CN110925851A - 一种间歇性饱和蒸汽长输供热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种间歇性饱和蒸汽长输供热系统，包括汽包(1)、蒸汽蓄能器(2)、蒸汽滤洁器(3)和管壳式换热器(5)，汽包(1)通过第一输送管线(21)与蒸汽蓄能器(2)连接，第一输送管线(21)通过第二输送管线(22)与蒸汽滤洁器(3)的入口连接，蒸汽滤洁器(3)的出口通过第三输送管线(23)与管壳式换热器(5)的蒸汽入口连接，管壳式换热器(5)的蒸汽出口外连接有长输蒸汽管道(6)。该间歇性饱和蒸汽长输供热系统能够将钢铁企业炼钢转炉间歇性饱和蒸汽变为连续稳定的高温过热蒸汽长距离输送给热用户，实现工业余热向市政热用户供热，节约热电厂抽汽和锅炉房供汽，降低污染物排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种间歇性饱和蒸汽长输供热系统。
背景技术
钢铁工业是耗能大户，同时也是余热余能生产大户，随着转炉大型化和汽化系统压力的提高，输出的余热饱和蒸汽产量大、压力高。由于转炉余热饱和蒸汽含水量大，无法实现长距离输送，转炉余热饱和蒸汽在保障厂区生产、检修、生活用汽外，主要用于厂区内自备小型饱和蒸汽发电机组或经过过热处理后再发电，效率相对较低。然而，市政供热大多数由周边大型热电厂抽汽供给或新建大型锅炉房供给，造成余热能源不能按质利用，还造成额外能源浪费和污染物排放。
发明内容
为了高效利用转炉蒸汽，本发明提供了一种间歇性饱和蒸汽长输供热系统，该间歇性饱和蒸汽长输供热系统能够将钢铁企业炼钢转炉间歇性饱和蒸汽变为连续稳定的高温过热蒸汽长距离输送给热用户，实现工业余热向市政热用户供热，节约热电厂抽汽和锅炉房供汽，降低污染物排放。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种间歇性饱和蒸汽长输供热系统，包括汽包、蒸汽蓄能器、蒸汽滤洁器和管壳式换热器，汽包通过第一输送管线与蒸汽蓄能器连接，第一输送管线通过第二输送管线与蒸汽滤洁器的入口连接，蒸汽滤洁器的出口通过第三输送管线与管壳式换热器的蒸汽入口连接，管壳式换热器的蒸汽出口外连接有长输蒸汽管道，管壳式换热器的烟气入口外依次连接有烟气混合室、烟气发生器和燃烧器。
所述间歇性饱和蒸汽长输供热系统还包括分汽缸，第一输送管线通过第四输送管线与分汽缸的蒸汽入口连接，分汽缸设有两个蒸汽出口，所述两个蒸汽出口分别与炼钢自用蒸汽管道和厂区低压蒸汽管道连通。
管壳式换热器的烟气出口连接有空气预热器，空气预热器的烟气出口通过排烟管道与主烟囱连接，排烟管道通过第一连接管线与烟气混合室连接，第一连接管线上设有循环风机，烟气混合室连接有副烟囱，副烟囱内设有防爆门。
空气预热器外连接有助燃空气管线，该助燃空气管线上设有助燃风机，燃烧器通过第二连接管线与空气预热器连接。
长输蒸汽管道含有内外套设的输热管道和管道保温结构，所述管道保温结构包括内外套设的内保温结构层和外保温结构层，该内保温结构层含有沿所述管道保温结构的周向交替设置的保温材料单元和支撑结构单元，保温材料单元的导热系数为小于或等于0.041W/(m·K)，支撑结构单元的抗压强度为大于或等于4Mpa。
保温材料单元的材质为无机纤维保温材料，支撑结构单元的导热系数为小于或等于0.2W/(m·K)；支撑结构单元含有蛭石，或支撑结构单元含有泡沫玻璃，或者支撑结构单元含有蛭石和泡沫玻璃。
沿输热管道的径向，支撑结构单元的内表面设有耐高温摩擦片，耐高温摩擦片能够减小支撑结构单元与输热管道之间的摩擦力；或者，沿输热管道的径向，支撑结构单元的内表面呈锯齿状结构，支撑结构单元的内表面设有多个条形凸棱，所述多个条形凸棱沿输热管道的周向均匀间隔排列。
保温材料单元为硅酸铝针刺毯，位于所述内保温结构层的上部的相邻两个支撑结构单元之间的距离大于位于所述内保温结构层的下部的相邻两个支撑结构单元之间的距离。
所述外保温结构层含有从内向外依次套设的第一反射层、第一外保温层、第二反射层、第二外保温层、第三反射层和外护钢套管；第一反射层、第二反射层和第三反射层均为铝箔玻纤布复合反射层，第一外保温层和第二外保温层均为耐高温玻璃棉层。
