CN104406012A - 聚乙烯燃气管道的保温隔热结构及保温隔热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚乙烯燃气管道的保温隔热结构及保温隔热方法，其保温隔热结构是：包括一组埋设在土壤中的热力管道及与其相互平行或垂直交叉铺设的输送燃气介质的聚乙烯燃气管道，在聚乙烯燃气管道上包覆一保温管壳；该保温管壳至少覆盖聚乙烯燃气管道朝向热力管道的一半侧。保温管壳长度方向由两节以上的单元体保温管壳相互拼接而成，其可保证燃气管道在周边温度不大于40℃或更低的温度下安全运行。

Description

聚乙烯燃气管道的保温隔热结构及保温隔热方法

技术领域

本发明属于燃气管道工程技术领域，具体涉及一种铺设聚乙烯燃气管道的保温隔热结构和保温隔热方法。

背景技术

中华人民共和国行业标准CJJ 63-2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》规定了布置地下聚乙烯燃气管道时，地下聚乙烯燃气管道应与热力管道之间的水平净距与垂直净距不应小于特定的值，并应确保燃气管道周围土壤温度不大于40℃。

但在实际工程中，由于小区内各种管线较多，而可以敷设管线的空间较小，因此，在布置聚乙烯燃气管道时，聚乙烯燃气管线与热力管线平行敷设的水平净距难以保证；同时，由于热力管线覆土一般为1.0米，聚乙烯燃气管线覆土厚度在车行道下不小于0.9米，非车行道(含人行道)下，不得小于0.6米，交叉铺设时垂直净距难以保证。因此，为了满足上述间距和覆土的要求，往往设计人会将聚乙烯管用钢塑转换接头转换为钢管，聚乙烯管防腐性能优良、使用寿命长的优点就无法有效利用；如果在交叉和平行净距不满足的地方，用钢管，其他地方用聚乙烯管，则管道系统的完整性又被破坏。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种铺设聚乙烯燃气管道的保温隔热结构，其可以解决现有技术的问题，在保证燃气管道周边温度不大于40℃或更低温度的安全环境下，可以缩短聚乙烯燃气管道与热力管道的水平净距与垂直净距。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种聚乙烯燃气管道的保温隔热结构，包括一组埋设在土壤中的热力管道及与其相互平行或垂直交叉铺设的输送燃气介质的聚乙烯燃气管道；在聚乙烯燃气管道上包覆一保温管壳；该保温管壳至少覆盖聚乙烯燃气管道朝向热力管道的一半侧。

所述聚乙烯燃气管道的保温隔热结构中，所述保温管壳长度方向由两节以上的单元体保温管壳相互拼接而成；每个单元体保温管壳是由一个或两个半体、或三个以上的小半体保温管壳对接而成。

所述聚乙烯燃气管道的保温隔热结构中，所述各节单元体保温管壳间及所述单元体中两两对接的半体或小半体保温管壳间各自独立采用榫卯接合，或采用一体结合式榫卯接合。

所述聚乙烯燃气管道的保温隔热结构中，所述各节单元体保温管壳间及所述单元体中两两对接的半体或小半体保温管壳间采用一体结合式榫卯接合时，所述各单元体中的半体或小半体保温管壳的一长向对接端面上开有卯眼，另一长向对接端面上带有榫头，该半体或小半体保温管壳的一侧端面上开有卯眼，另一侧端面上带有榫头，所述的两卯眼联通(即长向对接端面上开的卯眼与一侧端面上开有的卯眼相通)，所述两榫头联为一体(即另一长向对接端面上带有的榫头与另一侧端面上带有的榫头联为一体)。这样的设计使得对接时牢固可靠，且密封性好。

所述聚乙烯燃气管道的保温隔热结构中，当一组热力管道与聚乙烯燃气管道相互垂直交叉铺设时，所述聚乙烯燃气管道上包覆的保温管壳的段长至少是自热力管线各两端管壁向外延伸1m。

所述聚乙烯燃气管道的保温隔热结构中至少还包括如下特征之一：

1)在保温管壳的外围包裹有一冷缠带层；

2)在保温管壳两端头加有热缩防水帽；

3)在热力管道与聚乙烯燃气管道之间加设一道保温隔热护板；

4)所述保温管壳的厚度至少为20mm；其为导热系数(50℃状态下)小于等于0.033W/(m·K)的闭孔结构的硬质聚氨酯泡沫材质制成。

所述聚乙烯燃气管道的保温隔热结构中，在热力管道与聚乙烯燃气管道之间加设的保温隔热护板采用平板或带弧度板；该保温隔热护板采用平板时，该平板的位置距聚乙烯燃气管道管外壁的距离为0～0.2m；该保温隔热护板采用带弧度板时，若该带弧度板的凹面指向所述的聚乙烯燃气管道时，则该带弧度板距聚乙烯燃气管道管外壁的距离为0～0.2m；若该带弧度板的凹面指向所述的热力管道时，则该带弧度板位于热力管道与聚乙烯燃气管道正中心位置的±0.1m区域内。

