CN110594533B - 蒸汽管网固定节及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了蒸汽管网固定节，涉及热力管网领域，包括蒸汽管，蒸汽管上套设有外套，蒸汽管与外套之间设置有硬质保温层，硬质保温层与外套之间设置有保温连接层；硬质保温层内固定有止推件，蒸汽管侧壁于止推件两侧均设置有推力件。针对现有技术存在热量易通过固定节结构流失的问题，本发明大大降低蒸汽管热量的损耗，实现绿色节能，同时也因外套外表温度的降低，破坏外套管防腐层的问题一并消除了，提高热力管网的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及热力管网领域，更具体地说，它涉及蒸汽管网固定节及其制造工艺。
背景技术
固定节是蒸汽管网必不可少的部件。固定节的作用是使热网管道在指定的位置，在三维方向均固定不动。架空敷设的管网，在固定点埋设很深很牢的混凝土墩到土层中。固定节将蒸汽管固定到混凝土墩上。
现有技术中，蒸汽管固定节的结构如图1所示，包括蒸汽管1，蒸汽管1上套设有外套2，蒸汽管1与外套2之间焊接固定有钢制锥形套筒4，蒸汽管1与外套2之间填充有玻璃棉3。使用时，依靠钢制锥形套筒4实现力的传递，以固定蒸汽管1。
现有技术虽然可以满足要求，但是钢制锥形套筒在传力的同时，还会引起强烈传热。常规保温材料的导热系数大约等于0.05w/m℃。钢材的导热系数约等于50w/m℃，是蒸汽管外保温材料导热强度的1000倍。由钢板焊制的传力固定构件，在热网中形成热桥。通过上述热桥，热网蒸汽的热量源源不断传到热网外，散失到周围环境中。热网中固定节大约每40m~50m设置一个，以10km管线计就会有200~250个固定节。每个固定节的热桥效应相当于3m~5m管道散热。扣除固定节本体长度，固定节热桥效应引起管网附加散热量达到管网热工计算基本散热量的10%以上。可以说固定节中钢制传力构件形成的热桥对管网热效率有很大的负面影响。
此外固定节热桥使蒸汽管保温层外表面温度超标；热网保温管产品标准要求直埋敷设蒸汽管网管道外表面温度应低于50℃，管件（包括固定节）处外套表面应不超过60℃。现行热网工程检测发现，固定节处外套表面可达130℃~150℃，如此高温使套管外的防腐层被破坏，针对现行管网技术中管道固定方法的缺陷，特推出本发明。
发明内容
针对现有技术存在热量易通过固定节结构流失的问题，本发明的目的是提供蒸汽管网固定节，其具有结构简单、节能、增加热网使用寿命的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
蒸汽管网固定节，包括蒸汽管，所述蒸汽管上套设有外套，所述蒸汽管与所述外套之间设置有硬质保温层，所述硬质保温层与所述外套之间设置有保温连接层；
所述硬质保温层内固定有止推件，所述蒸汽管侧壁于所述止推件两侧均设置有推力件。
通过上述技术方案，使用时，蒸汽管移动的作用力通过推力件、止推件、硬质保温层与保温连接层，最终传递至外套，使蒸汽管不能发生移动，实现了固定蒸汽管的目的；同时，来自蒸汽管的热量通过推力件传导至止推件上，止推件要通过硬质保温层和保温连接层才能将热量传到外套上，从而大大降低蒸汽管热量的损耗，同时也因外套外表温度的降低，破坏外套管防腐层的问题一并消除了，防止因防腐层遭破坏使热网寿命受到影响。
进一步的，所述止推件与所述推力件之间设置有隔离间隙。
通过上述技术方案，常态或者蒸汽管微小伸缩变化时，止推件与推力件保持不接触，止推件与推力件没有通畅的热桥，减少蒸汽管热量的损失，实现节能的效果。