所述管道保温结构外还设有管夹式托座，管夹式托座含有从上向下依次设置的上支架、下支架和底座，所述内保温结构层和外保温结构层均位于上支架和下支架之间，上支架与下支架之间通过螺栓连接，下支架和底座之间设有聚四氟乙烯垫板。
本发明的有益效果是：
1、以燃烧钢企富裕燃气将间歇性转炉饱和蒸汽转变为稳定的高温过热蒸汽，利用架空和直埋蒸汽管道将高温过热蒸汽输送至超距离热用户，实现钢企饱和蒸汽长输外供，替代或部分替代热用户通常使用的电厂抽汽或大型锅炉房蒸汽。
2、有效的利用了钢企余热蒸汽，提高了二次能源的利用效率；节约火力发电厂抽汽，提高发电效率；替代锅炉房蒸汽减少污染物排放和水资源消耗。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明所述间歇性饱和蒸汽长输供热系统的示意图。
图2是所述管道保温结构的第一种实现方式的示意图。
图3是所述管道保温结构的第二种实现方式的示意图。
图4是所述管道保温结构的第三种实现方式的示意图。
图5是所述管道保温结构的第四种实现方式的示意图。
图6是图2中内保温结构层的内表面部分展开示意图。
图7是图3中内保温结构层的内表面部分展开示意图。
图8是支撑结构单元的内表面呈锯齿状结构的示意图。
1、汽包；2、蒸汽蓄能器；3、蒸汽滤洁器；4、分汽缸；5、管壳式换热器；6、长输蒸汽管道；7、烟气发生器；8、烟气混合室；9、燃烧器；10、循环风机；11、主烟囱；12、副烟囱；13、助燃风机；14、空气预热器；
21、第一输送管线；22、第二输送管线；23、第三输送管线；24、第四输送管线；25、排烟管道；26、第一连接管线；27、第二连接管线；
31、输热管道；32、保温材料单元；33、耐高温摩擦片；34、支撑结构单元；35、第一反射层；36、第一外保温层；37、第二反射层；38、第二外保温层；39、第三反射层；40、外护钢套管；41、管夹式托座；42、上支架；43、下支架；44、底座；45、四氟乙烯垫板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种间歇性饱和蒸汽长输供热系统，包括汽包1、蒸汽蓄能器2、蒸汽滤洁器3和管壳式换热器5，汽包1通过第一输送管线21与蒸汽蓄能器2连接，第一输送管线21通过第二输送管线22与蒸汽滤洁器3的入口连接，蒸汽滤洁器3的出口通过第三输送管线23与管壳式换热器5的蒸汽入口连接，管壳式换热器5的蒸汽出口外连接有长输蒸汽管道6，管壳式换热器5的烟气入口外依次连接有烟气混合室8、烟气发生器7和燃烧器9，如图1所示。
汽包1为转炉汽包，即汽包1与转炉的汽化冷却烟道连接，汽包1的饱和蒸气出口通过第一输送管线21与蒸汽蓄能器2的入口连接，蒸汽蓄能器2为空心的球体结构，第二输送管线22上设有稳压阀。转炉的间歇性产汽通过球形的蒸汽蓄能器2削峰平谷后以连续稳定的压力供出，如图1所示。
在本实施例中，所述间歇性饱和蒸汽长输供热系统还包括分汽缸4，第一输送管线21通过第四输送管线24与分汽缸4的蒸汽入口连接，分汽缸4设有两个蒸汽出口，所述两个蒸汽出口分别与炼钢自用蒸汽管道和厂区低压蒸汽管道连通。第四输送管线24与第二输送管线22之间为并联关系，第四输送管线24上设有调压阀，第四输送管线24上还设有压力测点。第二输送管线22上设有压力测点和流量测点。
在本实施例中，管壳式换热器5的烟气出口外连接有空气预热器14，管壳式换热器5的烟气出口与空气预热器14的烟气入口连接，空气预热器14的烟气出口通过排烟管道25与主烟囱11连接，空气预热器14与管壳式换热器5之间可以为分体式结构或复合结构，排烟管道25通过第一连接管线26与烟气混合室8连接，第一连接管线26上设有循环风机10，烟气混合室8连接有副烟囱12，副烟囱12内设有重力式防爆门。管壳式换热器5的蒸汽出口外的管道上设有温度测点。长输蒸汽管道6的起点前后均设有蒸汽计量装置，用于商品蒸汽计量。
