CN111601998B - 加强型可移除隔热装置 - Google Patents

Abstract

增强的可移除的绝热装置包括彼此相连的绝热块，并且布置在需要绝热的设备的外表面上。绝热块由绝热材料制成，并且包括加固骨架结构，该骨架结构在所有侧面均被不锈钢饰面板包裹。隔热块通过弹簧锁彼此可拆卸地连接。使用提出的弹簧锁可确保可靠的张紧，从而避免了在温度波动期间在隔热板无法接近的内部底部处的隔热板侧面之间产生膨胀间隙，并且在安装和组装操作期间在设备上无需进行调节操作和焊接就位在块表面上的张紧锁。隔热块可以减轻不锈钢的重量，隔热块的强度增加2.56，并显着降低制造成本。

Description

加强型可移除隔热装置

技术领域

本发明涉及一种隔热技术，尤其涉及一种用于管道和圆柱形容器的隔热结构。

背景技术

从所达到的技术水平来看，已知一种预制的隔热结构，其包括圆柱形壳体，该圆柱形壳体沿其长度串联布置并用相互连接的部分紧密地封闭了管道，每个部分均由N个隔热元件制成，这些隔热元件以环形扇形的横截面对接并相互连接(参见RU-Ul-N°40433，2004年)。OKB GIDROPRESS，PJSC ZiO-Podolsk(莫斯科地区波多利斯克)与德国KAEFER公司合作开发并实施了模块化可移除隔热材料用于中国田湾核电站和印度古丹库兰核电站。

可移除隔热块在设备和管道上的紧固是通过预先安装在模块上的特殊拉力锁进行的——大约60％，其余40％的锁定通过在可移除隔热块的安装中进行焊接来固定。

可移除隔热块是由奥氏体钢制成的盒子。盒子的空腔中充满了隔热材料。作为隔热材料，使用玻璃或玄武岩短纤维制成的垫子。通过盒子内部的运动，可以使用特殊的销钉和夹子固定绝缘材料。放置隔热材料后，将盒子用鼓起的不锈钢箔封闭，该箔从块内部焊接而成。

块的所有元件通过接触焊接相互固定。单元具有再现隔热设备表面的能力。该可移除隔热块项目已作为原型。

但是，由于块的尺寸较大以及在其表面上固定有大量拉力锁，可移除隔热块管道的壁厚较厚的钢(1.0mm和0.5mm)由于强度特性而导致不合理地使用钢和隔热材料。

隔热材料的重量与可移除隔热块的重量之比为31.3％(19吨是隔热材料，41.7吨是钢)，这得出的结论是，在块的隔热结构中存在钢(68.7％)是不合理的。

块表面上存在紧密的拉力锁，会导致盒子的钢厚度变大，并且由于弯矩的作用而出现力矩趋于使块松开并出现面向隔热表面的块表面间隙的情况，这可能导致温度进一步升高并降低可移除隔热块的隔热性能。

发明内容

本发明旨在解决减轻不锈钢隔热块的重量并在屏蔽设备热辐射的块的侧表面上产生有保证的最小间隙(如果不能完全避免间隙的话)的问题。

解决该问题的方法是，提供一种可移除隔热装置，包括在相邻的其他可移除隔热块之间的堆叠的纵向侧壁和由不锈钢制成的并填充有隔热材料的盒子，盒子包括坚固的加强网格框架和薄壁不锈钢衬板，从而形成加强型可移除隔热装置的块，而网格框架可以由三、四、五或六边形的单元格制成，加强型可移除隔热装置的块通过安装在外部和内部底部的角交叉处的锁闩相互固定，并在它们之间匹配，加强型可移除隔热装置的锁闩由可移动的抓具和放置在加强型可移除隔热装置的块内的固定钩组成，抓具采用可压缩的环形弹簧和多个弹性夹持板制成，每个钩均为通过加固件和不锈钢板固定在块框架上的冲压壁形式，钩腔壁部分形成平面，钩腔壁与圆角弯曲的弹性夹持板的表面对接，并与块体侧壁的角部的拐角线同轴，多个块通过固定在环形弹簧上的弹性夹持板相互连接，并相对于抓具的对称轴对称地连接形成补偿性的柔韧性加强型加强型加强型加强型加强型。

