CN110469748A - 一种预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统 - Google Patents

一种预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种预制架空低能耗蒸汽管网长距离输系统，包含预制保温直管段和(或)预制保温弯头、预制保温专用管托、柔性接头、预制保温补偿器；预制保温直管段和(或)预制保温弯头包括芯管，在芯管外设置至少3层保温层，在内层保温层外侧设置1层反射层，在反射层外侧设置至少一层中间保温层，在外层保温层外侧设置1层外护层；内层保温层、中间保温层和外层保温层的长度由内往外依次减小并居中设置形成台阶状接头；柔性接头两端具有梯形接头，包裹在预制保温直管段和/或预制保温弯头的结合处。本发明提高了蒸汽输送系统的安装效率，大大缩短了施工周期，延长了管网使用寿命，减少运维成本，整条系统更加安全、节能。

Description

一种预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统
技术领域
本发明属于蒸汽长距离输送领域，涉及一种预制架空低能耗蒸汽管网长距离输系统，特别涉及热力管网架空敷设领域内的预制保温输送系统。
背景技术
随着环境问题日益严峻，能源领域对节能减排要求越来越高，热电厂和与之相配套的热网建设发展很快，热网与环境之间存在热交换，为提高管网输送效率，寄希望于将管网的热损失降到最低。降低管网热损失的传统做法是在施工现场，在蒸汽管道外表面包裹厚厚的软质保温材料，采用该保温方式，热量先从管道外面传递到保温层外表面，再以对流传热和辐射传热方式向周围环境放热，尤其是在外壳脱落、保温缝隙处、钢管裸露等部位管道的热损失尤为严重。随着热网规模越来越大，管线越来越长，对管网的保温技术的要求也越来越高。传统保温方法存在的问题有：
1、保温结构不耐久，容易损坏；
2、存在较多的环向缝与纵向缝，不仅成为热损失的隐患，更容易导致水汽浸入；
3、使用过程中需要定期检查维修，运维成本高；
4、隔热支架效果不理想，管托底板温度较高；
5、现场安装，时间损耗大，受安装工技能影响较大。
鉴于长输热网传统保温技术存在的弊端，开发一种方便安装、节约材料、可缩短施工周期的新型预制低能耗长距离输送系统显得十分有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，该系统包括预制保温直管段和(或)预制保温弯头、预制保温专用管托、柔性接头、预制保温补偿器，上述主要结构均为预制件，施工现场只需要少量的作业就能快速完成整条管线的敷设工作。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
一种预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，包括预制保温直管段和(或)预制保温弯头、预制保温专用管托、柔性接头、预制保温补偿器；所述的预制保温直管段和(或)预制保温弯头包括芯管，在芯管外设置至少3层保温层，包括内层保温层、至少1层中间保温层和外层保温层，在内层保温层外侧设置1层反射层，在反射层外侧设置至少一层中间保温层，在外层保温层外侧设置1层外护层；内层保温层、中间保温层和外层保温层的长度由内往外依次减小并居中设置使预制保温直管段和(或)预制保温弯头两端形成台阶状接头；所述的柔性接头两端具有梯形接头，柔性接头包裹在预制保温直管段和/或预制保温弯头的结合处，与预制保温直管段(或)预制保温弯头两端的梯形接口形成无缝对接，接头处搭接紧实；管网通过预制保温弯头实现流体转向；所述的预制保温直管段和(或)预制保温弯头通过所述的预制保温专用管托支撑，预制保温专用管托安装在事先做好的基础结构上；所述的预制保温补偿器用于吸收管道热膨胀，减少管道热位移。
