CN101737560B - 高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法，适用于公称直径DN100～DN1200之间的管道敷设，本方法步骤如下：1.将供热管道的介质温度、压力及管径设定在一定的范围内；2.按照敷设路线确定管道敷设深度并开挖沟槽，然后将槽底铺100mm厚的沙垫层；3.将复合聚氨酯保温管道放入其中；4.将管道相互焊接连接；5.进行试压试验，试压合格后在管道的连接处作补口处理；6.在三通、变径连接及折角α＞10°处设置配方混凝土敦；7.在折角3°≤α≤10°处管道外壁上增设加强筋；8.沟槽回填。该管道敷设方法不仅能缩短热网施工周期、降低工程投资，还能提高热网运行的可靠性及使用寿命，同时降低热网运行的耗电量。

Description

高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法

技术领域

本发明涉及一种城镇供热管道敷设的方法，即是一种高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法。

背景技术

目前，由于对节能减排的技术要求越来越高，热电联产的规模也越来越大，北方城市以及周边城镇的供热网建设也越来越多、越来越大，人们对敷设热网的结构简单、费用低的需求越来越强烈。

如今，高温热水管道的直埋敷设有补偿敷设和无补偿敷设两大类。有补偿敷设是管道在正常状态下，需在一定的距离内安装一个补偿器，并在补偿器的两端设固定点，该方法虽然解决了热水管道热胀冷缩的问题，但同时增加了工程的难度和工程造价。无补偿敷设，大都采用将管道深埋及采用大曲率半径弯头或特种钢钢构件，当管道在敷设中对发生的不规则折角在处理时，采用工厂预制的压弯角等方法，该方法不仅给施工带来很大难度，增加工程造价，而且由于压弯角是工厂预制的，而现场发生的实际折角往往与图纸设计的折角会发生变化，这给施工带来很大难度等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法，该方法不使用补偿器，也不用将管道深埋和预制压弯角的方法，采用该方法不仅能缩短热网施工周期、降低工程投资，还能提高热网运行的可靠性，降低热网运行的耗电量。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法，适用于公称直径DN100～DN1200的管道敷设，本方法包括以下步骤：

(1)将供热管道的介质温度、压力及管径设定在一定的范围内；

(2)按照敷设路线确定管道敷设深度并开挖沟槽，然后将槽底铺100mm厚的沙垫层；

(3)将符合CJ/T114-2000标准的复合聚氨酯保温管道放入其中；

(4)将管道相互焊接连接；

(5)进行试压试验，试压合格后在管道的连接处作管道补口处理；

(6)在三通、变径连接及折角α＞10°处设置配方混凝土敦；

(7)在折角3°≤α≤10°处管道外壁上增设加强筋；

(8)沟槽回填。

所述的步骤(1)设定的范围应控制在供热介质温度在2.5℃～140℃之间，介质工作压力控制在0.05～2.5MPa之间。

所述的步骤(6)当变径将两个直管道进行连接时，需将变径两侧焊接环盘，然后将变径及其上的环盘埋入配方混凝土敦内。

所述的步骤(6)当两个连接管的连接角度α＞10°，将两根管的连接处焊接环盘并埋入配方混凝土墩内。

所述的步骤(6)当三根管道连接采用三通时，三通处直接埋入配方混凝土敦内。

所述的步骤(7)当两个连接管的连接角度3°≤α≤10°时，可以不设置配方混凝土敦，在两根管道的外壁焊接两道角度β为30°的加强筋。

所述的步骤(8)沟槽回填在环境温度下进行，在管道周围回填中、粗沙不留空隙，以超过管顶10cm高为第一层，以后可回填不含石块的原土每30～50cm为一层，分层夯实，直至回填到设计地面。