所提出的带有环形弹簧的锁闩组件的设计方案使加强型可移除隔热块的表面可靠接触，这是由于在块的相邻侧面的难以接近的内部保证了紧密性，以确保它们的紧密配合。为了进一步清楚起见，定义隔热块的内部底部为面向隔热表面热量的块的难以接近的底部，并且我们将较冷的隔热块作为外部基底。

因此，包括具有保证过盈配合的闩锁的本发明的加强型可移除隔热块与原型具有以下差异：

1.隔热块可以减轻不锈钢隔热材料的重量，增加隔热块的强度，最大程度地增加隔热块的侧面与难以接近的底部之间的热间隙；

2.通过在隔热块的钩和弹性的锁闩之间使用有保证的过盈量，并确保紧密性，使隔热块的侧面可靠接触，从而提高了隔热的可靠性。

在工厂中，将钩放置在加强型可移除隔热块侧面相交处的角交叉处，消除了大量的调整工作以及隔热模块化可移除隔热材料表面上的约6400个拉力锁，这些拉力锁是在设备安装和组装过程中单独安装的。

在加强型可移除隔热隔热块中放置钩时，在初始安装、拆卸和运行期间钩没有变形；在核电厂热交换表面的例行检查和金属检查期间，存在设计余量和并减少了拉力锁的数量。

附图说明

通过特定的实施例进一步说明本发明，然而，这些实施例不是唯一的可能，而是清楚地证明了通过基本特征的组合实现上述技术结果的能力。

图1显示了由带有方格的不锈钢格子制成的框架的组件。

图2显示了安装在格子波形垫圈的十字准线上的框架组件。

图3显示了隔热块的框架部分，内衬一块薄的不锈钢薄板，周围有余量，并通过接触焊接的方式焊接到波形垫圈的架子上。

图4显示了通过接触焊接在面板中空块上的余量上的加强型可移除隔热块的焊接和组装方式，没有隔热以及由不锈钢板制成的最终内部底座。

图5示出了从内部底座观看的空心加强型可移除隔热块的视图。

图6显示了波形垫圈。

图7示出了波形垫圈的三维视图。

图8示出了锁闩的接合。

图9显示了锁闩的三维视图。

图10示出了安装在三角板上的锁闩的钩的三维视图。

图11示出了安装在加强型可移除隔热上的钩的顶视图。

图12示出了隔热块加强型可移除隔热的对接，并用锁闩对其进行固定。

图13示出了安装在块上的钩。

图14示出了块的框架，该块的框架由格子制成，该格子的一根杆和第二根杆条通过接触连接，具有轮廓增强功能。

具体实施方式

本发明的加强型可移除隔热装置的设计形式与可移除隔热块原型的几何形状和尺寸相似。加强型可移除隔热装置包括图1中的圆弧形的网格框架1，以及侧壁2和前壁3，图2中的冲压不锈钢波形垫圈4，搁板/架子7用于接触焊，图3中的凹槽8和厚度为0.1-0.4mm的薄壁不锈钢衬板5。

为了方便和清晰地显示图像，在初始状态下选择的增强网格具有正方形的单元格和圆形的横截面，并且在两侧均完全平坦。但是，它可以由三边、五边、六边形和矩形单元以及具有不同横截面的杆20制成。优选使用带有圆形横截面的杆的网格。

图2中的加强型网格框架的杆20可以用不锈钢之外的材料制成，并且具有多种轮廓，但是其强度不应弱于不锈钢杆的强度，并且通过波形垫圈连接至薄壁不锈钢衬板上。

通过冲压制成的波形垫圈4具有如下设计：当将波形垫圈4与加强网格的交叉节点组装在一起时，可以将它们固定并安装在图6的搁板/架子7上，该架子与网格的平面齐平。为此，图6的凹槽8的入口略微变窄。图6的架子7用于将波形垫圈与块的薄壁钢壳进行接触焊接。对于大直径设备的隔热而言，通常使用小曲率的增强网格格架，波形垫圈几乎是平坦的，而在对波形垫圈进行冲压时，对于小直径的隔热管道，应考虑管道表面的曲率。

