述第二补偿单元在所述xy平面的投影关于所述第七管段在所述xy平面的投影中心对称。
进一步，所述补偿模块还包括若干弯头，相邻两个管段通过一个所述弯头进行连接。
进一步，所述自然补偿压力管道还包括两个固定支架、若干滑动支架及两个导向支架，两个所述固定支架分别设置于所述第一直管及第二直管远离所述补偿模块的一端以限制所述第一直管及第二直管沿任意方向的位移，若干所述滑动支架分别设置于所述第一直管、第二直管、第四管段及第十管段的下方以限制所述第一直管、第二直管、第四管段及第十管段沿z轴方向的位移，两个所述导向支架分别设置于所述第一直管及第二直管的下方，且所述导向支架位于所述固定支架与所述补偿模块之间以限制所述第一直管及第二直管沿垂直于x轴方向的位移。在本实用新型提供自然补偿压力管道具有以下优点：
1)占用空间小，用于补偿的管段多，补偿能力强；
2)立体化设计，空间补偿能力强；
3)制作简单，容易实现，相比增加土建费用，成本较低；
4)贴合实际设计，不会影响其它管道。
附图说明
图1a为本实用新型一实施例提供的第一种自然补偿压力管道的结构示意图；
图1b为本实用新型一实施例提供的第一种自然补偿压力管道的俯视图；
图2a为本实用新型一实施例提供的第二种自然补偿压力管道的结构示意图；
图2b为本实用新型一实施例提供的第二种自然补偿压力管道的俯视图；
图3a为本实用新型一实施例提供的第三种自然补偿压力管道的结构示意图；
图3b为本实用新型一实施例提供的第三种自然补偿压力管道的俯视图；
其中，附图标记为：
a-管廊；b-第一直管；c-第二直管；d-固定支架；e-滑动支架；f-导向支架；
1-第一管段；2-第二管段；3-第三管段；4-第四管段；5-第五管段；6-第六管段；7-第七管段；8-第八管段；9-第九管段；10-第十管段；11-第十一管段；12-第十二管段；13-第十三管段；
θ-第一夹角；η-第二夹角。
具体实施方式
下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
为了便于描述，本实施例以竖直方向为z轴，水平方向为x轴，垂直于纸面向内为y轴，建立xyz三维坐标系。可以理解为，如图1a，本文出现的x轴是指沿管廊a的长度方向，x轴正方向是指由第一直管b往第二直管c延伸的方向，y轴是指沿管廊a的宽度方向，z轴是指沿管廊a的垂向高度方向，xy平面为x轴及y轴构成的平面。
如图1a及图1b所示，本实施例提供了一种自然补偿压力管道，包括沿x轴设置的第一直管b及第二直管c，且所述第一直管b及第二直管c位于同一直线上，所述第一直管b及第二直管c之间连接有至少一个补偿模块，所述补偿模块若干管段，其中至少包括顺次连接的第一管段1、第二管段2、第三管段3、第四管段4、第五管段5、第六管段6、第七管段7、第八管段8、第九管段9、第十管段10、第十一管段11、第十二管段12及第十三管段13，所述第一管段1的一端连接所述第一直管b，所述第十三管段13的一端连接所述第二直管c，所述第一管段1、第三管段3、第五管段5、第七管段7、第九管段9、第十一管段11、第十三管段13均沿z轴设置，所述第四管段4及第十管段10沿x轴设置，且所述第四管段4及第十管段10与所述第一直管b及第二直管c均位于xy平面上，所述第二管段2和第十二管段12在所述xy平面的投影与所述x轴正方向具有第一夹角θ，第六管段6和第八管段8在所述xy平面的投影与所述x轴正方向具有第二夹角η。
所述自然补偿压力管道主要应用于管廊a上，由于管廊a的空间有限，尤其是管廊a宽度有限，通过对压力管道结构进行改进，使得在有限的管廊a空间内放置更多的管段，增加自然补偿压力管道的柔性，从而满足压力管道在高温高压环境下的热位移量和热应力要求，同时所述管段分别沿x、y、z轴三维布置，能够大大增强所述自然补偿压力管道的空间补偿能力，并且，由于所述自然补偿压力管道是在两根位于同一直线上的第一直管b及第二直管c之间设置补偿模块，能够有效避开管廊a上的其它管道，占用空间小，更加贴近于实际。