本发明的另一目的是提供一种铺设聚乙烯燃气管道的保温隔热方法，其利用上述的铺设聚乙烯燃气管道的保温隔热结构，以保证聚乙烯燃气管道在周边温度不大于40℃或更低的温度下安全运行。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种聚乙烯燃气管道的保温隔热方法，包括已埋设在土壤中的一组热力管道；其方法如下：

预先制作所述的保温管壳：先用模具制出一组半体或小半体保温管壳，每个半体或小半体的保温管壳各长向、径向的两端头上均带有用于榫卯结合的榫头或卯眼；

在埋设聚乙烯燃气管道之前或后，将一组半体或小半体保温管壳相互对接以直接对聚乙烯燃气管道进行包覆，在长度方向再连续拼接，最终在聚乙烯燃气管道本体上形成保温管壳。

所述的聚乙烯燃气管道的保温隔热方法中，包覆完成后，在保温管壳外缠冷缠胶带，或在保温管壳两端再加用于进行防护的热缩防水帽。

所述的聚乙烯燃气管道的保温隔热方法中，在热力管道与聚乙烯燃气管道之间且距聚乙烯燃气管道管外壁的距离0～0.2m处，再附加设立一道平板式的保温隔热护板；或，在热力管道与聚乙烯燃气管道之间且距聚乙烯燃气管道管外壁的距离0～0.2m处，再附加设立一道圆弧形板式的保温隔热护板，让圆弧形板的凹面指向聚乙烯燃气管道；或，在热力管道与聚乙烯燃气管道之间且位于热力管道与聚乙烯燃气管道正中心位置的±0.1m区域内，再附加设立一道圆弧形板或平弧组合式板，让该圆弧形板或平弧组合式板的凹面指向热力管道。

本发明方案中加设的热缩防水帽是一种经高能离子辐射处理的聚乙烯材料制作，外观呈帽状，由聚乙烯管材扩张成型后覆合一层热熔胶膜而成，热缩防水帽具有较高的机械强度，耐老化性，耐环境应力开裂、密封性能好等特点，具有较长的使用寿命，该产品适用于各种规格的聚氨酯泡沫塑料保温管端头防水和防护；在保温管壳外裹的冷缠带主要用于防腐缠绕使用的胶粘带，冷缠带一般包括聚乙烯(复合)型防腐胶带，聚丙烯增强纤维防腐胶带。

本发明的优点是：可解决在实际工程布置聚乙烯燃气管线时，聚乙烯燃气管道与已有热力管道交叉或平行铺设时无法满足CJJ 63-2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》规定的地下埋设聚乙烯燃气管道与热力管道之间的最小水平净距或垂直净距的情况下，通过采用本发明的技术方案，可以保证聚乙烯燃气管道在周边温度不大于40℃或更低的温度下安全运行。特别是聚氨酯硬质泡沫保温管壳和聚氨酯硬质泡沫保温隔热护板采用榫卯结合的方式，方便现场拼接和拆卸，利于聚乙烯燃气管道的维护。