将波形垫圈安装在加强网格框架上后，网格框架和不锈钢薄壁外壳按照与可移除隔热块原型的几何形状和尺寸相似的模板是柔性的。在这种情况下，选择薄壁不锈钢衬板，并沿周向选择相应的图3的余量6。在钩12的安装以及在面板的余量上的电阻焊接之后，图1的加强型可移除隔热装置的中空块填充有隔热材料，然后通过接触焊接将不锈钢凸片固定在余量上。

图14中的通道杆、三通和其他型材的增强型材的一种应用变型，连接到杆形条22，这允许以最小的力弯曲格子并使用波形垫圈连接杆，槽的形状与网格框架的形状相对应，这样就可以用统一的方式组装加强型可移除隔热装置的框架，以便对设备表面的任何曲率进行隔热，而无需使用其他结构部件。框架加强网格框架可以由杆的各种修改的加强型材制成。我们生产这样的网格框架，其具有钢筋和钢筋条的增强轮廓的相应步长d和网格框架的线性尺寸：h和b，其中b是框架前侧表面的径向钢筋的高度，该高度与块的隔热层的厚度减去薄壁不锈钢衬板的两个厚度一致，而加强型可移除隔热装置的块的线性长度平行于绝热体或管道的轴线。在尺寸边界和b处形成一段增强型材搁板(槽，等)后，在该边界处以90°的角度弯曲型材条，并以接触的方式连接切割的型材搁板，获得了前侧面框架的初步坯料块。为了获得最终的前表面，需要适当地切割连接加强筋的径向毛坯的网格框架的条22，根据加强型可移除隔热装置的块的所需曲率沿着外表面弯曲网格框架，并且使格子的切割条以接触的方式彼此接触，从而获得块框架的前侧面。以同样的方式，有必要对块另一侧的前面进行处理。将框架格子的条弯折成必要的角度后，得到了两个与前侧面挨着的相邻侧面，然后将它们连接在一起，从而固定了块框架的整个侧面。

带有不同轮廓的条的框架格的设计允许制成任何曲率的加强型可移除隔热块的支撑框架，使框架外表面的设计单元保持不变，并且尺寸和步长相同，从而保守地减少了安全裕度和加强型可移除隔热块框架内表面的单元尺寸。这种设计产生了预先确定的统一的几乎所有加强型可移除隔热单元的支撑框架。

锁闩由固定部分——钩12和可移动部分——图8中的抓具10、11、18组成。锁闩安装在加强型可移除隔热块的相交处，即，一个交叉点处有一个锁或一个加强型可移除隔热块处有一个锁。

图10的钩12由冲压型材制成，并且借助于加强件13和氩弧焊，垂直于其直角的等分线15附接至三角形板14。然后，在加强型可移除隔热中空块中填充隔热材料之前，使用氩弧焊将钩连接到框架和块衬里的余量。应当注意，对于小尺寸的钩(高度25毫米，宽度和长度20x 30毫米)，从上方安装后，有必要安装额外的局部隔热装置。

尺寸a是从角的顶部到近端壁的平分线距离，抓具的弹性壁的表面18与之相互作用。该距离是恒定的尺寸。

尺寸b是从抓具的对称轴线17到抓具的弹性壁的表面18的距离，该距离与钩腔的壁的壁相互作用。由于横截面的扭转和环形弹簧9的弹性张力，该尺寸是可变的。尺寸c是在抓具和钩接合(对接)之前在静态中考虑的保证过盈量的距离。

由于环形弹簧的变形而在抓具和钩相互作用(对接)时尺寸c＝a-b保证的密封性得到补偿，从而在隔热体的热膨胀或冷却过程中形成灵活的反馈。当由于图8的抓握瓣10沿钩腔的倾斜平面e以半径R的曲线滑动以及弹性抓壁的表面与钩腔的壁的相互作用而对接时，获得尺寸c。