在本实施例中，空气预热器14的空气入口外连接有助燃空气管线，该助燃空气管线上设有助燃风机13，燃烧器9通过第二连接管线27与空气预热器14的空气出口连接，烟气可以在空气预热器14中加热助燃空气。燃烧器9与燃气管道相连，燃气管道上设有双切断速关阀和流量控制阀。循环风机10采用变频控制，循环风机10将排烟尾气加压鼓入烟气混合室8，烟气混合室8的作用是使烟气均匀混合，调节烟气发生装置来的高温烟气。长输蒸汽管道6由埋地管道和架空管道构成，长输蒸汽管道6末端与热用户相连。该间歇性饱和蒸汽长输供热系统中的组成装置均可以采用现有技术。
在本实施例中，蒸汽蓄能器2内部设有多层环形加热盘管，每层盘管上均布设置有汽水混合器，蒸汽蓄能器2的顶部设有汽水分离装置，汽水分离装置由波纹板与筛孔板复合结构式箱体拼装而成。
管壳式换热器5采用烟气加热的方式将饱和蒸汽转变为过热蒸汽，管壳式换热器5的蒸汽出口管道上设有温度测点，通过出口蒸汽检测温度控制过热蒸汽温度，以满足热用户要求。管壳式换热器5采用复合结构，兼有饱和蒸汽加热和助燃空气预热双重功能，管壳式换热装置侧壁设有内保温。
蒸汽滤洁器3的筒体中部设有波纹板式汽水分离装置，进行一次脱水；蒸汽滤洁器3筒体中上部设有金属丝网填料式水滴捕集装置，深度脱除饱和蒸汽中细小水滴。烟气发生器7上设有温度、压力检测装置。燃气管道上设有双切断速关阀和燃气流量控制阀，与燃烧器连接的助燃风管道上设有调节风门，燃气流量控制阀与调节风门比例调节。
下面介绍该间歇性饱和蒸汽长输供热系统的工作过程。
转炉的汽包1供出的间歇性饱和蒸汽(汽包工作压力：约为3.8MPa)进入蒸汽蓄能器2(蒸汽蓄能器2工作压力：1.0MPa～3.2MPa)，间断的饱和蒸汽经蒸汽蓄能器2削峰平谷以稳定的参数供出。一路经调节阀组调压后进入分汽缸4，分别供给转炉自用蒸汽和厂区低压管网，另一路经稳压阀组以稳定的流量和压力进入蒸汽滤洁器3，饱和蒸汽在蒸汽滤洁器3内脱除水滴后进入管壳式换热器5，在管壳式换热器5内饱和蒸汽与混合烟气换热，被加热后的过热蒸汽(约为360℃，1.0MPa～2.8MPa；温度、压力可调)经商品计量供入长输蒸汽管道6，长输蒸汽管道6经架空、直埋输送到热用户，蒸汽长输距离可达到40km。
从钢企厂区燃气管网引一路燃气至燃烧器前经流量控制阀调节后与助燃风在烟气发生器7内燃烧产生高温，高温烟气进入烟气混合室8与循环风机10鼓入的排烟烟气混合，调温至合适的温度后进入管壳式换热器5与饱和蒸汽换热，换热后的烟气进入空气预热器，烟气与助燃空气在空气预热器14内换热，换热后低温烟气经烟囱排放(≤100℃)，其中一部分烟气经循环风机10加压作为混气鼓入烟气混合室8。
在本发明中，长输蒸汽管道6含有内外套设的输热管道31和管道保温结构，所述管道保温结构包括内外套设的内保温结构层和外保温结构层，该内保温结构层含有沿所述管道保温结构的周向交替设置的保温材料单元32和支撑结构单元34，保温材料单元32的导热系数为小于或等于0.041W/(m·K)，支撑结构单元34的抗压强度为大于或等于4Mpa，如图2至图8所示。
在本实施例中，保温材料单元32的主要作用为保温，保温材料单元32的材质为现有的无机纤维保温材料，例如保温材料单元32由现有的硅酸铝针刺毯裁剪加工而成。支撑结构单元34的主要作用为支撑，支撑结构单元34应该具有较好的抗压能力，同时也应该具有一定的保温性能，优选支撑结构单元34的导热系数为小于或等于0.2W/(m·K)，支撑结构单元34的抗压强度为大于或等于4Mpa，支撑结构单元34的抗压强度为小于或等于40Mpa。
在本实施例中，保温材料单元32的断面为扇形，支撑结构单元34的断面为矩形，如图2至图5所示。支撑结构单元34可以为松木块，也可以称为松木条。支撑结构单元34可以由蛭石和粘接剂加工制作而成，该蛭石和粘接剂的比例可以根据有限次试验而定。或者，支撑结构单元34为泡沫玻璃加工而成。
紧贴输热管道31外壁的保温材料单元32(如硅酸铝针刺毯)及支撑结构单元34(如高强度绝热块)的复合保温结构的优点在于：硅酸铝针刺毯可在较高温度下保持较低的线变化率、抗折强度高、导热系数低的特点，能在高温下持续有效的发挥绝热作用；该高强度绝热块能对内层保温结构起到支撑的作用，以保证内层保温结构的稳定性，使得硅酸铝针刺毯再高温且反复温变的环境下，依然能保持原有的尺寸及结构，而不会因反复的高温-低温循环工况而增加其内部的纤维空洞，此外高强度支撑还能在工作管道的使用寿命内起到防止保温材料塌陷的作用。
