CN110726028A - 一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管 - Google Patents

Abstract

本发明属于放射性流体输送技术领域，具体涉及一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，包括圆柱形的中心加热体，通过包裹固定层紧贴在中心加热体外侧并周向均匀布置至少3根金属管，金属管的轴线与中心加热体的轴线平行；在包裹固定层的外围设置抗射线辐射的防辐射层；在两根相邻的金属管的相接触位置设有第一热电偶和第二热电偶，第一热电偶设置在中心加热体与金属管之间，第二热电偶设置在包裹固定层与金属管之间；在一根金属管内设置第三热电偶；在防辐射层外围缠绕设置螺旋加热体；还包括覆盖在螺旋加热体外围的绝缘保护层。该伴热复合管能输送多种放射性流体，并精确控制多根金属管的加热温度，而且整根伴热复合管的温度分布均匀。

Description

一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管

技术领域

本发明属于放射性流体输送技术领域，具体涉及一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管。

背景技术

在电厂、冶金、航天、石油、化工及环保等行业，在流体过程控制和监测、管道保温和防冻、取样分析中均用到金属管和非金属管的伴热复合管。

中国实用新型专利申请号200610016775.3公开了一种油田采油用连续增强复合管及生产工艺，以塑料内管为骨架，在保护层和包覆层之间对称分布有两根钢丝绳和三根电缆；解决了采油系统中金属管材存在的易发生蜡卡、腐蚀严重和作业起下管柱效率低等问题。

中国实用新型专利申请号200920093726.9公开了一种连续增强伴热塑料复合管，设计的复合管利用两个增强层作为加热体给管材进行通电加热，使管道中的输送的介质升温，便于介质的流动输送，防止管道堵塞并可实现单管集输。

中国实用新型专利申请号201520064376.9公开了一种非金属连续伴热采油复合管，采用钢丝绳和电缆设置在其外填充包覆层的层壁内，且沿圆筒状体的轴线方向延伸，并在圆周方向彼此交错间隔地布置，增加油管的抗拉强度，能够实现对管材进行加热，有效解决凝管问题，并实现油管与电缆的集成化。

中国发明专利申请号201010109358.X公开一种非金属管电导线伴热保温复合管，至少两根电导线缠绕在电绝缘管的外壁上，电导线缠绕管平行布置，通过塑胶或橡胶等高分子电绝缘材料在缠绕有电导线的外管壁上包裹定位；并通过调整电压或电子开关电源导通角改变电功率，解决热水器内的管道不结冰，管道内的水维持一定温度，实现打开水嘴就出热水的功能。

中国实用新型专利申请号99208981.6公开一种非金属电热纤维伴热管，包括:管子；管外为非金属电热纤维线电加热层，纤维线外包裹耐温的树脂薄膜，薄膜外套有纤维网；使用施工方便，不怕折，保温性能好，伴热效果好。

中国实用新型专利申请号00246186.2公开一种非金属电热纤维伴热管，包括:管子，管外为电加热带层，电加热带为外围包覆耐高温绝缘层的碳纤维电热线与纤维编织带，在电加热带层外有绝缘保温层，保温层外为护层；结构紧凑、伴热效果好。

中国实用新型专利申请号200720045849.6公开了一种环保用分析防腐采样伴热复合管，包括有采样管、伴热电缆，护套，其特征在于，在采样管和伴热电缆外包覆有金属屏蔽层，在金属屏蔽层外包覆有保温层，在保温层外包覆有金属膜层，在金属膜外包有护套。是一种防静电、电磁屏蔽性好、阻燃的环保用分析防腐采样伴热复合管。

