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直埋热力管道设计理论浅析
摘 要:根据直埋热水管道和直埋蒸汽管道的不同特性，介绍了两种管道的应力验算及强度计算,并对两种直埋热力管道的敷设方式和保温结构进行了分析比较。
关键词：直埋热水管道;直埋蒸汽管道；应力计算；保温结构
、概述
国内外热力管道直埋技术的发展已经有　６0 多年的历史。随着高分子有机材料的发展，２０ 世纪 5０年代初,国外开始研制预制保温管，采用聚氨酯泡沫塑料作保温材料,以高密度聚乙烯作为保温管的外壳。由于这种保温管具有较好的防水性，因而可用于地下水位高、土壤潮湿的地区。国内在 20　世纪 ５０ 年代曾经采用浇灌泡沫混凝土的管道直埋敷设方式,2０ 世纪 7０　年代采用沥青珍珠岩保温的热力管道直埋敷设技术。1977 ８0 年代出现了两种新型的预制保温管：一种是保温结构为***聚塑形式的预制保温管，一种是管中管形式的预制保温管。目前这两种形式的预制保温管已大量生产，并广泛应用于城市供热管网及工矿企业。近年来采用复合保温管结构的直埋热力管道也得到越来越广泛的应用.
随着我国“热电联产”的迅速发展，热力管道敷设方式有了重大变革,目前对 １５０℃ 以下的热水管道,几乎全部实现直埋敷设，经过多年的研究开发和实际应用，技术已比较成熟和配套，并已有相应的技术规程做指导。蒸汽管道直埋敷设近年来也得到了长足的发展。经过多年的探索，现已出现理想的预制直埋式耐高温复合保温管，并探索出一整套科学的、、施工要求上均有很大不同。本文从两种管道的应力验算、保温结构等方面进行分析和比较.
2、应力验算
直埋热水管道和直埋蒸汽管道的应力验算均采用应力分类法［1］。应力分类法的主要特点是将管道上的应力分为一次应力、二次应力和峰值应力三类，并采用相应的应力验算条件。管道由内压和持续外载产生的应力属于一次应力,它是为了满足静力平衡条件而产生的。当应力强度达到甚至超过屈服极限时，由于材料进入屈服或静力平衡条件得不到满足，管道将产生过大变形甚至破坏。一次应力的特点是变形为非自限性的,、冷缩等变形受约束而产生的应力属于二次应力,它是为了满足结构各部份之间的变形协调而引起的应力。当
部分材料超过屈服极限时,由于产生小量的塑性变形,变形协调得到满足，变形就不再继续发展。它具有自限的特点。,管道在有限量塑性变形之后，在留有残余应力的状态下，。峰值应力是指管道或附件(如三通等）上由于局部结构不连续或局部热应力效应产生的应力增量。它的特点是不引起显著的变形，是一种导致疲劳裂纹或脆性破坏的可能原因,必须根据管道整个使用期限所受的循环荷载进行疲劳分析。但对低循环次数的供热管道,对在管道上出现峰值应力的三通、弯头等局部应力集中处，可采用简化公式，计入应力加强系数进行应力计算。
在计算中，直埋供热管道的一次应力的当量应力不应大于钢材在计算温度下的基本许用应力［σ];二次应力及一次应力的当量应力变化范围不应大于钢材在计算温度下基本许用应力［σ]