在本实施例中，为了降低支撑结构单元34与输热管道31之间的摩擦力，沿输热管道31的径向，支撑结构单元34的内表面设有耐高温摩擦片33，耐高温摩擦片33的材质为现有的耐高温聚四氟乙烯，支撑结构单元34与耐高温摩擦片33层叠连接，耐高温摩擦片33能够减小支撑结构单元34与输热管道31之间的摩擦力，如图1、图3和图5所示。耐高温摩擦片33可以与支撑结构单元34连接固定，或者耐高温摩擦片33也可以与输热管道31连接固定。耐高温摩擦片33的厚度可以根据需要而定或根据有限次试验获得。
支撑结构单元34与输热管道31之间设置了耐高温摩擦片33，使得输热管道31在冷热循环交替的工况下能在保温结构内实现较低摩擦阻力的热位移，改善输热管道31的热应力，减小输热管道31和保温材料之间的摩擦，从而降低管道摩擦对复合保温材料的破坏性。耐高温摩擦片33可置于支撑结构单元34的顶端，并将支撑结构单元34均布镶嵌于硅酸铝针刺毯中的，批量预制加工成一体式产品，便于现场保温材料的施工。
在本实施例中，为了降低支撑结构单元34与输热管道31之间的摩擦力，沿输热管道31的径向，支撑结构单元34的内表面呈锯齿状结构，支撑结构单元34的内表面设有多个条形凸棱，所述多个条形凸棱沿输热管道31的周向均匀间隔排列，如图3、图4、图7和图8所示。
在本实施例中，沿输热管道31的周向，支撑结构单元34的排列密度可以相同，如图1和图2所示，例如相邻的两个支撑结构单元34之间夹角为45度。或者，沿输热管道31的周向，支撑结构单元34的排列密度也可以不同，如图3和图4所示，位于所述内保温结构层的上部的支撑结构单元34的排列密度小于，位于所述内保温结构层的下部的支撑结构单元34的排列密度。
具体的，位于所述内保温结构层的上部的相邻两个支撑结构单元34之间的距离大于位于所述内保温结构层的下部的相邻两个支撑结构单元34之间的距离。位于所述内保温结构层的上部的相邻两个支撑结构单元34之间的夹角为45度，位于所述内保温结构层的下部的相邻两个支撑结构单元34之间的夹角为30度。
在本实施例中，所述外保温结构层含有从内向外依次层叠套设的第一反射层35、第一外保温层36、第二反射层37、第二外保温层38、第三反射层39和外护钢套管40。第一反射层35、第二反射层37和第三反射层39均为现有的铝箔玻纤布复合反射层，第一外保温层36和第二外保温层38均为现有的耐高温玻璃棉层。
铝箔玻纤布复合反射层采用高纯度铝箔，使得工作管的高温热辐射多次被铝箔反射，从而能有效降低管道中辐射散热量。耐高温玻璃棉能在高温下保持稳定的热导率并具有较强疏水性，能够阻止由于工作管和环境温差产生的凝结水向工作管道方向渗透，耐高温玻璃棉外侧的铝箔玻纤布复合反射层能有效降低管道中的辐射散热量。
在本实施例中，所述内保温结构层和外保温结构层均为圆筒形结构，所述内保温结构层的轴线、外保温结构层的轴线和输热管道31的轴线重合。所述内保温结构层的轴线、第一反射层35的轴线、第一外保温层36的轴线、第二反射层37的轴线、第二外保温层38的轴线、第三反射层39的轴线和外护钢套管40的轴线重合。
当所述管道保温结构用于直埋输热管道时，可以如图2和图4所示，即所述管道保温结构直接套设于输热管道31外，所述内保温结构层的外径等于输热管道31的外径。当所述管道保温结构用于架空输热管道敷设时，可以如图3和图5所示，所述管道保温结构外还设有管夹式托座41，管夹式托座41含有从上向下依次设置的上支架42、下支架43和底座44，所述内保温结构层和外保温结构层设置于上支架42和下支架43之间，上支架42与下支架43之间通过螺栓连接，下支架43和底座44之间设有聚四氟乙烯垫板45。
所述内保温结构层的主要作用是保温，所述外保温结构层的主要作用为保温和反射，紧贴输热管道31设置硅酸铝针刺毯及高强度绝热块的复合保温结构，用以降低输热管道31的对流换热量，外层设置铝箔玻纤布复合反射层，用以降低输热管道31的辐射换热量，外层依次采用高温玻璃棉、铝箔玻纤布复合反射层、高温玻璃棉、铝箔玻纤布复合反射层，外护钢套管40采用螺旋焊接钢管。
