CN105065916A - 一种高温输油管道的放热结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温输油管道的放热结构，包括风管结构和保温结构。所述风管结构包括纵向通风管和倒置L形通风管，所述倒置L形通风管底端与所述纵向通风管垂直连接、顶端伸出地面，沿所述纵向通风管长度方向分布有若干所述倒置L形通风管，两个所述风管结构设置于输油管道两侧，所述纵向通风管与所述输油管道平行；所述保温结构包括保温层和管底保温板，保温层包裹在输油管道外部，管底保温板置于输油管道下部，沿输油管道通铺。本发明能够有效的使输油管道中的热量通过风管结构散失到大气中，并通过保温结构阻隔和减少热量的进入，保证多年冻土区输油管道结构的长期稳定性。

Description

一种高温输油管道的放热结构

技术领域

本发明涉及原油输送设备制造技术领域，尤其是一种高温输油管道的放热结构。

背景技术

多年冻土区输油管道主要病害是由管道附近多年冻土融化引起的地表沉陷、管沟积水、管沟土体裂陷等。研究表明，目前中俄输油管道油温较高（2011和2012监测的油温在0.42℃至16.2℃），埋设通过多年冻土时，热流不断由管道向周围土体扩散，打破了原有的热平衡，促进了多年冻土的融化，使多年冻土上限不断下降，导致管道周围土体沉降，使管道结构丧失稳定性。为保证输油管道结构稳定性，必须保证管道周围的多年冻土的热稳定性，即采取一系列工程措施使管道周围多年冻土不退化。传统的方法是采取管道保温层对管道进行保温隔热处理，减小热量传递向多年冻土层中传递速度。现场监测数据表明，与无措施的输油管道相比，隔热措施下同期土体温度较低，但多年冻土上限仍有显著降低。隔热措施降低了热流密度，减缓了输油管道中的热量向周围土体扩散的速度，这种被动的隔热措施并不能有效的保证多年冻土长期不退化，必须采用其他措施保证输油管道的底部冻土长期热稳定性。

横向通风管作为一种廉价且降温效果显著的措施，广泛应用在公路、铁路路基中，形成主动冷却路基，保证路基下部多年冻土的热稳定性。在一个冻融周期内，进入路基下部多年冻土层中的冷能大于吸收的热能，冷能剩余，使冻土“冷却”、不退化，保证了多年冻土的热稳定性。输油管道工程与道路工程均是线性工程，但管道深埋地下，采用横向通风管需进行大开挖，对冻土环境的破坏较严重，且无法利用强迫对流换热对冻土的进行冷却。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种高温输油管道的放热结构，能够有效的使输油管道中的热量通过通风管散失到大气中，阻隔和减少进入周围冻土的热量，避免冻土退化，保证输油管道结构的长期稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种高温输油管道的放热结构，包括风管结构，所述风管结构包括纵向通风管和倒置L形通风管，所述倒置L形通风管底端与所述纵向通风管垂直连接、顶端伸出地面，沿所述纵向通风管长度方向分布有若干所述倒置L形通风管，

两个所述风管结构设置于输油管道两侧，所述纵向通风管与所述输油管道平行。

进一步地，所述倒置L形通风管顶端弯折方向与纵向通风管的延伸方向垂直。

进一步地，同一根所述纵向通风管上相邻的两个所述倒置L形通风管的弯折方向相反。

进一步地，所述倒置L形通风管的顶部弯折部为弧形，且所述弯折部端口向下。

进一步地，在所述输油管道下方设置有底部保温板，

所述底部保温板水平设置，长度与所述输油管道长度对应，宽度与两个所述风管结构之间的距离对应。

进一步地，在所述输油管道外部包裹有保温层。

本发明一种高温输油管道的放热结构，能够有效的使输油管道中的热量通过通风管散失到大气中，阻隔和减少进入周围冻土的热量，避免冻土退化，保证输油管道结构的长期稳定性。

附图说明

图1为本发明所述一种高温输油管道的放热结构的主视示意图；

图2为本发明所述一种高温输油管道的放热结构的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1和2所示的一种高温输油管道的放热结构，包括风管结构，风管结构包括纵向通风管3和倒置L形通风管6，倒置L形通风管6底端与纵向通风管3垂直连接且连通、顶端从土壤5伸出地面，沿纵向通风管3长度方向分布有若干倒置L形通风管6，