所述的配方混凝土敦为添加了墩用水泥量的1.5％～2％的混凝土泵送防水外加剂的钢筋混凝土敦。

古往今来热力管道的设计理论都是基于钢材的弹性理论，即在弹性限度之内钢材按“虎克定律”原理遇热伸长遇冷收缩，所以在管道上设置热补偿器，这就解决了它的热胀冷缩问题。本发明基于一种新的设计理论的创新，该常态无补偿直埋敷设方法是利用了钢材既具有弹性性能外，它还具有塑性性能这一特性，即钢材在外力作用下，应力大到一定程度以后它还具有一定的塑性形变能力，也就是钢管在巨大的外力作用下其钢材的金属晶格会发生蠕变(即进入钢材塑性状态)，晶格发生蠕变后也就吸收了钢管的热伸长，这就是利用钢材的弹塑性理论使热力金属管道不设补偿器也能安全运行的基础理论依据。

与原技术相比的优点及效益如下：

①降低工程投资

由于热力管道敷设时取消了补偿器，减少了混凝土固定墩，它总计能减少工程总投资约10％～12％。

②提高了工程的质量

由于管道取消了补偿器，等于取消了管道运行事故点，使热力管道基本可做到了免维修运行。

③减少热网的运行费用。

由于取消了补偿器，减少的热网局部阻力(约占热网总局部阻力的40％～50％)，即减少了热网的运行电耗。同时由于取消了补偿器装置，也减少了混凝土数量这样也就减少了混凝土墩向土壤的散热量，再加上取消了补偿器也就取消了补偿器本身的散热量，两者相加约能减少原来热网总散失热量的3/5～4/5。按此法敷设管道能做到每Km管内介质温降在0.2℃以下。这些都会降低热网的运行费用，提高热网的运行效益。

④提高了整体热网的使用寿命

原直埋敷设管网中的混凝土墩内钢管寿命仅为10余年，而非墩内其它正常直埋敷设的钢管寿命能达30年以上，由于采用了配方混凝土敦添加了混凝土泵送防水外加剂，防止了墩内管道腐蚀，使墩内钢管与正常直埋管道中的钢管使用寿命同样可达30年以上，即提高了整个热网的使用年限。

⑤缩短了施工周期

由于采用了常态无补偿直埋敷设技术，热网取消了补偿器及大大减少了混凝土墩数量，使整个热网施工速度大大加快，与原施工方式相比平均可缩短施工期约1/3～1/4。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

图1为变径连接管道时的结构示意图。

图2为连接管的连接角度3°≤α≤10°时的主视图。

图3为图2的左视图。

图4为本发明实施例的剖面图。

具体实施方式

实施例一：高温水供热管网

采用本发明高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法，主干线管径DN1200，敷设方法包括以下步骤：

(1)设定介质温度130℃，管内压力1.3Mpa；

(2)依据设计图纸确定管道敷设深度，按图4所示开挖沟槽，槽深H≥2.9m、同时保证h≥1.5m，将沟底部找平，并将槽底铺设100mm厚的沙垫层；

(3)将符合CJ/T114-2000标准的复合聚氨酯保温管道放入其中；

(4)将管道相互焊接连接，不设任何补偿器及固定支架；

(5)当连接过程中，遇到折弯处，做如下处理：

①当遇到三通时，将三通埋入配方混凝土敦内；

②当遇到变径连接管道时，需将变径两侧焊接环盘，然后将变径及其上的环盘埋入配方混凝土敦内，如图1所示；

③当遇到折角α＞10°时，在折弯处设置环盘并置于配方混凝土墩内；

④当折角3°≤α≤10°时，如图2和图3所示作加强筋处理；

⑤当折角α≤3°时，视为直线，不做任何处理；

(6)进行试压试验，试压合格后在管道的连接处作管道补口处理；

(7)在所有焊口处，待试压合格后作补口处理，该处理方法按常规复合聚氨酯管道补口处理方式进行；

(8)在环境温度下，在管道周围回填中、粗沙不留空隙，以超过管顶10cm高为第一层，以后可回填不含石块的原土每30～50cm为一层，分层夯实，直至回填到设计地面。

在热网某个部位为了分解集中推力可按图1所示设置混凝土敦，在变径3将两个管道进行连接时，需将变径3的两侧焊接环盘4，然后将变径3和两个管道1、2的端面的小部分埋入配方混凝土敦5内。这样，热胀冷缩的管道产生的力，通过环盘转移到配方混凝土敦上，从而减小了管道上的集中作用力，保证了管道连接处的安全。