该管道保温结构由于耐压强度大，保温绝热效果良好，适应工况广泛，不仅可应用于直埋蒸汽管道的保温结构，还可应用于架空蒸汽管道的保温结构，结合现有的管夹托座结构，可适用于直埋、架空多种工况。
本发明中采用部件的材质均为现有市售产品，例如，保温材料单元32由硅酸铝针刺毯加工而成，支撑结构单元34可以采用蛭石、松木块或泡沫玻璃，根据不同的工程需求，灵活选用。将市场上已经成熟的硅酸铝针刺毯材料与支撑结构单元34及耐高温摩擦片集成加工为一体材料，便于批量定制生产，便于现场安装，硅酸铝针刺毯和高强度绝热块起到相互增强效果的作用。硅酸铝针刺毯价格低廉，并能在较高温度下长时间保持较低导热率，而高强度绝热块夹在硅酸铝针刺毯中，起到骨架作用，能够使硅酸铝针刺毯的结构更加稳定，不因工作管的高温而改变内部的纤维结构，从而延长其高效的保温寿命。
为降低以上复合结构的加工难度及产品成本，在环绕工作管四周的硅酸铝针刺毯材料中，以45°角或者其他角度，在四周分别设置高强度绝热块，兼顾强度和保温性能。为实现更好的强度支撑，可将图2和图4分别优化为图3和图5的结构，由于保温结构下部比保温结构上部需要承受更大荷载(管道及管内介质重量)，故图3和图5的结构中下半部分的支撑结构单元34呈30°角或者其他更密集的角度，从而改善保温结构对管道的支撑强度。具体工程选用图2、图4还是图3、图5，可根据工程造价等灵活选取。
对于埋地蒸汽管道，由于管道需要在外护管内实现热位移，为减小最内层复合保温材料与蒸汽管道的摩擦力(如图6所示结构)，在支撑结构单元34与输热管道31的接触面，设置耐高温摩擦片33，降低输热管道31和保温材料间的摩擦力，对于输热管道31而言，更小的摩擦力可以使其热涨更充分，良好的热位移能释放工作管高温下的集中热应力，改善蒸汽管系的热应力，热应力降低对于管道及配件的使用寿命将大大提升，并能增强长距离热输运系统的安全与可靠性；对于架空蒸汽管道，由于管夹式托座下方带有四氟乙烯垫板45，可以通过管夹式托座实现蒸汽管道热位移，因此管夹内最内层保温结构与管道尽量不产生相对位移，将高强度绝热块与管道接触面加工为锯齿状(如图8所示)或其他增大摩擦的结构。
含有本发明所述间歇性饱和蒸汽长输供热系统的高效直埋蒸汽管道，在蒸汽的长距离热输运中，可用于较长距离的直埋或架空敷设，在供暖季和非采暖季的冷-热循环工况下及同一个采暖季内不同的蒸汽温度下，其内部紧贴工作管道的耐高温摩擦片33能适应工作管从400°到环境温度的反复变化，而不会因反复摩擦而破坏保温材料，而高强度绝热块能更好的加强保温结构稳定性，从而保证蒸汽管道高效稳定的运行。同时外层的铝箔玻纤布复合反射层采用高纯度铝箔，能够有效减少工作管道热辐射损失，有效降低长距离热输运蒸汽管道的温降，从而达到供热半径加大的目的。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种间歇性饱和蒸汽长输供热系统，其特征在于，所述间歇性饱和蒸汽长输供热系统包括汽包(1)、蒸汽蓄能器(2)、蒸汽滤洁器(3)和管壳式换热器(5)，汽包(1)通过第一输送管线(21)与蒸汽蓄能器(2)连接，第一输送管线(21)通过第二输送管线(22)与蒸汽滤洁器(3)的入口连接，蒸汽滤洁器(3)的出口通过第三输送管线(23)与管壳式换热器(5)的蒸汽入口连接，管壳式换热器(5)的蒸汽出口外连接有长输蒸汽管道(6)，管壳式换热器(5)的烟气入口外依次连接有烟气混合室(8)、烟气发生器(7)和燃烧器(9)。
2.根据权利要求1所述的间歇性饱和蒸汽长输供热系统，其特征在于，所述间歇性饱和蒸汽长输供热系统还包括分汽缸(4)，第一输送管线(21)通过第四输送管线(24)与分汽缸(4)的蒸汽入口连接，分汽缸(4)设有两个蒸汽出口，所述两个蒸汽出口分别与炼钢自用蒸汽管道和厂区低压蒸汽管道连通。
3.根据权利要求1所述的间歇性饱和蒸汽长输供热系统，其特征在于，管壳式换热器(5)的烟气出口连接有空气预热器(14)，空气预热器(14)的烟气出口通过排烟管道(25)与主烟囱(11)连接，排烟管道(25)通过第一连接管线(26)与烟气混合室(8)连接，第一连接管线(26)上设有循环风机(10)，烟气混合室(8)连接有副烟囱(12)，副烟囱(12)内设有防爆门。