进一步的，所述止推件与所述蒸汽管之间设置有间隔间隙。
通过上述技术方案，止推件与蒸汽管不接触，避免蒸汽管通过接触的方式直接将热量传导给止推件，继而增加热量的散失。
进一步的，所述止推件呈环状且同轴套设于所述蒸汽管上，所述止推件的内径大于所述蒸汽管的外径。
通过上述技术方案，止推件的内径大于蒸汽管的外径，以形成间隔间隙。
进一步的，所述硬质保温层由多个硬质保温瓦拼接固定而成，所述止推件嵌设于所述硬质保温层内。
通过上述技术方案，方便将止推件嵌设于硬质保温层，实现将止推件与硬质保温层固定。
进一步的，多个硬质保温瓦拼接成多层结构，且层与层间的硬质保温瓦错位设置。
通过上述技术方案，增强硬质保温层的稳定性以及结构强度。
进一步的，在由硬质保温瓦拼接成的多层结构中，最靠近所述保温连接层的一层为最外层。
所述最外层内壁轴向开设有插槽，所述止推件插接设置于所述插槽内。
通过上述技术方案，止推件插接设置于插槽，限定止推件的位置，确保止推件处于与蒸汽管同轴的位置。
进一步的，所述推力件呈板状，所述蒸汽管周侧圆周阵列固定有多个所述推力件，所述推力件的端面朝向所述止推件设置。
通过上述技术方案，减小推力件与止推件接触时的面积，从而降低蒸汽管通过推力件向止推件的热量传导效率，降低热量散失，实现节能。
进一步的，所述推力件插接设置于硬质保温瓦间轴向的瓦缝间。
通过上述技术方案，方便加工，铺设硬质保温瓦。
蒸汽管网固定节的制造工艺，包括如下步骤：
S1，向蒸汽管上套设止推件；
S2，在蒸汽管上于止推件的两侧焊接推力件；
S3，向蒸汽管周侧拼接多个硬质保温瓦，并采用粘结剂进行固定，形成硬质保温层；
其中，部分硬质保温瓦上雕刻有槽，拼接于蒸汽管周侧后形成插槽，止推件插接设置在插槽内；
S4，向硬质保温层上套设外套，在外套与硬质保温层之间进行发泡作业，形成保温连接层。
通过上述技术方案，在外套与硬质保温层之间进行发泡作业，由于发泡过程会产生压力，有利于将硬质保温层压紧；同时，发泡作业后，形成的泡沫层可以稳定地连接外套和硬质保温层，使外套、硬质保温层和保温连接层形成一个整体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)来自蒸汽管的热量通过推力件传导至止推件上，止推件要通过硬质保温层和保温连接层才能将热量传到外套上，从而大大降低蒸汽管热量的损耗，实现节能；
(2)因外套外表温度的降低，破坏外套管防腐层的问题一并消除了，防止防腐层遭破坏，提高热网使用寿命；
(3)进一步地，通过设置隔离间隙和间隔间隙，降低蒸汽管、推力件和止推件之间的热量的传递强度，减少蒸汽管热量损耗，实现节能；
(4)进一步地，通过在外套与硬质保温层之间进行发泡作业，不仅能利用发泡压力，压紧硬质保温层，还能利用形成的泡沫层稳定连接外套和硬质保温层。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是蒸汽管网固定节的结构示意图；
图3是图2中A部局部放大图；
图4是本发明中的工艺流程框图。
附图标记：1、蒸汽管；2、外套；3、玻璃棉；4、钢制锥形套筒；5、硬质保温层；6、保温连接层；7、止推件；8、推力件；9、隔离间隙；10、间隔间隙；11、插槽；12、支撑钢板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