同理，当两个连接管的夹角α＞10°时，夹角处焊接环盘，然后直接埋入配方混凝土敦内；当管道遇到三通时，也可将三通处直接埋入配方混凝土敦内。

如图2和3所示，当两个连接管1、2的连接角度3°≤α≤10°时，可以不设置配方混凝土敦，在两根管道的外壁焊接两道角度β为30°的加强筋6。

上述的配方混凝土敦为添加了墩用水泥量的1.5％～2％的混凝土泵送防水外加剂的钢筋混凝土敦，其混凝土泵送外加剂采购于辽宁省建筑科学研究院研制的型号为JL144-III。

实施例二：

采用的主干线管径为DN100，其中供热介质设定为10℃，管道内压力为0.1MPa，依据设计图纸确定管道敷设深度，按图4所示开挖沟槽，槽深H≥1.2m、同时保证h≥0.8m，将沟底部找平，并将槽底铺设100mm厚的沙垫层，其他敷设方法同实施例一的步骤。

实施例三：

采用的主干线管径为DN800，其中供热介质设定为120℃，管道内压力为1.1MPa，依据设计图纸确定管道敷设深度，按图4所示开挖沟槽，槽深H≥2.2m、同时保证h≥1.2m，将沟底部找平，并将槽底铺设100mm厚的沙垫层，其他敷设方法同实施例一的步骤。

Claims (5)

1.一种高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法，适用于公称直径在DN100～DN1200之间的管道敷设，其特征在于：本方法包括以下步骤：

(1)将供热管道的介质温度、压力及管径设定在一定的范围内；

(2)按照敷设路线确定管道敷设深度并开挖沟槽，然后将槽底铺100mm厚的沙垫层；

(3)将符合CJ/T114-2000标准的复合聚氨酯保温管道放入其中；

(4)将管道相互焊接连接；

(5)进行试压试验，试压合格后在管道的连接处作管道补口处理；

(6)在三通、变径连接及折角α＞10°处设置配方混凝土敦；当变径将两个直管道进行连接时，需将变径两侧焊接环盘，然后将变径及其上的环盘埋入配方混凝土敦内；当两个连接管的连接角度α＞10°，将两根管的连接处焊接环盘并埋入配方混凝土墩内；当三根管道连接采用三通时，三通处直接埋入配方混凝土敦内；

(7)在折角3°≤α≤10°处管道外壁上增设加强筋；

(8)沟槽回填。

2.如权利要求1所述的一种高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法，其特征在于：所述的步骤(1)设定的范围应控制在供热介质温度在2.5℃～140℃之间，介质工作压力控制在0.05～2.5MPa之间。

3.如权利要求1所述的一种高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法，其特征在于：所述的步骤(7)当两个连接管的连接角度3°≤α≤10°时，不设置配方混凝土敦，在两根管道的外壁焊接两道角度β为30°的加强筋。

4.如权利要求1所述的一种高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法，其特征在于：所述的步骤(8)沟槽回填在环境温度下进行，在管道周围回填中、粗沙不留空隙，以超过管顶10cm高为第一层，以后回填不含石块的原土每30～50cm为一层，分层夯实，直至回填到设计地面。

5.如权利要求1至4任一项所述的一种高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法，其特征在于：所述的配方混凝土敦为添加了墩用水泥量的1.5％～2％的混凝土泵送防水外加剂的钢筋混凝土敦。

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