4.根据权利要求1所述的间歇性饱和蒸汽长输供热系统，其特征在于，空气预热器(14)外连接有助燃空气管线，该助燃空气管线上设有助燃风机(13)，燃烧器(9)通过第二连接管线(27)与空气预热器(14)连接。
5.根据权利要求1所述的间歇性饱和蒸汽长输供热系统，其特征在于，长输蒸汽管道(6)含有内外套设的输热管道(31)和管道保温结构，所述管道保温结构包括内外套设的内保温结构层和外保温结构层，该内保温结构层含有沿所述管道保温结构的周向交替设置的保温材料单元(32)和支撑结构单元(34)，保温材料单元(32)的导热系数为小于或等于0.041W/(m·K)，支撑结构单元(34)的抗压强度为大于或等于4Mpa。
6.根据权利要求5所述的间歇性饱和蒸汽长输供热系统，其特征在于，保温材料单元(32)的材质为无机纤维保温材料，支撑结构单元(34)的导热系数为小于或等于0.2W/(m·K)；支撑结构单元(34)含有蛭石，或支撑结构单元(34)含有泡沫玻璃，或者支撑结构单元(34)含有蛭石和泡沫玻璃。
7.根据权利要求5所述的间歇性饱和蒸汽长输供热系统，其特征在于，沿输热管道(31)的径向，支撑结构单元(34)的内表面设有耐高温摩擦片(33)，耐高温摩擦片(33)能够减小支撑结构单元(34)与输热管道(31)之间的摩擦力；或者，沿输热管道(31)的径向，支撑结构单元(34)的内表面呈锯齿状结构，支撑结构单元(34)的内表面设有多个条形凸棱，所述多个条形凸棱沿所述输热管道(31)的周向均匀间隔排列。
8.根据权利要求5所述的间歇性饱和蒸汽长输供热系统，其特征在于，保温材料单元(32)为硅酸铝针刺毯，位于所述内保温结构层的上部的相邻两个支撑结构单元(34)之间的距离大于位于所述内保温结构层的下部的相邻两个支撑结构单元(34)之间的距离。
9.根据权利要求5所述的间歇性饱和蒸汽长输供热系统，其特征在于，所述外保温结构层含有从内向外依次套设的第一反射层(35)、第一外保温层(36)、第二反射层(37)、第二外保温层(38)、第三反射层(39)和外护钢套管(40)；第一反射层(35)、第二反射层(37)和第三反射层(39)均为铝箔玻纤布复合反射层，第一外保温层(36)和第二外保温层(38)均为耐高温玻璃棉层。
10.根据权利要求6所述的间歇性饱和蒸汽长输供热系统，其特征在于，所述管道保温结构外还设有管夹式托座(41)，管夹式托座(41)含有从上向下依次设置的上支架(42)、下支架(43)和底座(44)，所述内保温结构层和外保温结构层均位于上支架(42)和下支架(43)之间，上支架(42)与下支架(43)之间通过螺栓连接，下支架(43)和底座(44)之间设有聚四氟乙烯垫板(45)。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114459065A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-05-10 | 东营市纬地热力有限公司 | 一种间歇性饱和蒸汽长输供热系统 |
| CN115095844A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-23 | 南京苏夏设计集团股份有限公司 | 一种基于核电领域的长输热网系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130239909A1 (en) * | 2011-04-11 | 2013-09-19 | Huaneng Clean Energy Research Institute | Arrangement structure suitable for inverted pulverized coal boiler with ultra-high steam temperature steam parameters |
| CN204730670U (zh) * | 2015-05-13 | 2015-10-28 | 湖南中冶长天节能环保技术有限公司 | 一种余热余能综合利用发电装置 |