图8中所示的环形弹簧9穿过图8抓具的的基座并用于张紧抓具并通过弹簧产生抓具组件的稳定刚度。图8所示的实施例可以被制成扁平的，圆柱形的或其他形式，带有或不带有连接器。在正常模式下，夹紧力是由于发生弹性变形而产生的：抓具板弯曲，弹性扭转以及加强型可移除隔热块的夹紧座之间的整体弹簧的弧线改变，因为弦始终小于连接弦的圆弧的长度。在具有三个处于最大拉力状态的抓具的锁闩设计中，一体式弹簧呈三角形，带有四个抓具，形状是正方形或长方形，依此类推。

由于补偿了保证的柔性，提供了加强型可移除隔热块侧面的紧密接触和固定，从而在设备隔热表面的温度波动期间形成灵活的反馈。

钩腔室的平面e的倾斜角取决于隔热表面的加强型可移除隔热块的表面的覆盖角。

加强型可移除隔热块借助锁闩相互固定，该锁闩安装在从块的外部和内部底部连接的块的交叉处。固定部分称为钩，在内侧安装在单元内部，借助肋13安装在三角板14的直角15的等分线上，直到通过氩弧焊填充加强型可移除隔热中空块，然后将钩固定在框架和块体衬里的余量上。

钩腔具有弯折部19，穿过瓣10和抓具弹性壁18的表面在对接时通过弯折部19相对于第一加强可移除隔热块固定可移动的钩。可动的抓具将底座与主体的隔热表面接触。用钩对接后，在隔热体与加强型可移除隔热块之间会形成3到5mm的等温热间隙，从而消除了主体表面上的局部温度应力。第二个块与相同锁闩的捕获结合在一起，重复了先前的操作。同样，第三和第四块通过一个闩锁连接。第五、第六等等加强型可移除隔热块相同。加强型可移除隔热块闭合在管道或圆柱设备的圆柱部分的周围，形成封闭的块链，这些块将块自固定在隔热表面上。

如果从加强型可移除隔热块的外部底部安装了锁闩，也就是说，锁闩移到了可移动的隔热块上以对其进行固定，则倾斜平面e在吊钩腔处变为垂直。在此情况下，关于大小a和b以及大小c的所有参数均保持不变。

当使用钢筋直径为2毫米的加强钢网格框架(作为比较，可移除隔热块管道的不锈钢厚度为1毫米)和60毫米方形单元，厚度为0.2毫米的钢壳，厚度为0.5毫米的波形垫圈，直径为15毫米时，可获得以下数据的加强型可移除隔热块：

薄壁不锈钢衬板可移除隔热块的厚度等于

加强型可移除隔热装置的薄壁不锈钢衬板的厚度等于

化简可得

代入参数得

d是加强型可移除隔热块的框架增强网格框架的步长，

D是块可移除隔热块的最大外壳大小；

S₁和S₂分别为可移除隔热块和加强型可移除隔热装置的薄壁不锈钢衬板的厚度；

k₁和k₂是考虑到固定薄壁不锈钢衬板边缘的方法的系数(用于计算核电厂设备和管道强度的标准。PNAEG-7-002-86。莫斯科，1989年)。对于在低外部压力下运行的平底，保守地采用了计算壳厚度加强型可移除隔热装置和可移除隔热块的公式，这最有效地反映了块的几何形状和运行模式。

假设可移除隔热块的外底厚度等于S₁＝1.0mm，k₁＝0.56，D＝1000mm，k₂＝0.43，t＝60mm，获得了初始强度等于厚度S₂＝0.078mm的薄壁不锈钢衬板。以薄壁不锈钢衬板的厚度为0.2mm，我们得出的安全裕度等于2.56，即可移除隔热装置的块的壳比可移除隔热块的壳强2.56倍。根据弯矩的计算，由于公式中的线性尺寸包含在平方比中，因此安全系数甚至更高。