上述伴热复合管被加热管材均为非金属管，公开伴热复合管产品也多为非金属管被加热；非金属管的数量可为一根或多根且多布置在中心位置，一根或多根加热元件沿非金属管材轴向方向布置在管材外部或缠绕在管材外部，虽然具有伴热保温功能，但均为自限温伴热带或恒功率伴热，加热温度低且不能精确控制，而且整根伴热复合管周向上的温度分布不均匀及(或)伴热复合管内多根非金属管的温度不均匀。极少数公开伴热复合管产品被加热管材为金属管(不锈钢管、铜管)，金属管数量为一根或两根，一根或多根加热元件沿金属管材轴向方向布置在其外部或与管材一起沿伴热管中心周向布置，但整根伴热复合管周向的温度分布不均匀及(或)伴热复合管内多根金属管的温度不均匀，加热温度不能实现精确控制；并且伴热管内金属管的数量少，有时不能满足使用数量的要求。更为重要的是，公开伴热复合管产品均不具有输送放射性流体中屏蔽放射性射线功能，以及使用的部分材料抗放射性射线辐照性能差，不能满足放射性流体输送伴热的使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种满足放射性流体输送伴热的使用要求的金属管伴热复合管，金属管为多根，且金属管的加热温度高，并能精确控制加热温度，而且整根伴热复合管周向上的温度分布均匀。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，其中，包括圆柱形的中心加热体，通过包裹固定层紧贴在所述中心加热体外侧并周向均匀布置至少3根金属管，所述金属管的轴线与所述中心加热体的轴线平行；在所述包裹固定层的外围设置抗射线辐射的防辐射层；在两根相邻的所述金属管的相接触位置设有第一热电偶和第二热电偶，所述第一热电偶设置在所述中心加热体与所述金属管之间，所述第二热电偶设置在所述包裹固定层与所述金属管之间；在一根所述金属管内设置第三热电偶；在所述防辐射层外围缠绕设置螺旋加热体；还包括覆盖在所述螺旋加热体外围的绝缘保护层。

进一步，所述中心加热体为铠装加热体，所述中心加热体外表面涂有抗射线辐射的高温绝缘涂层；所述抗射线辐射的高温绝缘涂层的成分为聚酰亚胺。

进一步，所述螺旋加热体为铠装加热体，横截面为扁矩形，所述螺旋加热体的外表面涂有聚酰亚胺作为抗射线辐射高温绝缘层。

进一步，所述第一热电偶和所述第二热电偶和所述第三热电偶为测量不同位置温度的多点热电偶。

进一步，所述第三热电偶为变径铠装热电偶。

进一步，所述包裹固定层为聚酰亚胺高温胶带或者玻纤布铝箔胶带。

进一步，所述防辐射层由两块半圆形铅管构成，用于屏蔽放射性射线及均衡温度，所述铅管的厚度根据需要屏蔽的放射性射线的强弱确定。

进一步，在所述螺旋加热体和所述绝缘保护层之间还设有保温层，所述保温层是外表面有覆膜的纳米隔热管。

进一步，在所述保温层和所述绝缘保护层之间还设有金属网加强层，所述金属网加强层为耐腐蚀的镀镍金属网。

本发明的有益效果在于：

1.以表面具有抗辐射高温绝缘涂层2的铠装的中心加热体1为中心，其外可根据需要周向均匀布置多根金属管6。

2.采用内、外同心的表面涂覆有聚酰亚胺高温绝缘涂层的两个铠装加热体(中心加热体1和螺旋加热体9)及铅管构成的防辐射层8均衡温度，实现多根金属管伴热复合管的温度均匀恒定及高温有效绝缘，伴热效果好，使用灵活方便。

3.金属管6外包覆有铅管构成的防辐射层8，能够高效屏蔽降低金属管6内输送放射性流体放射性射线强度，更适用于放射性流体的输送，减小对操作人员及周围环境的伤害。

4.单点热电偶在伴热复合管制备和使用过程中的可能损坏，本发明采用的第一热电偶3、第二热电偶4、第三热电偶5均为多点热电偶，可测量伴热复合管的多个位置处的温度和同一位置处的多个测点，可显著提高成品率和使用寿命。

5.可对伴热复合管不同位置处的温度进行多点监测。

6.本发明所提供的多金属管伴热复合管能输送多种放射性流体，并精确测量、控制金属管内放射性流体的温度。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中设有5根金属管的一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管的示意图；

图2是图1中所示的设有5根金属管的一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管的横截面的示意图；

图3是本发明具体实施方式中设有8根金属管的一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管的示意图；

图4是图3中所示的设有8根金属管的一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管的横截面的示意图；

图中：1-中心加热体，2-抗射线辐射的高温绝缘涂层，3-第一热电偶，4-第二热电偶，5-第三热电偶，6-金属管，7-包裹固定层，8-防辐射层，9-螺旋加热体，10-保温层，11-金属网加强层，12-绝缘保护层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图1至图4所示，本发明提供的一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，包括中心加热体1、抗射线辐射的高温绝缘涂层2、第一热电偶3、第二热电偶4、第三热电偶5、金属管6、包裹固定层7、防辐射层8、螺旋加热体9、保温层10、金属网加强层11、绝缘保护层12等部件。

中心加热体1为圆柱形，设置在放射性流体的多金属管伴热复合管的轴心位置。中心加热体1为铠装加热体。

抗射线辐射的高温绝缘涂层2涂抹在中心加热体1外表面；抗射线辐射的高温绝缘涂层2的成分为聚酰亚胺。

包裹固定层7用于通过缠绕的方式将若干根金属管6紧贴在中心加热体1外侧，并使金属管6沿中心加热体1外侧周向均匀布置，包裹固定层7为聚酰亚胺高温胶带或者玻纤布铝箔胶带。