预制保温直管段和(或)预制保温弯头中，内层保温层的材料为软质纤维类保温材料，常见的有硅酸铝棉(硅酸铝针刺毯)、纳米气凝胶毡或超细玻璃棉等，内层保温层的厚度为8～50mm；外层保温层的材料为硬质聚氨酯泡沫，外层保温层厚度为10mm～35mm；中间保温层的材料为微孔硅酸钙瓦，单层中间保温层的厚度为30mm～80mm。
内层保温层采用镀锌钢带将软质纤维类保温材料捆扎在芯管表面，每隔25cm扎一道钢带，软质纤维类保温材料的纵向缝和环向缝要错缝、搭接，搭接处两边切削成45°，纵向缝不得设置在芯管上60°范围内。
硅酸铝棉是一种以硅酸铝为原料采用电阻炉工艺，特制硅酸铝长纤维针刺成型的一种保温耐火材料，其性能参数为：最高使用温度为1000℃，导热系数为λ＝0.044w/(m·k)@25℃，密度为128kg/m3。当所述的保温层的材料是硅酸铝棉时，每层保温层的厚度为10～20mm。
纳米气凝胶毡是以纳米二氧化硅气凝胶为主体材料，通过特殊工艺同玻璃纤维棉或预氧化纤维毡复合而成的柔性保温毡，其性能参数为：最高使用温度为1000℃，导热系数为λ＝0.018w/(m·k)@25℃，密度为180kg/m3。当所述的保温层的材料是纳米气凝胶毡时，每层保温层的厚度为8～10mm。
超细玻璃棉是以石英砂、长石、硅酸钠、硼酸等为主要原料，经过高温熔化制得小于2μm的纤维棉状，再添加热固型树脂粘合剂加压高温定型制造出毡类制品，其性能参数为：最高使用温度为400℃，导热系数为λ＝0.041w/(m·k)@25℃，密度为48kg/m3。当所述的保温层的材料是超细玻璃棉时，每层保温层的厚度为30～50mm。
微孔硅酸钙瓦是由硬钙石型水化物、增强纤维等原料混合，经模压高温蒸氧工艺制成瓦块或板，产品具有耐热度高，绝热性能好，强度高，耐久性好，腐蚀，无污染等优点。结构呈管壳状，沿径向分三瓣拼接成圆筒状，纵环缝错缝，与内层保温层的缝隙错开；其性能参数为：最高使用温度为1000℃，导热系数为λ＝0.055w/(m·k)@25℃，密度为180±20kg/m3，抗压强度≥0.7MPa，单层中间保温层的厚度为80mm～250mm。
硬质聚氨酯泡沫(PUR)是一种采用白料(聚醚多元醇)和黑料(异氰酸酯)混合发生化学反应，并经高压注塑机注入模具中发泡而成的硬质泡沫塑料，在至今已有的保温材料中，该产品的导热系数基本上是最低的，且该产品具有一定的抗压强度，不易燃烧，化学稳定性好。其性能参数为：最高使用温度为120℃，λ＝0.029w/(m·k)@25℃，密度为45±5kg/m3，单层厚度为10mm～35mm。
所述的反射层为铝箔玻纤布。铝箔玻纤布是以纯铝箔为基材，均匀涂布耐高温型能专用胶粘剂，剥离强度高、初粘性好、内聚力出色、耐侯性和高低温性能好、阻燃型，防火等级：火焰蔓延“0”级，表面扩散“1”级。其物性参数为：剥离强度>12N/25mm，持粘强度>60分/25×25mm/1kg无位移，初粘性(直径11钢珠)<10cm；铝箔厚10-20um，反射率大于0.97。
所述的外护层为金属螺旋风管。所述的螺旋风管是由镀锌铁皮、镀锌板、镀铝薄板等通过金属咬合机制作而成，板厚在0.5～1.2mm，咬口宽为10mm～14mm，咬口缝隙紧密，宽度应一致，螺距为120mm～150mm，颜色多为绿色或灰色、银色等与预制保温直管段外护层颜色保持一致。以螺旋风管作为外护层，螺旋风管强度高、抗打压能力强，能有效保护内部保温材料不受外力破坏，密封性强，无雨水浸入。
所述的预制保温专用管托包括非固定型预制保温管托(滑动、导向、限位)和固定型预制保温管托。
所述的非固定型预制保温管托由钢板卷制而成，包括上管夹、下管夹、螺栓紧固件、肋板和底板，所述的上管夹向外弯折形成上连接耳板，所述的下管夹向外弯折形成下连接耳板，上、下耳板通过螺栓紧固件组形成紧固连接将内部的预制保温直管段夹紧，所述的下管夹通过肋板与水平底板连接，底板设置于管道基础结构上。