两个风管结构设置于输油管道1两侧，纵向通风管3与输油管道1平行。

倒置L形通风管6顶端弯折方向与纵向通风管3的延伸方向垂直。

同一根纵向通风管3上相邻的两个倒置L形通风管6的弯折方向相反。

倒置L形通风管6的顶部弯折部6为弧形，且弯折部6端口向下。

在输油管道1下方设置有底部保温板2，

底部保温板2水平设置，长度与输油管道1长度对应，宽度与两个风管结构之间的距离对应。

在所述输油管道1外部包裹有保温层7。

各部件制作材料和相关数据参数为：

保温层7，其材料为塑料保温材料，导热系数不大于0.03W.m^-1.K^-1，厚度为5cm至10cm。

底部保温板2，其材料为塑料保温材料，导热系数不大于0.03W.m^-1.K^-1，厚度为8cm至15cm，距离管道保温层7外径10cm至30cm。

纵向通风管3材料为混凝土或钢材，外径为20cm至60cm，若为混凝土，则其管壁厚为5cm至10cm，若为钢材，则其壁厚为5mm至10mm，纵向通风管3与保温层7的外径间距为10cm至40cm。

倒置L形通风管6的材料与纵向通风管3的一致，外径为20cm至40cm，若为混凝土，则其管壁厚为3cm至6cm，若为钢材，则其壁厚为5mm至10mm；相邻两个倒置L形通风管6间距为5m至20m，顶端高出天然地表高度为0.5m至1.5m。

具体设置方法如下：

在天然地表开挖至设计标高后，在坑底铺设30cm厚中、粗砂进行换填，再沿纵向铺设厚度为8cm、宽为3m的底部保温板2，并在其上铺设10cm厚细砂，底部保温板2底部埋深2.65m。

输油管道1外径813mm、壁厚16mm，在其外壁包裹厚为8cm的保温层7，之后将其放置在细砂层之上，其中保温层7顶部埋深1.5m。

纵向通风管3在现场制作，外径40cm、壁厚5cm、每节长5至10m，与输油管道1平行，两节纵向通风管3对称放置，分别与保温层7外径的水平间距为10cm；纵向通风管3与保温层7之间的空隙用细砂填充。

倒置L形通风管6在现场制作，外径20cm，壁厚3cm，与纵向通风管3连接，相邻连个倒置L形通风管6之间的间距为5m，顶端高出天然地表0.5m。

本发明一种高温输油管道的放热结构，能够有效的使输油管道中的热量通过通风管散失到大气中，阻隔和减少进入周围冻土的热量，避免冻土退化，保证输油管道结构的长期稳定性。

其优点在于：第一，在纵向，纵向通风管冬季即使很小的温差下也可形成的强烈对流换热即“烟囱效应”；第二，在横向，倒置L形通风管管口交错布置有利于不同风向作用下的强迫对流换热；第三，向下的管口可以避免风吹雪或土沙等进入堵塞通风管。

本发明所涉及到的部件材料均为普通土工材料，造价低，且施工工序少，后期维护简单。整个结构施工时，与输油管道开挖施工同时进行；保温层与管沟底部保温板材质均为塑料保温材料，可在工厂制作后直接在现场安装、铺设；纵向通风管与倒L型烟囱材质可为混凝土或者钢材，可在施工现场预制，然后进行拼装。

Claims (6)

1.一种高温输油管道的放热结构，其特征在于，包括风管结构，所述风管结构包括纵向通风管和倒置L形通风管，所述倒置L形通风管底端与所述纵向通风管垂直连接、顶端伸出地面，沿所述纵向通风管长度方向分布有若干所述倒置L形通风管，

两个所述风管结构设置于输油管道两侧，所述纵向通风管与所述输油管道平行。

2.如权利要求1所述一种高温输油管道的放热结构，其特征在于，所述倒置L形通风管顶端弯折方向与纵向通风管的延伸方向垂直。

3.如权利要求2所述一种高温输油管道的放热结构，其特征在于，同一根所述纵向通风管上相邻的两个所述倒置L形通风管的弯折方向相反。

4.如权利要求1至3任一所述一种高温输油管道的放热结构，其特征在于，所述倒置L形通风管的顶部弯折部为弧形，且所述弯折部端口向下。

5.如权利要求1所述一种高温输油管道的放热结构，其特征在于，在所述输油管道下方设置有底部保温板，

所述底部保温板水平设置，长度与所述输油管道长度对应，宽度与两个所述风管结构之间的距离对应。

6.如权利要求1所述一种高温输油管道的放热结构，其特征在于，在所述输油管道外部包裹有保温层。