附图说明

图1a是本发明聚乙烯燃气管道的保温隔热设施一实施例结构示意图(埋设的聚乙烯燃气管道与热力管道相互平行铺设)。

图1b是图1a所示实施例的结构示意图(A向)。

图2a是本发明聚乙烯燃气管道的保温隔热设施另一实施例结构示意图(埋设的聚乙烯燃气管道与热力管道相互垂直交叉铺设)。

图2b是图2a所示实施例的结构示意图(B向)。

图3是本发明聚氨酯硬质泡沫保温管壳结构示意图(立体视图，两节单元体保温管壳对接组成)。

图4a是本发明聚氨酯硬质泡沫保温管壳结构示意图(立体视图，一个半体保温管壳，示出其长度方向一端带有榫头)。

图4b是本发明聚氨酯硬质泡沫保温管壳结构示意图(立体视图，一个半体保温管壳，示出其长度方向一端带有卯眼)。

图4c是本发明聚氨酯硬质泡沫保温管壳的半体保温管壳结构示意图(主视图)。

图4d是本发明聚氨酯硬质泡沫保温管壳的半体保温管壳结构示意图(侧视图)。

图5a是本发明聚乙烯燃气管道的保温隔热设施加强型一实施例结构示意图(加设直板型保温隔热护板)。

图5b是本发明聚乙烯燃气管道的保温隔热设施加强型另一实施例结构示意图(加设直板型保温隔热护板)。

图6a是本发明聚乙烯燃气管道的保温隔热设施加强型又一实施例结构示意图(加设凹面指向聚乙烯燃气管道的圆弧形保温隔热护板)。

图6b是图6a的轴侧图。

图7是本发明聚乙烯燃气管道的保温隔热设施加强型再一实施例结构示意图(加设凹面指向热力管道的圆弧形保温隔热护板)。

图8是本发明聚乙烯燃气管道的保温隔热设施加强型又一实施例结构示意图(加设凹面指向聚乙烯燃气管道的圆弧形保温隔热护板)。

图9a是本发明聚乙烯燃气管道的保温隔热结构第九实施例结构示意图(加设凹面指向热力管道的平弧组合式保温隔热护板)。

图9b是图9a所示实施例的结构示意图(I向)。

图中：1.聚乙烯燃气管道；2.热力管道；3.保温管壳；301.榫头；302.卯眼；4.冷缠带层；5’.直板型保温隔热护板；5.圆弧形保温隔热护板；5”.平弧组合式保温隔热护板。

具体实施方式

参阅图1a、图1b、图2a和图2b所示，本发明聚乙烯燃气管道的保温隔热结构及方法的主要创新点在于：在实际工程布置输送燃气介质的聚乙烯燃气管线时，聚乙烯燃气管道1与已有热力管道2交叉或平行铺设时无法满足CJJ 63-2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》规定的地下埋设聚乙烯燃气管道与热力管道之间的最小水平净距或垂直净距的情况下，在聚乙烯燃气管道1本体上套设保温管壳3(一般采用聚氨酯硬质泡沫制作)。

所述的聚氨酯硬质泡沫保温管壳3以闭孔结构且选用导热系数(50℃状态下)小于等于0.033W/(m·K)的聚氨酯硬质泡沫为佳，可以起到保温绝热作用。为能达到保温效果，本发明聚乙烯燃气管道1本体上包裹的聚氨酯硬质泡沫保温管壳3的厚度应在30mm厚度左右为佳(至少20mm)。

选择聚氨酯保温材料主要是由于其强度较高、导热系数小保温性能好、闭孔材料、耐热性能好、使用寿命长、质轻、运输及施工方便等优点，耐水性也不错，对于导热系数(50℃状态下)小于等于0.033W/(m·K)的聚氨酯硬质泡沫更适合本发明保温管壳3的的选用。

如图2a、图2b所示，在具体的实施工程中，当一组热力管道2及与输送燃气介质的聚乙烯燃气管道1相互垂直交叉铺设时，在所述聚乙烯燃气管道1的聚氨酯硬质泡沫保温管壳3外围除还可以缠有一冷缠带层4之外，还可进一步加装硬质套管。

当一组热力管道2及与输送燃气介质的聚乙烯燃气管道1相互垂直交叉铺设时，所述聚乙烯燃气管道上包裹的聚氨酯硬质泡沫保温管壳的段长至少是自热力管线各两端管壁向外延伸1m长(参见图2b)。

参见图3，本发明聚乙烯燃气管道1本体上套设的保温管壳3在长度方向可以是由两节以上的单元体保温管壳相互拼接而成，每个单元体保温管壳又可以是由两个对接的半体保温管壳组合而成，半体保温管壳的结构可参见图4a、图4b、图4c和图4d所示；亦可是三个以上的小半体保温管壳合围而成。各节单元体保温管壳间及所述的两两对接的半体或小半体保温管壳间均采用榫卯接合(半体或小半体保温管壳的端头和对接面上带有榫头301和卯眼302)。

为取得更好的使用效果，在保温管壳3的两端头还可以加热缩防水帽。

为取得更好的保温效果，在上述技术方案的基础上可以再加设一道保温隔热护板(加强型技术方案)，参见图5a、图5b、图6a、图6b、图7、图8、图9a和图9b，无论是埋设的聚乙烯燃气管道与热力管道相互平行铺设还是相互垂直交叉铺设，可同时加设直板型保温隔热护板5’、圆弧形保温隔热护板5或平弧组合式保温隔热护板5”。

图5a示出的是：埋设的聚乙烯燃气管道1与热力管道2相互平行铺设时，在聚乙烯燃气管道1上包覆保温管壳3的同时，另加设平板式聚氨酯硬质泡沫保温隔热护板5’；该平板式聚氨酯硬质泡沫保温隔热护板的厚度方向与前述两平行铺设管道的轴线所在平面平行，该平板式聚氨酯硬质泡沫保温隔热护板相对于两平行铺设管道的轴线所在平面对称。