作为非固定型预制保温管托的进一步优选方案，在所述的底板和基础结构之间设置低摩擦副(滑动型管托专配)，以减小摩擦力。所述的低摩擦副优选为聚四氟乙烯低摩擦副。
所述的固定型预制保温管托包含复合保温结构和钢结构，包括芯管，所述的芯管底部设置有竖直支撑管，所述的支撑管下端固定在基础结构上；在所述的芯管外侧设置与预制保温直管段相同的结构，包括至少3层保温层：内层保温层、至少1层中间保温层和外层保温层，在内层保温层外侧设置1层反射层，反射层与内层保温层两端平齐，在反射层外侧设置至少1层中间保温层，在外层保温层外侧设置1层外护层从而形成工作管；内层保温层、中间保温层和外层保温层的长度从内往外依次减小并居中设置使工作管两端呈台阶状，所述的外护层两端与外层保温层平齐，不仅形成具有一定强度的保温结构，整体性强，同时便于和预制保温直管段梯形保温接口匹配，配合后固定管托与直管段接口不会形成通缝，能有效减少热损失。所述的固定型预制保温管托的工作管两端分别与预制保温直管段焊接，在所述的固定型预制保温管托与预制保温直管段的接头处包裹柔性接头，依次处理好接头处的保温，当工作钢管内有高温蒸汽流动时，工作钢管会因受热膨胀产生热位移，这部分位移转化为水平推力作用于支撑管结构，并沿支撑管结构传递至下部的基础结构，上述结构刚性强，足以约束工作管发生热位移，保证工作管在此点的稳定性。
作为固定型预制保温管托的进一步优选技术方案，在所述的支撑管内部填充与内层保温层相同的保温材料，进一步保证支撑管处的保温效果。
作为优选，所述的支撑管上端与芯管底部正中间焊接，支撑管下端外部由轻质隔热浇注料浇筑在基础结构上，浇筑深度不小于5cm，轻质浇注料具有一定的隔热效果，形成了第三重保温措施，进一步保证了固定管托处的隔热效果。
所述的轻质隔热浇注料由集料A、铝酸盐水泥B、无碱玻璃纤维C和膨胀珍珠岩D组成，配方组成的质量比为：A:B＝(50-70):(30-40)，C:(A+B)＝(1-4):(85-100)，D:(A+B)＝(1-4):(85-100)，各组分的质量百分比之和为100％；水:(A+B)＝(15-25):(85-100)。
所述的集料A由轻质微粉40-50％、粉煤灰40-50％、蛭石5-10％组成；所述的轻质微粉的粒径为0.5-3mm，所述的轻质微粉为硅微粉、碳化硅微粉、氧化铝微粉、石英微粉中的一种或多种；所述的蛭石的粒径为1-5mm。
所述的铝酸盐水泥的牌号为CA-50-G6。
所述的无碱玻璃纤维的长度为0.5-4mm，直径为0.3-1mm。
所述的膨胀珍珠岩的粒径为0.5-2.5mm。
所述的柔性接头包括在芯管外表面设置的至少一层保温层，除最外层保温层，在每层保温层外缠绕铝箔玻纤布形成反射层，在最外层保温层外依次设置防潮层和外护层；各层保温层的长度由内往外依次递减使柔性接头两端呈梯形结构，与预制保温直管段和(或)预制保温弯头两端的梯形接口形成无缝对接，接头处搭接紧实，能够延长传热路径，减少接头处的热损失，保温效果好。
作为优选，柔性接头是在芯管表面依次包裹保温层、反射层、保温层、反射层……保温层、防潮层、外护层，其中保温层和反射层的层数根据介质温度确定。
每层保温层、反射层、防潮层的分别纵环缝错缝，接缝处有搭接；拼缝不得设置在正上、正下45°范围内。每层保温层、反射层、防潮层外侧均用镀锌钢带固定，相邻两道镀锌钢带间隙不能大于20cm。
所述的保温层为软质纤维类保温材料，包含但不限于硅酸铝棉、超细玻璃棉等。
所述的反射层为铝箔玻纤布。
所述的防潮层为纳米气泡膜。所述的纳米气泡膜的上、下表面均为反射铝，中间夹层为双层蜂窝气泡隔热层；所述的气泡铝厚度为4-10mm。
所述的柔性接头的外护层为螺旋风管。所述的外护层的厚度为0.5～1mm，一般采用镀锌铁皮、镀铝薄板等金属材料；外护层的颜色与预制保温直管段外护层颜色保持一致，多为绿色或灰色、银色等。
