波纹管膨胀节是热力及燃气等管道系统常用的重要压力管道元件。由于其具有柔性,可自由伸长、压缩和弯曲,同时具有一定的承压能力,所以广泛地用于航空航天、石油、化工、电力、冶金等行业。随着波纹管膨胀节应用领域的不断扩大,在选型、设计、制造、可靠性等方面对波纹管膨胀节的要求也不断提高。本文结合攀钢集团有限公司能源动力中心新3#高炉煤气余压透平发电装置(Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit,TRT)换型改造工程,通过对曲管压力平衡型膨胀节的自主选型、设计、校核及生产工艺的研究,完成生产制造和实际应用,解决原有系统中因管网热应力未被完全吸收而造成透平主机非正常振动和位移的问题,验证了所设计的曲管压力平衡型膨胀节具有同时吸收轴横向位移和管线内压推力的功能。论文主要内容如下:(1)研究分析波纹管膨胀节的国内外发展情况和研究现状,论述国内外波纹管膨胀节的主要执行标准和我国波纹管膨胀节的技术进展,根据实际工程问题提出课题研究内容。(2)依据EJMA、GB/T 12777-2008《金属波纹管通用技术条件》和GB150《压力容器》等标准完成管网系统中新增曲管压力平衡型膨胀节整体结构和各零部件的设计。(3)依据材料力学理论并参照相关标准规定,完成所设计的曲管压力平衡型膨胀节零部件和整体受力校核。(4)根据曲管压力平衡型膨胀节的结构功能特点和实际情况,完成曲管压力平衡型膨胀节生产工艺设计,通过实际生产制造验证生产工艺的可行性,通过在现场实际工况下的应用验证曲管压力平衡型膨胀节的功能,解决原有系统中因管网热应力未被完全吸收而造成透平主机非正常振动和位移的问题。(5)最后,归纳总结全文研究结果并提出了展望。