图5b示出的是：埋设的聚乙烯燃气管道1与热力管道2相互垂直交叉铺设时，在聚乙烯燃气管道1上包覆保温管壳3的同时，另加设平板式保温隔热护板5’，此时该组热力管道包括平行布设的供、回水两条热力管道；该平板式聚氨酯硬质泡沫保温隔热护板5’的厚度方向与前述供、回水两条热力管道轴线所在平面垂直；平板式聚氨酯硬质泡沫保温隔热护板宽度方向相对于供、回水两条热力管道轴线的中线对称，平板式聚氨酯硬质泡沫保温隔热护板长度方向与热力管道平行且相对于聚乙烯燃气管道轴线对称。

图6a和图6b示出的是：埋设的聚乙烯燃气管道1与热力管道2相互平行铺设时，在聚乙烯燃气管道1上包覆保温管壳3的同时，另加设圆弧形保温隔热护板5，且圆弧形保温隔热护板的凹面指向所述的聚乙烯燃气管道1。该圆弧形保温隔热护板板内壁的中点距聚乙烯燃气管道管外壁的距离为0～0.2m。

图7示出的是：埋设的聚乙烯燃气管道与热力管道相互平行铺设时，在聚乙烯燃气管道1上包覆保温管壳3的同时，另加设圆弧形保温隔热护板5，且圆弧形保温隔热护板的凹面指向所述的热力管道，此时，所述圆弧形保温隔热护板中轴线在热力管道与聚乙烯燃气管道两平行管道轴线所在的平面内，且圆弧形保温隔热护板相对于两平行管道轴线所在平面对称；该圆弧形保温隔热护板板内壁的中点位于热力管道与聚乙烯燃气管道正中心位置的±0.1m区域内。

图8示出的是：埋设的聚乙烯燃气管道1与热力管道2相互垂直交叉铺设时，在聚乙烯燃气管道1上包覆保温管壳3的同时，另加设圆弧形保温隔热护板5，且圆弧形保温隔热护板的凹面指向所述的聚乙烯燃气管道1。此时，圆弧形保温隔热护板5的中轴线在聚乙烯燃气管道1轴线正下方，圆弧形保温隔热护板长度方向与聚乙烯燃气管道1平行。

图9a和图9b示出的是：埋设的聚乙烯燃气管道1与热力管道2相互垂直交叉铺设时，在聚乙烯燃气管道1上包覆保温管壳3的同时，另加设平弧组合式保温隔热护板5”，且平弧组合式保温隔热护板5”的凹面指向所述的热力管道2；该平弧组合式保温隔热护板5”板壁的中点位于热力管道与聚乙烯燃气管道正中心位置的±0.1m区域内。

在所述聚乙烯燃气管道的保温隔热设施中，当所述一组热力管道与聚乙烯燃气管道相互平行铺设且在两者之间设平板、圆弧形板或平弧组合式板的聚氨酯硬质泡沫保温隔热护板时，所述平板、圆弧形板或平弧组合式板的两边端各长出聚乙烯燃气管道与热力管道平行部分至少1m；且聚氨酯硬质泡沫保温隔热护板的长度方向亦是由一组分体单元板相互粘接或榫接构成的整单元板。

本发明聚乙烯燃气管道的保温隔热设施主要应用于实际工程中在地下埋设聚乙烯燃气管线时，聚乙烯燃气管道与已有热力管道交叉或平行铺设时无法满足CJJ 63-2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》规定的地下聚乙烯燃气管道与热力管道之间的最小水平净距或垂直净距的情况下，通过对聚乙烯燃气管道进行保温对聚乙烯燃气管道进行防护，以保证聚乙烯燃气管道在周边土壤不大于40℃或更低的温度下安全运行。

本发明保温隔热结构的主要设计方案是依据热力管道在土壤中的温度场对聚乙烯燃气管道1的影响，包括平行铺设时的二维传热分析和垂直铺设时的三维传热分析，聚乙烯燃气管道1内部为天然气自身热阻对于土壤较小(不考虑管道内燃气流动，强制对流的情况，即最坏的情况)。通过在热力管与聚乙烯燃气管道1加装不同形状的尺寸的保温隔热板(管壳)，保温隔热板(管壳)热阻也远小于土壤，以改变热力管与聚乙烯燃气管道1周围的温场分部，使温度梯度(等温线)向热力管测偏移，减缓从热力管一侧热量的传递，从而降低聚乙烯燃气管道1周围的温度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种聚乙烯燃气管道的保温隔热结构，包括一组埋设在土壤中的热力管道及与其相互平行或垂直交叉铺设的输送燃气介质的聚乙烯燃气管道；其特征在于：在聚乙烯燃气管道上包覆一保温管壳；该保温管壳至少覆盖聚乙烯燃气管道朝向热力管道的一半侧。