| CN106285810A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-01-04 | 邯钢集团邯宝钢铁有限公司 | 一种湿饱和蒸汽用于烧结余热发电的装置和方法 |
| US20180209638A1 (en) * | 2015-11-08 | 2018-07-26 | Guangdong University Of Technology | Energy saving boiler system of steam supply |
| CN108980949A (zh) * | 2018-09-28 | 2018-12-11 | 中冶赛迪技术研究中心有限公司 | 一种供热蒸汽输送系统 |
| CN110220388A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-09-10 | 北京中冶设备研究设计总院有限公司 | 一种转炉烟气余热回收利用装置与方法 |
| CN211476051U (zh) * | 2020-01-02 | 2020-09-11 | 北京京诚科林环保科技有限公司 | 一种间歇性饱和蒸汽长输供热系统 |
-
2020
- 2020-01-02 CN CN202010000572.5A patent/CN110925851A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130239909A1 (en) * | 2011-04-11 | 2013-09-19 | Huaneng Clean Energy Research Institute | Arrangement structure suitable for inverted pulverized coal boiler with ultra-high steam temperature steam parameters |
| CN204730670U (zh) * | 2015-05-13 | 2015-10-28 | 湖南中冶长天节能环保技术有限公司 | 一种余热余能综合利用发电装置 |
| US20180209638A1 (en) * | 2015-11-08 | 2018-07-26 | Guangdong University Of Technology | Energy saving boiler system of steam supply |
| CN106285810A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-01-04 | 邯钢集团邯宝钢铁有限公司 | 一种湿饱和蒸汽用于烧结余热发电的装置和方法 |
| CN108980949A (zh) * | 2018-09-28 | 2018-12-11 | 中冶赛迪技术研究中心有限公司 | 一种供热蒸汽输送系统 |
| CN110220388A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-09-10 | 北京中冶设备研究设计总院有限公司 | 一种转炉烟气余热回收利用装置与方法 |
| CN211476051U (zh) * | 2020-01-02 | 2020-09-11 | 北京京诚科林环保科技有限公司 | 一种间歇性饱和蒸汽长输供热系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114459065A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-05-10 | 东营市纬地热力有限公司 | 一种间歇性饱和蒸汽长输供热系统 |
| CN115095844A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-23 | 南京苏夏设计集团股份有限公司 | 一种基于核电领域的长输热网系统 |
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