蒸汽管网固定节，如图2和图3所示，包括蒸汽管1，蒸汽管1上同轴套设有外套2，蒸汽管1与外套2之间同轴设置有硬质保温层5，硬质保温层5与外套2之间同轴设置有保温连接层6，保温连接层6将硬质保温层5与外套2同轴连接固定，硬质保温层5内固定有止推件7，蒸汽管1侧壁于止推件7两侧均固定有推力件8。
对于预埋在土壤内的蒸汽管1，蒸汽管1热胀冷缩位移引起摩擦阻力，或因为温度变化产生热应力，最终形成推力或拉力，蒸汽管1伸缩运动，带动推力件8做相同的运动，使推力件8与止推件7接触，并将推力或拉力传给止推件7，由于止推件7固定在硬质保温层5，而硬质保温层5通过保温连接层6与外壳固定连接，外套2被管外土壤压实且被握裹，外套2受到土壤的握裹力，阻止外套2发生上下、左右、前后任何方向的位移。综上所述，土壤通过外套2、保温连接层6、硬质保温层5、推力件8与止推件7，最终将反作用力传到蒸汽管1上，使蒸汽管1不能发生任意移动，实现了固定蒸汽管1的目的。
对于架空敷设的蒸汽管1，来自蒸汽管1的作用力传到外套2之后，外套2将作用力传给焊接在外套2上的支撑钢板12，支撑钢板12焊接到蒸汽管1网的混凝土支墩中预埋的钢板上。综上所述，深埋在土壤中的混凝土支墩通过固定节上的支撑钢板12将反作用力传给外套2、保温连接层6、硬质保温层5、推力件8与止推件7，最终将反作用力传到蒸汽管1上，阻止蒸汽管1发生位移。
同时，由于止推件7和推力件8与外壳隔着保温连接层6和硬质保温层5，来自蒸汽管1的热量通过推力件8传导至止推件7上，止推件7要通过保温连接层6和硬质保温层5才能将热量传到外套2上，从而大大降低蒸汽管1热量的损耗，同时，由于降低了外套2上的温度，有效避免防腐层受高温而破坏。
止推件7呈环状且同轴套设于蒸汽管1上，止推件7的内径大于蒸汽管1的外径，从而使止推件7与蒸汽管1之间形成间隔间隙10，避免蒸汽管1通过接触的方式直接将热量传导给止推件7，继而增加热量的散失。
推力件8呈板状，蒸汽管1周侧圆周阵列固定有多个推力件8，推力件8的端面朝向止推件7设置，推力件8在满足传递蒸汽管1轴向推力的条件下，截面尺寸作到最小，以减少热传导的接触面积。推力件8相对于止推件7的表面垂直，且止推件7与推力件8之间设置有隔离间隙9，即止推件7与推力件8间留有微小距离，常态或者蒸汽管1微小伸缩变化时，止推件7与推力件8保持不接触，止推件7与推力件8没有通畅的热桥，减少蒸汽管1热量的损失，实现节能的效果。
硬质保温层5由多个硬质保温瓦拼接固定而成，多个硬质保温瓦拼接成多层结构，且层与层间的硬质保温瓦错位设置，以提高硬质保温层5的结构稳定性以及结构强度。在由硬质保温瓦拼接成的多层结构中，最靠近保温连接层6的一层为最外层，最外层内壁轴向开设有插槽11，止推件7插接于插槽11内，实现将止推件7嵌设于硬质保温层5内。推力件8插接设置于硬质保温瓦间轴向的瓦缝间。
本发明中，保温连接层6采用硬质高密度聚氨酯泡沫，其耐温标准应达到140℃~160℃，泡沫密度应达到60kg/m³~90kg/m³。硬质保温瓦的材质有三种选择：其一，使用硬质微孔硅酸钙，密度应达到220kg/m³~350kg/m³，耐温600℃；其二，使用泡沫玻璃，密度应不小于250kg/m³，耐温不低于600℃；其三，使用硬质整体珍珠岩瓦，密度应不低于250kg/m³~300kg/m³，耐温不低于600℃。
蒸汽管网固定节的制造工艺，如图4所示，包括如下步骤：
S1，向蒸汽管1上套设止推件7；
S2，在蒸汽管1上于止推件7的两侧焊接推力件8；
S3，向蒸汽管1周侧拼接多块硬质保温瓦，形成第一层，并采用特定粘结剂进行固定，推力件8位于硬质保温瓦间周向上的间距内，止推件7硬质保温瓦间径向上的间距内，初步限制止推件7在蒸汽管1轴向上的移动；