2.根据权利要求2所述的聚乙烯燃气管道的保温隔热结构，其特征在于：所述保温管壳长度方向由两节以上的单元体保温管壳相互拼接而成；每个单元体保温管壳是由一个或两个半体、或三个以上的小半体保温管壳对接而成。

3.根据权利要求2所述的聚乙烯燃气管道的保温隔热结构，其特征在于：所述各节单元体保温管壳间及所述单元体中两两对接的半体或小半体保温管壳间各自独立采用榫卯接合，或采用一体结合式榫卯接合。

4.根据权利要求3所述的聚乙烯燃气管道的保温隔热结构，其特征在于：所述各节单元体保温管壳间及所述单元体中两两对接的半体或小半体保温管壳间采用一体结合式榫卯接合时，所述各单元体中的半体或小半体保温管壳的一长向对接端面上开有卯眼，另一长向对接端面上带有榫头，该半体或小半体保温管壳的一侧端面上开有卯眼，另一侧端面上带有榫头，所述的两卯眼联通，所述两榫头联为一体。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚乙烯燃气管道的保温隔热结构，其特征在于：当一组热力管道与聚乙烯燃气管道相互垂直交叉铺设时，所述聚乙烯燃气管道上包覆的保温管壳的段长至少是自热力管线各两端管壁向外延伸1m。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的聚乙烯燃气管道的保温隔热结构，其特征在于至少还包括如下特征之一：

1)在保温管壳的外围包裹有一冷缠带层；

2)在保温管壳两端头加有热缩防水帽；

3)在热力管道与聚乙烯燃气管道之间加设一道保温隔热护板；

4)所述保温管壳的厚度至少为20mm；其50℃状态下的导热系数小于等于0.033W/(m·K)的闭孔结构的硬质聚氨酯泡沫材质制成。

7.根据权利要求6中所述的聚乙烯燃气管道的保温隔热结构，其特征在于：

在热力管道与聚乙烯燃气管道之间加设的保温隔热护板采用平板或带弧度板；

该保温隔热护板采用平板时，该平板的位置距聚乙烯燃气管道管外壁的距离为0～0.2m；

该保温隔热护板采用带弧度板时：

若该带弧度板的凹面指向所述的聚乙烯燃气管道时，采用圆弧形板，该圆弧形板板内壁的中点距聚乙烯燃气管道管外壁的距离为0～0.2m；

若该带弧度板的凹面指向所述的热力管道时，该带弧度板板内壁的中点位于热力管道与聚乙烯燃气管道正中心位置的±0.1m区域内；所述的带弧度板采用圆弧形板或是平弧组合式板，其中，所述平弧组合式板是由中间平板段和两边圆弧板段组合形成的围板。

8.一种利用权利要求1至7中任一种所述的保温隔热结构实现聚乙烯燃气管道的保温隔热方法，包括已埋设在土壤中的一组热力管道；其特征在于方法如下：

预先制作所述的保温管壳：先用模具制出一组半体或小半体保温管壳，每个半体或小半体的保温管壳各长向、径向的两端头上均带有用于榫卯结合的榫头或卯眼；

在埋设聚乙烯燃气管道之前或后，将一组半体或小半体保温管壳相互对接以直接对聚乙烯燃气管道进行包覆，在长度方向再连续拼接，最终在聚乙烯燃气管道本体上形成保温管壳。

9.根据权利要求8所述的聚乙烯燃气管道的保温隔热方法，其特征在于：包覆完成后，在保温管壳外缠冷缠胶带，或在保温管壳两端再加用于进行防护的热缩防水帽。

10.根据权利要求8所述的聚乙烯燃气管道的保温隔热方法，其特征在于：

在热力管道与聚乙烯燃气管道之间且距聚乙烯燃气管道管外壁的距离0～0.2m处，再附加设立一道平板式的保温隔热护板；

或，在热力管道与聚乙烯燃气管道之间且距聚乙烯燃气管道管外壁的距离0～0.2m处，再附加设立一道圆弧形板式的保温隔热护板，让圆弧形板的凹面指向聚乙烯燃气管道；

亦或，在热力管道与聚乙烯燃气管道之间且位于正中心位置的±0.1m区域内，再附加设立一道圆弧形板或平弧组合式板，让该圆弧形板或平弧组合式板的凹面指向热力管道。