作为柔性接头的进一步优选技术方案，根据芯管的预伸长量，给予软质保温材料一定的预压缩量，保证芯管受热膨胀时软质保温材料也会随之伸展，不会产生裸管，金属外护层不会被拉开，保证美观的同时，起到良好热补偿效果。紧贴在芯管表面的主保温层的实际长度L1＞裸露芯管的长度L2，保温材料预留伸长量ΔL＝L1－L2；ΔL＝2×Δl，Δl为每节芯管在介质温度下产生的热涨量；
Δl＝α(t0-ta)，其中：
α—芯管的热膨胀系数，cm/(m·℃)；
t0—管道内介质温度，℃，
la—环境温度，℃。
所述的预制架空保温管用柔性接头的外护层两端与预制架空保温管的外护层搭接，柔性接头的外护层在外，预制架空保温管的外护层在内，搭接长度不小于5cm；柔性接头的外护层的一端沿径向用铆钉与预制架空保温管的外护层固定，另一端不固定，保证柔性接头的外保护层和预制架空保温管的外护层之间能够随着芯管的热胀冷缩自由滑动，不至于被撕开；预制架空保温管用柔性接头的外护层搭接拼缝，拼缝处搭接长度不小于5cm。
所述的预制保温补偿器可以是旋转补偿器和(或)波纹补偿器，一个项目可任选1种或是选2种预制保温补偿器组合使用。
所述的旋转补偿器成对出现在管线上，能将管道的轴向热应力转化为扭力，叠加在补偿器上，使补偿器两套筒发生一定的旋转角，通常沿管线每隔200米设置一组，该补偿器结构简单，热补偿量大，易于实施，且经济可行；
所述的波纹补偿器是沿轴向设置于管道位置，靠自身波纹结构的伸长和压缩吸收管道热位移，补偿能力有限，通常每隔50米左右设置1个，该补偿器节约空间，多用于空间有限，不允许安装旋转补偿器的位置。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的一种预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，各结构均为预制件，实现输送技术的模块化，可以大大缩短施工周期；采用复合式保温结构，节能效果显著；整体性强，减少了运维成本，经济效益显著。将本发明预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统应用在预制架空蒸汽输送领域，能够实现“3个1”，即每公里温降控制在1℃以内，每公里压降控制在0.01MPa以内，质量损失控制在1％以内。
附图说明
图1是预制保温直管段的结构示意图；
图2是非固定型预制保温管托的结构示意图；
图3是固定型预制保温管托的结构示意图；
图4是图3的剖面图；
图5是柔性接头的结构示意图；
图6是柔性接头局部结构示意图；
图7是柔性接头的外护层搭接拼缝处理示意图；
图8是柔性接头的外护层搭接处理示意图。
图中：1—预制保温直管段；11—芯管；12—预制保温直管内层保温层；13—预制保温直管反射层；14—预制保温直管中间保温层；15—预制保温直管外层保温层；16—预制保温直管外护层；21—上管夹；22—下管夹；23—肋板；24—底板；25—螺栓紧固件；31—固定型预制保温管托芯管；32—固定型预制保温管托内层保温层；33—固定型预制保温管托中间保温层；34—固定型预制保温管托外层保温层；35—固定型预制保温管托外护层；36—支撑管；37—基础结构；4—柔性接头；42—第一柔性接头保温层；43—柔性接头反射层；44—第二柔性接头保温层；45—防潮层；46—柔性接头外护层；47—铆钉。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1
一种预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，包括预制保温直管段1和/或预制保温弯头、预制保温专用管托、柔性接头、预制保温补偿器。