金属管6的数量至少为3根，包裹固定层7将金属管6缠绕固定在中心加热体1的外围。金属管6的轴线与中心加热体1的轴线平行。(图1所示是设有5根金属管的一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，图3所示是设有8根金属管的一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管。)

抗射线辐射的防辐射层8包覆在包裹固定层7的外围，防辐射层8由两块半圆形铅管构成，用于高效屏蔽放射性射线及均衡温度，铅管的厚度根据需要屏蔽的放射性射线的强弱确定。

第一热电偶3和第二热电偶4设置在两根相邻的金属管6(在多根金属管6中任意选取两根相邻的)的相接触位置；其中，第一热电偶3设置在中心加热体1与金属管6之间的空隙内，用于测量金属管6与中心加热体1之间的温度；第二热电偶4设置在包裹固定层7与金属管6之间的空隙内，用于测量金属管6与包裹固定层7之间的温度；第三热电偶5设置在一根金属管6内(在多根金属管6中任意选取一根)，第三热电偶5通过金属直通接头固定在金属管6内，用于测量金属管6内输送流体的温度。第一热电偶3、第二热电偶4和第三热电偶5均为能够测量不同位置温度的多点热电偶。第三热电偶5为变径铠装热电偶。

螺旋加热体9以缠绕的方式设置在防辐射层8外围，螺旋加热体9为铠装加热体，横截面为扁矩形，螺旋加热体9的外表面涂有聚酰亚胺作为抗射线辐射高温绝缘层。

保温层10、金属网加强层11、绝缘保护层12依次设置在螺旋加热体9之外，其中保温层10位于最内层，覆盖在螺旋加热体9上，绝缘保护层12位于最外层，金属网加强层11设置在保温层10和绝缘保护层12之间，金属网加强层11为耐腐蚀的镀镍金属网，保温层10为外表面有覆膜的纳米隔热管。

本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (9)

1.一种用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，其特征是：包括圆柱形的中心加热体(1)，通过包裹固定层(7)紧贴在所述中心加热体(1)外侧并周向均匀布置至少3根金属管(6)，所述金属管(6)的轴线与所述中心加热体(1)的轴线平行；在所述包裹固定层(7)的外围设置抗射线辐射的防辐射层(8)；在两根相邻的所述金属管(6)的相接触位置设有第一热电偶(3)和第二热电偶(4)，所述第一热电偶(3)设置在所述中心加热体(1)与所述金属管(6)之间，所述第二热电偶(4)设置在所述包裹固定层(7)与所述金属管(6)之间；在一根所述金属管(6)内设置第三热电偶(5)；在所述防辐射层(8)外围缠绕设置螺旋加热体(9)；还包括覆盖在所述螺旋加热体(9)外围的绝缘保护层(12)。

2.如权利要求1所述的用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，其特征是：所述中心加热体(1)为铠装加热体，所述中心加热体(1)外表面涂有抗射线辐射的高温绝缘涂层(2)；所述抗射线辐射的高温绝缘涂层(2)的成分为聚酰亚胺。

3.如权利要求1所述的用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，其特征是：所述螺旋加热体(9)为铠装加热体，横截面为扁矩形，所述螺旋加热体(9)的外表面涂有聚酰亚胺作为抗射线辐射高温绝缘层。

4.如权利要求1所述的用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，其特征是：所述第一热电偶(3)和所述第二热电偶(4)和所述第三热电偶(5)为测量不同位置温度的多点热电偶。

5.如权利要求1所述的用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，其特征是：所述第三热电偶(5)为变径铠装热电偶。

6.如权利要求1所述的用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，其特征是：所述包裹固定层(7)为聚酰亚胺高温胶带或者玻纤布铝箔胶带。

7.如权利要求1所述的用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，其特征是：所述防辐射层(8)由两块半圆形铅管构成，用于屏蔽放射性射线及均衡温度，所述铅管的厚度根据需要屏蔽的放射性射线的强弱确定。

8.如权利要求1所述的用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，其特征是：在所述螺旋加热体(9)和所述绝缘保护层(12)之间还设有保温层(10)，所述保温层(10)是外表面有覆膜的纳米隔热管。

9.如权利要求8所述的用于放射性流体输送的多金属管伴热复合管，其特征是：在所述保温层(10)和所述绝缘保护层(12)之间还设有金属网加强层(11)，所述金属网加强层(11)为耐腐蚀的镀镍金属网。

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