在计算可移除隔热装置的块的重量时，采用具有60mm的步长的方格单元和2mm直径的网格框架杆。

可移除隔热块的不锈钢块的计算重量为41.7吨。

可移除隔热装置的块的不锈钢的计算重量为15.0吨。

节省不锈钢26.7吨。

在两种情况下，绝热材料的重量均为19.0吨。

可移除隔热块中绝热材料的相对百分比为31.3％，不锈钢的比例为68.7％。

在可移除隔热装置的块中隔热材料的相对百分比为55.9％，不锈钢的比例为44.1％。

节省不锈钢为64.0％。

可移除隔热装置的块估计成本至少便宜两倍。

考虑到使用波形钢垫圈通过电阻焊接将加强网格框架与薄壁饰面钢固定在一起，可以用相同强度截面的非金属材料成功地替代在横截面积更大的杆上的钢加强杆，这会导致节省更多的不锈钢。

Claims (8)

1.可移除隔热装置，包括在相邻的其他可移除隔热块之间的堆叠的纵向侧壁和由不锈钢制成的并填充有隔热材料的盒子，其特征在于，盒子包括坚固的加强网格框架(1)和薄壁不锈钢衬板(5)，从而形成加强型可移除隔热装置的块，而网格框架可以由三、四、五或六边形的单元格制成，加强型可移除隔热装置的块通过安装在外部和内部底部的角交叉处的锁闩相互固定，并在它们之间匹配，加强型可移除隔热装置的锁闩由可移动的抓具和放置在加强型可移除隔热装置的块内的固定钩组成，抓具采用可压缩的环形弹簧和多个弹性夹持板制成，每个钩均为通过加固件和不锈钢板固定在块框架上的冲压壁形式，钩腔壁部分形成平面，钩腔壁与圆角弯曲的弹性夹持板的表面对接，并与块体侧壁的角部的拐角线同轴，多个块通过固定在环形弹簧上的弹性夹持板相互连接，并相对于抓具的对称轴对称地连接形成补偿性的柔韧性。

2.根据权利要求1所述的可移除隔热装置，其特征在于，所述薄壁不锈钢衬板的厚度为S₂，满足以下比率：

d是加强型可移除隔热块的网格框架的步长；

S1是可移除隔热块的薄壁不锈钢衬板的厚度；

S2是加强型可移除隔热装置的薄壁不锈钢衬板的厚度；

k1是考虑到可移除隔热装置的块的固定薄壁不锈钢衬板边缘的方法的系数；

k2是考虑到加强型可移除隔热装置的固定薄壁不锈钢衬板边缘的方法的系数；

D是块可移除隔热装置的块的最大外壳大小。

3.根据权利要求1所述的可移除隔热装置，其特征在于，所述网格框架由直径为0.2-0.5mm的杆制成。

4.根据权利要求1所述的可移除隔热装置，其特征在于，所述网格框架由圆形横截面的杆或另一轮廓的等效强度的杆制成。

5.根据权利要求1所述的可移除隔热装置，其特征在于，所述盒子的连接还配备有冲压的波形垫圈，所述波形垫圈具有凹槽，所述凹槽的入口变窄，用于在相交处连接所述加强网格框架的杆，所述网格框架与波形垫圈通过接触焊接而固定到薄壁不锈钢衬板上。

6.根据权利要求5所述的可移除隔热装置，其特征在于，所述波形垫圈通过接触焊接连接至薄壁不锈钢衬板。

7.根据权利要求1所述的可移除隔热装置，其特征在于，所述加强网格框架通过电焊连接到薄壁不锈钢衬板，而不设置波形垫圈。

8.根据权利要求1所述的可移除隔热装置，其特征在于，所述网格框架包含一个加强型材，所述加强型材的线性尺寸平行于绝热设备的圆柱形表面的轴线，并且与第二杆接触地连接，这允许统一加强型可移除隔热装置的块的承载框架以对绝热设备任何曲率的表面进行绝热。

Images