如图1所示，所述的预制保温直管段1和预制保温弯头均包括芯管11，在所述的芯管11外从内往外依次设有预制保温直管内层保温层12、预制保温直管反射层13、预制保温直管中间保温层14、预制保温直管外层保温层15、预制保温直管外护层16；预制保温直管中间保温层14居中设置，其两端均比预制保温直管内层保温层12短50mm；预制保温直管外层保温层15居中设置，其两端均比预制保温直管中间保温层14短50mm，预制保温直管外护层16两端与第三预制保温直管保温层15齐平。内层保温层12的厚度为10mm，中间层保温层14的厚度为100mm，外层保温层15的厚度为20mm。
具体实施方式为：
(1)、对芯管11进行表面处理，去除毛刺、灰尘；
(2)、包裹预制保温直管内层保温层12和反射层13：将硅酸铝针刺毯裁好，用镀锌钢带捆扎在芯管11表面，每隔25cm扎一道钢带，注意硅酸铝毯纵向缝和环向缝要错缝、搭接，搭接处两边切削成45°，纵向缝不得设置在芯管上60°范围内，搭接宽度不小于5cm；在预制保温直管外层保温层12外包裹铝箔玻纤布形成预制保温直管反射层13，用镀锌钢带捆扎好，捆扎要求同预制保温直管内层保温层12；
(3)、设置预制保温直管中间保温层14：硅酸钙瓦块沿径向分三瓣拼接成圆筒状，每隔25cm用镀锌钢带捆扎牢固，注意纵环缝要错缝，同时注意与内层材料缝隙错开；按照同样的方式分段，整个施工工序由内而外，从一端推向另一端；
(4)、启动穿线套管设备，将金属螺旋风管固定在工作管上，两端用热塑套固定，保持内部空间密闭形成保温管腔体，同时保持两端均比预制保温直管中间保温层14短50mm，形成台阶状接头；启动高压发泡机，将泡料从位于管中心位置的发泡孔注入保温管腔体内，形成预制保温直管外层保温层15，并控制泡体密度在40±5kg/m3，注料结束将注料口封闭；等待熟化30min～60min，期间准备下一根保温管的制作工序；将熟化后的保温管两端处理好，成品检验合格后送库保存。
特别需要注意的是：聚氨酯发泡过程中，应合理控制环境温度和原料温度，温度太低，原料化学反应慢，成型固化时间长；相反，温度太高，原料反应速度快，成型固化时间短，为制备出性能优异的聚氨酯泡沫，应将工作环境控制在20～30℃为宜，原料温度控制在25±2℃范围内。
如图2所示，所述的非固定型预制保温管托结构包括上管夹21、下管夹22、肋板23、底板24、螺栓紧固件25。
具体实施方式为：
(1)、非固定型预制保温管托是由上管夹21向外弯折形成上连接耳板，下管夹22向外弯折形成下连接耳板，上、下耳板通过螺栓紧固件25组形成紧固连接将内部的预制保温直管段夹紧，下管夹22底部通过肋板23与水平底板24连接；
(2)、在施工现场，将非固定型预制保温管托直接夹装在预制保温直管段外，为预制保温直管提供支撑，将管托底板24设置于事先做好的基础结构上，基础结构与底板之间根据需要设置有聚四氟乙烯低摩擦副，以减小摩擦力；
(3)、根据受力情况，非固定型预制保温管托分为滑动管托、导向管托(限位管托)；滑动管托仅提供垂直方向的支撑力，对预制保温直管段水平方向的力不加约束，而导向管托不仅要提供垂直方向的支撑力，还要对水平力加以约束，具体做法是在基础结构上设置两块限位块，通过限位块约束管托底板，从而保证预制保温直管段连同管托只能发生纵向移动，不能发生横向移动。
如图3和图4所示，所述的固定型预制保温管托结构包括：固定型预制保温管托芯管31，在芯管外部依次设置固定型预制保温管托内层保温层32、反射层、固定型预制保温管托中间保温层33、固定型预制保温管托外层保温层34、固定型预制保温管托外护层35形成工作管；固定型预制保温管托内层保温层32、中间保温层33、外层保温层34的长度依次比其内层保温层缩短50mm并居中设置使工作管两端呈台阶状，外护层35两端与外层保温层平齐；所述的固定型预制保温管托芯管31底部设置有竖直支撑管36，所述的支撑管下端36外部浇筑轻质隔热浇注料固定在基础结构37上；所述的固定型预制保温管托的工作管两端分别与预制保温直管段焊接，在所述的固定型预制保温管托与预制保温直管段的接头处包裹柔性接头。
具体实施方式为：