进一步，所述第四管段4与所述第十管段10的长度相等。通过所述第四管段4与所述第十管段10能够有效的增加所述自然补偿压力管道沿x轴方向的补偿能力。
进一步，所述第一管段1、第三管段3、第五管段5、第九管段9、第十一管段11、第十三管段13的长度相等，且均为所述第七管段7长度的一半，通过往z轴方向设置多条管段，有效的增加了所述自然补偿压力管道沿z轴方向的补偿能力。
请继续参照图1a及图1b，所述第一夹角θ大于0°且小于180°，所述第二夹角η大于0°且小于180°，通过使所述第二管段2、第六管段6、第八管段8及第十二管段12在所述xy平面的投影与所述x轴方向形成一夹角，即所述四条管段沿所述管廊a宽度方向成一夹角，能够尽可能的增大所述四条管段的长度，从而增加补偿能力。
进一步，请参照图1a，所述第一夹角θ与所述第二夹角η之和为180°，且所述第一夹角θ为钝角，所述第二夹角η为锐角，该结构同样能够尽可能的增大所述四条管段的长度，从而增加补偿能力。或者，所述第一夹角θ为锐角，所述第二夹角η为钝角，如图2a及图2b所示，该结构同样能增大该四条管段的长度。优选的，当所述第一夹角θ为钝角，所述第二夹角η为锐角时，此时第四管段4及第十管段10的长度更长，补偿能力更好。
在另一种结构中，当所述第一夹角θ与所述第二夹角η相等时，如图3a及图3b所示，所述第一夹角θ及所述第二夹角η均为锐角，此时，所述第二管段2、第六管段6、第八管段8及第十二管段12均平行，该结构亦能实现同样的效果。当然，所述第一夹角θ及所述第二夹角η也可以是为钝角或直角，本发明对此不在一一赘述。
请继续参照图1a，所述第二管道2、第六管段6、第八管段8及第十二管段12均平行于所述xy平面。所述第一管段1、第二管道2、第三管段3、第四管段4、第五管段5及第六管段6组成第一补偿模块，所述第八管段8、第九管段9、第十管段10、第十一管段11、第十二管段12及第十三管段13组成第二补偿模块，所述第一补偿模块与所述第二补偿模块通过第七管段7连接，且所述第一补偿模块在所述xy平面的投影与所述第二补偿模块在所述xy平面的投影关于所述第七管段7在所述xy平面的投影中心对称。可以理解为，该补偿模块在所述xy平面的投影后的图形为中心对称图形，通过对称结构的设计能够有效的利用管廊a空间，并且尽可能的增加管道的补偿能力。
请继续参照图1a，所述补偿模块还包括若干弯头，相邻两个管段通过一个所述弯头进行连接，且所述弯头均为长半径90°弯头，为了避免使用专用弯头，所述自然补偿压力管道的走向设计均可通过长半径90°弯头实现，即所述弯头都为标准件，使该结构更易于实现，更加通用化，并且通过长半径90°弯头连接所述管段能够避免管段倾斜碰到管廊a里的其它管道。
进一步，所述自然补偿压力管道还包括两个固定支架d、若干滑动支架e及两个导向支架f，所述固定支架d分别设置于所述第一直管b及第二直管c远离所述补偿模块的一端以限制所述第一直管b及第二直管c沿任意方向的位移，使得管道的热胀冷缩能够通过补偿模块进行补偿，避免热应力对第一直管b及第二直管c产生破坏。
若干所述滑动支架e分别设置于所述第一直管b、第二直管c、第四管段4及第十管段10的下方以限制所述第一直管b、第二直管c、第四管段4及第十管段10沿z轴方向的位移，使得所述第一直管b、第二直管c、第四管段4及第十管段10能够沿x轴及y轴方向伸缩，增加所述第一直管b、第二直管c、第四管段4及第十管段10沿x轴及y轴方向的补偿能力。