继续在第一层上，铺设固定多块硬质保温瓦，形成硬质保温层5，其中，止推件7处的硬质保温瓦内壁雕刻有槽，拼接于蒸汽管1周侧后形成插槽11，止推件7插接设置在插槽11内，限制止推件7在蒸汽管1径向上的移动，此次，铺设多个硬质保温瓦形成最外层；
S4，向硬质保温层5上套设外套2，在外套2与硬质保温层5之间进行发泡作业，形成保温连接层6，保温连接层6材质为硬质高密度聚氨酯泡沫；由于发泡过程会产生压力，有利于将硬质保温层5压紧；同时，发泡作业后，形成的泡沫层可以稳定地连接外套2和硬质保温层5，使外套2、硬质保温层5和保温连接层6形成一个整体。
综上所述：
本发明使用时，本发明和传统技术相比，消除了蒸汽管1与外套2之间以往由钢制构件搭建的热桥,蒸汽通过钢制传力构件向热网外逃逸的通道被切断,此一项改动可使热网的热损失减少2%~4%，具有很大的节能效果；此外，本发明的改动，使直埋敷设蒸汽管1网管件外表面温度由100℃~150℃，可下降到低于60℃，满足热网行业标准对直埋敷设蒸汽管网管件外套2管表面温度不得超过60℃的要求。同时也因外表温度的降低，破坏外套2管防腐层的问题一并消除了，防止因防腐层遭破坏使热网寿命受到影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.蒸汽管网固定节，包括蒸汽管（1），其特征在于，所述蒸汽管（1）上套设有外套（2），所述蒸汽管（1）与所述外套（2）之间设置有硬质保温层（5），所述硬质保温层（5）与所述外套（2）之间设置有保温连接层（6），保温连接层（6）采用硬质高密度聚氨酯泡沫；
所述硬质保温层（5）内固定有止推件（7），所述蒸汽管（1）侧壁于所述止推件（7）两侧均设置有推力件（8）；
所述止推件（7）与所述推力件（8）之间设置有隔离间隙（9）；
所述止推件（7）与所述蒸汽管（1）之间设置有间隔间隙（10）；
所述止推件（7）呈环状且同轴套设于所述蒸汽管（1）上，所述止推件（7）的内径大于所述蒸汽管（1）的外径；
所述硬质保温层（5）由多个硬质保温瓦拼接固定而成，所述止推件（7）嵌设于所述硬质保温层（5）内；
所述推力件（8）呈板状，所述蒸汽管（1）周侧圆周阵列固定有多个所述推力件（8），所述推力件（8）的端面朝向所述止推件（7）设置；
所述推力件（8）插接设置于硬质保温瓦间轴向的瓦缝间。
2.根据权利要求1所述的蒸汽管网固定节，其特征在于，多个硬质保温瓦拼接成多层结构，且层与层间的硬质保温瓦错位设置。
3.根据权利要求2所述的蒸汽管网固定节，其特征在于，在由硬质保温瓦拼接成的多层结构中，最靠近所述保温连接层（6）的一层为最外层；
所述最外层内壁轴向开设有插槽（11），所述止推件（7）插接设置于所述插槽（11）内。
4.蒸汽管网固定节的制造工艺，其特征在于，制造权利要求3所述的蒸汽管网固定节，包括如下步骤：
S1，向蒸汽管（1）上套设止推件（7）；
S2，在蒸汽管（1）上于止推件（7）的两侧焊接推力件（8）；
S3，向蒸汽管（1）周侧拼接多个硬质保温瓦，并采用粘结剂进行固定，形成硬质保温层（5）；
其中，部分硬质保温瓦上雕刻有槽，拼接于蒸汽管（1）周侧后形成插槽（11），止推件（7）插接设置在插槽（11）内；
S4，向硬质保温层（5）上套设外套（2），在外套（2）与硬质保温层（5）之间进行发泡作业，形成保温连接层（6）。
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