(1)、将支撑管36与固定型预制保温管托芯管31焊接后，外部分别包裹固定型预制保温管托内层保温层32、反射层、固定型预制保温管托中间保温层33、固定型预制保温管托外层保温层34、固定型预制保温管托外护层35，该复合保温结构与预制保温直管段相同，即依次在芯管31外包裹硅酸铝针刺毯形成固定型预制保温管托内层保温层32、在固定型预制保温管托内层保温层32外包裹铝箔玻纤布形成固定型预制保温管托反射层、包裹硅酸钙瓦块形成固定型预制保温管托中间保温层33，保温层32和保温层33分别用镀锌钢带扎紧，相邻两道钢带的间距不大于20cm，然后套上外护层35，在外护层35内部设置环向临时支撑，两端加装临时密封圈，再用高压发泡机向内部腔体内注入硬质聚氨酯泡沫，待熟化完毕，去掉临时支撑及密封圈，妥善保存，形成固定型预制保温管托外层保温层34。硅酸铝针刺毯是一种柔性保温材料，而硅酸钙瓦块是一种提前预制好的硬质隔热瓦块，将硅酸铝针刺毯设置于芯管与硬质硅酸钙瓦之间，有效减少硬对硬，填补了两者之间的空隙，同时能够吸收管道受热产生的径向热膨胀；硬质聚氨酯泡沫是性价比最好的隔热材料，其隔热性仅次于纳米气凝胶，聚氨酯泡沫是后期发泡而成的，能够将外护层与内部硅酸钙瓦紧紧的粘接在一起，于此，固定管托各保温层结构间才能形成整体稳定性强的复合保温结构，保温效果好；
(2)、固定型预制保温管托支撑管36内部填充与固定型预制保温管托内层保温层1相同的保温材料，进一步保证了支撑管处的保温效果；
(3)、支撑管36上端与固定型预制保温管托芯管31焊接，下端外部在项目现场用轻质浇注料浇筑到事先做好的基础结构37上，浇筑深度不小于5cm，轻质浇注料具有一定的隔热效果，形成了第3重保温措施，进一步保证了固定管托处的隔热效果；
(4)、所述的轻质隔热浇注料由集料A、铝酸盐水泥B、无碱玻璃纤维C和膨胀珍珠岩D组成，配方组成的质量比为：
A:B＝65:35；
C:E＝2:100；E表示AB混合物；
D:E＝1.5:100；
水:F＝25:100，F表示除水外各组分的质量；
所述的集料A由轻质微粉45％、粉煤灰45％、蛭石10％组成；所述的轻质微粉的粒径为0.5-3mm，所述的轻质微粉为氧化铝微粉和石英微粉等质量组合而成；所述的蛭石的粒径为1-5mm。
所述的铝酸盐水泥的牌号为CA-50-G6；所述的无碱玻璃纤维的长度为0.5-4mm，直径为0.3-1mm；所述的膨胀珍珠岩的粒径为0.5-2.5mm。
如图5和图6所示，所述的柔性接头4包括在芯管11外表面包裹的第一柔性接头保温层42、第一柔性接头反射层43、第二柔性接头保温层44、防潮层45、柔性接头外护层46、铆钉47。
具体实施方式为：
(1)、先将预制保温直管段1吊装到位，将芯管11对焊，焊缝结构检查完毕后，相邻两根预制保温直管1之间裸露的芯管11和两侧预制保温直管段两端的梯形接头之间形成一个凹槽，使用柔性接头4对上述凹槽结构进行包裹、填充；
(2)、在包裹时，第一柔性接头保温层42、柔性接头反射层43、第二柔性接头保温层44、柔性接头防潮层45时应注意纵环缝错缝，接缝处有搭接，每层材料外均用镀锌钢带固定，相邻两道镀锌钢带间隙不能大于20cm，拼缝不得设置在正上、正下45°范围内；柔性接头外护层46两端沿轴向在管道正下方与预制保温直管外护层16有搭接，搭接长度不小于5cm，柔性接头外护层46在外，预制保温直管外护层16在内，采铆钉47固定；柔性接头外护层46一端沿径向用铆钉47固定，另一端不固定，保证内、外护层之间能够随着内部芯管的热胀冷缩自由滑动，不至于被撕开；柔性接头外护层46搭接拼缝，拼缝处应有不小于5cm的搭接。
(3)、紧贴在芯管11表面的第一柔性接头保温层42的实际长度(L1)＞裸露芯管的长度(L2)，且L1-L2＝ΔL(ΔL为保温材料预留伸长量)，ΔL与每节芯管在介质温度下产生的热涨量Δl有关，ΔL＝2*Δl
Δl的具体计算方法如下：Δl＝α(t0-ta)
其中：