两个所述导向支架f分别设置于所述第一直管b及第二直管c的下方，且所述导向支架f位于所述固定支架d与所述补偿模块之间以限制所述第一直管b及第二直管c沿垂直于x轴方向的位移，可以理解为，所述第一直管b下方的所述导向支架f位于所述固定支架d与第一管段1之间，所述第二直管c下方的所述导向支架f位于所述固定支架d与第十三管段13之间，以对所述第一直管b及第二直管c沿x轴方向的位移进行补偿，本实用新型对于所述第一直管b及第二直管c的下方的导向支架f和滑动支架e的相对位置不作任何限制，只要所述第一直管b及第二直管c的下方的导向支架f和滑动支架e均位于固定支架d与补偿模块之间即可
综上，本实用新型实施例提供了一种自然补偿压力管道，通过对压力管道结构进行改进，使得在有限的管廊空间内放置更多的补偿管段，增加自然补偿压力管道的补偿能力，同时所述管段分别沿x、y、z轴三维布置，能够大大增强所述自然补偿压力管道的空间补偿能力，并且，由于所述自然补偿压力管道是在两根平行的直管之间设置补偿模块，能够有效避开管廊上的其它管道，占用空间小，更加贴近于实际。
上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。
1.一种自然补偿压力管道，其特征在于，包括沿x轴设置的第一直管及第二直管，且所述第一直管及第二直管位于同一直线上，所述第一直管及第二直管之间连接有至少一个补偿模块，所述补偿模块包括顺次连接的第一管段、第二管段、第三管段、第四管段、第五管段、第六管段、第七管段、第八管段、第九管段、第十管段、第十一管段、第十二管段及第十三管段，所述第一管段的一端连接所述第一直管，所述第十三管段的一端连接所述第二直管，所述第一管段、第三管段、第五管段、第七管段、第九管段、第十一管段、第十三管段均沿z轴设置，所述第四管段及第十管段沿x轴设置，且所述第四管段、第十管段、第一直管及第二直管均位于xy平面上，所述第二管段和第十二管段在所述xy平面的投影与所述x轴正方向具有第一夹角，第六管段和第八管段在所述xy平面的投影与所述x轴正方向具有第二夹角。
2.如权利要求1所述的自然补偿压力管道，其特征在于，所述第四管段与所述第十管段的长度相等。
3.如权利要求2所述的自然补偿压力管道，其特征在于，所述第一管段、第三管段、第五管段、第九管段、第十一管段及第十三管段的长度相等，且均为所述第七管段长度的一半。
4.如权利要求3所述的自然补偿压力管道，其特征在于，所述第一夹角大于0°且小于180°，所述第二夹角大于0°且小于180°。
5.如权利要求4所述的自然补偿压力管道，其特征在于，所述第一夹角与所述第二夹角相等。
6.如权利要求4所述的自然补偿压力管道，其特征在于，所述第一夹角与所述第二夹角之和为180°。
7.如权利要求5或6所述的自然补偿压力管道，其特征在于，所述第二管段、第六管段、第八管段及第十二管段均平行于所述xy平面。
8.如权利要求7所述的自然补偿压力管道，其特征在于，所述第一管段、第二管段、第三管段、第四管段、第五管段及第六管段组成第一补偿单元，所述第八管段、第九管段、第十管段、第十一管段、第十二管段及第十三管段组成第二补偿单元，所述第一补偿单元与所述第二补偿单元通过第七管段连接，且所述第一补偿单元在所述xy平面的投影与所述第二补偿单元在所述xy平面的投影关于所述第七管段在所述xy平面的投影中心对称。
9.如权利要求1所述的自然补偿压力管道，其特征在于，所述补偿模块还包括若干弯头，相邻两个管段通过一个所述弯头进行连接。
10.如权利要求1所述的自然补偿压力管道，其特征在于，所述自然补偿压力管道还包括两个固定支架、若干滑动支架及两个导向支架，两个所述固定支架分别设置于所述第一直管及第二直管远离所述补偿模块的一端以限制所述第一直管及第二直管沿任意方向的位移，若干所述滑动支架分别设置于所述第一直管、第二直管、第四管段及第十管段的下方以限制所述第一直管、第二直管、第四管段及第十管段沿z轴方向的位移，两个所述导向支架分别设置于所述第一直管及第二直管的下方，且所述导向支架位于所述固定支架与所述补偿模块之间以限制所述第一直管及第二直管沿垂直于x轴方向的位移。
技术总结