α—钢管的热膨胀系数，cm/(m·℃)；
t0—管道内介质温度，℃，
ta—环境温度，℃；
例如：一条1000m蒸汽管道，温度由ta14℃升高到t0300℃，管道的线膨胀系数为0.001345cm/(m·℃)，其长度增加约385mm，折合到两根12.5m的管道上，2根预制保温直管段处的伸长量约为Δ9.6cm，此时保温材料预留伸长量ΔL应设置为19.2cm。当温度升高后，芯管11受热膨胀时，第一柔性接头保温层42、柔性接头反射层43、第二柔性接头保温层44、防潮层45、柔性接头外护层46也随之伸展开，不会产生裸管，保温效果好。
按照上述具体实施方法所形成的柔性接头两端的梯形接头与预制保温直管段和(或)预制保温弯头两端的梯形接头之间、预制保温直管段和固定型预制保温管托之间形成无缝对接，接头处搭接紧实，保温效果好；
所述的预制保温补偿器中波纹保温补偿器和旋转补偿器均为成品外购件。
具体实施方式为：
(1)、波纹补偿器沿轴向安装在芯管上，随后进行保温处理，即分别包裹保温层、防潮层和外护层，特别注意在包裹时保温层、反射层，防潮层时，应注意纵环缝错缝，接缝处有搭接，每层材料外均用镀锌钢带固定，镀锌钢带间隙不能大于20cm，拼缝不得设置在正上、正下45°范围内；在进行保温处理时，应考虑一定的预压缩，具体实施方式参考柔性接头处理方法。
(2)、旋转补偿器应成对出现在管系统中，先将旋转补偿器套筒与芯管连接(注意旋转预制保温补偿器安装方向应与流体流向吻合)，之后再进行保温处理，旋转补偿器处的保温处理方法同柔性接头处理方法。
将本实施例应用在预制架空蒸汽输送领域，先将预制保温直管吊装到位，将预制保温管托及预制保温补偿器按照施工图安装到位，对预制保温直管段接头进行处理，使之成为一个具有热补偿功能的柔性接头。本实施例预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统实现了输送技术的模块化，提高了蒸汽输送系统的安装效率，大大缩短了施工周期，延长了管网使用寿命，减少运维成本，整条系统更加安全、节能，每公里温降控制在1℃以内，每公里压降控制在0.01MPa以内，质量损失控制在1％以内。
以上所述仅为本发明其中一个实施案例，凡在本发明的精神和原则之内做出的修改、等同替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，包含预制保温直管段和/或预制保温弯头、预制保温专用管托、柔性接头、预制保温补偿器；其特征在于所述的预制保温直管段和/或预制保温弯头包括芯管，在芯管外设置至少3层保温层，包括内层保温层、至少1层中间保温层和外层保温层，在内层保温层外侧设置1层反射层，在反射层外侧设置至少一层中间保温层，在外层保温层外侧设置1层外护层；内层保温层、中间保温层和外层保温层的长度由内往外依次减小并居中设置使预制保温直管段和/或预制保温弯头两端形成台阶状接头；所述的柔性接头两端具有梯形接头，包裹在预制保温直管段和/或预制保温弯头的结合处与预制保温直管段和/或预制保温弯头两端的梯形接口形成无缝对接；管网通过预制保温弯头实现流体转向；所述的预制保温直管段和/或预制保温弯头通过所述的预制保温专用管托支撑，预制保温专用管托安装在基础结构上；所述的预制保温补偿器用于吸收管道热膨胀，减少管道热位移。
2.根据权利要求1所述的预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，其特征在于预制保温直管段和/或预制保温弯头中，内层保温层的材料为软质纤维类保温材料，内层保温层的厚度为8～50mm；外层保温层的材料为硬质聚氨酯泡沫，外层保温层厚度为10mm～35mm；中间保温层的材料为微孔硅酸钙瓦，单层中间保温层的厚度为80mm～250mm。
3.根据权利要求2所述的预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，其特征在于所述的的软质纤维类保温材料为有硅酸铝棉、纳米气凝胶毡或超细玻璃棉；所述的软质纤维类保温材料为硅酸铝棉时，内层保温层的厚度为10～20mm；所述的软质纤维类保温材料为纳米气凝胶毡时，内层保温层的厚度为8～10mm；所述的软质纤维类保温材料为超细玻璃棉时，内层保温层的厚度为30～50mm。
4.根据权利要求1所述的预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，其特征在于预制保温直管段和/或预制保温弯头中，所述的反射层为铝箔玻纤布；所述的外护层为金属螺旋风管。
5.根据权利要求1所述的预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，其特征在于所述的预制保温专用管托包括非固定型预制保温管托和固定型预制保温管托。
6.根据权利要求5所述的预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，其特征在于所述的非固定型预制保温管托包括上管夹、下管夹、螺栓紧固件、肋板和底板，所述的上管夹向外弯折形成上连接耳板，所述的下管夹向外弯折形成下连接耳板，上、下耳板通过螺栓紧固件组形成紧固连接将内部的预制保温直管段夹紧，所述的下管夹通过肋板与水平底板连接，底板设置于管道基础结构上。
7.根据权利要求5所述的预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，其特征在于所述的固定型预制保温管托包括芯管，所述的芯管底部设置有竖直支撑管，所述的支撑管下端固定在基础结构上；在所述的芯管外侧设置与预制保温直管段相同的结构，包括至少3层保温层：内层保温层、至少1层中间保温层和外层保温层，在内层保温层外侧设置1层反射层，反射层与内层保温层两端平齐，在反射层外侧设置至少1层中间保温层，在外层保温层外侧设置1层外护层从而形成工作管；内层保温层、中间保温层和外层保温层的长度从内往外依次减小并居中设置使工作管两端呈台阶状，所述的外护层两端与外层保温层平齐；所述的固定型预制保温管托的工作管两端分别与预制保温直管段焊接，在所述的固定型预制保温管托与预制保温直管段的接头处包裹柔性接头。
8.根据权利要求7所述的预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，其特征在于在所述的支撑管内部填充与内层保温层相同的保温材料；支撑管下端外部由轻质隔热浇注料浇筑在基础结构上，浇筑深度不小于5cm。
9.根据权利要求1所述的预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，其特征在于所述的柔性接头包括在芯管外表面设置的至少一层保温层，除最外层保温层，在每层保温层外缠绕铝箔玻纤布形成反射层，在最外层保温层外依次设置防潮层和外护层；各层保温层的长度由内往外依次递减使柔性接头两端呈梯形结构，与预制保温直管段和/或预制保温弯头两端的梯形接口形成无缝对接；紧贴在芯管表面的主保温层的实际长度L1＞裸露芯管的长度L2，保温材料预留伸长量ΔL＝L1－L2；
Δl＝α(t0-ta)，其中：
α—芯管的热膨胀系数，cm/(m·℃)；
t0—管道内介质温度，℃，
ta—环境温度，℃。
10.根据权利要求9所述的预制架空低能耗蒸汽管网长距离输送系统，其特征在于所述的预制架空保温管用柔性接头的外护层两端与预制架空保温管的外护层搭接，柔性接头的外护层在外，预制架空保温管的外护层在内，搭接长度不小于5cm；柔性接头的外护层的一端沿径向用铆钉与预制架空保温管的外护层固定，另一端不固定；预制架空保温管用柔性接头的外护层搭接拼缝，拼缝处搭接长度不小于5cm。
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