CN219933389U - 一种低温管道复合保冷结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种低温管道复合保冷结构，保冷结构包括捆扎在低温管道外圈的低温绝热层、透气憎水层、低温弹性层、防水隔汽层和保护层。低温绝热层外圈经铝箔玻纤胶带粘接有透气憎水层，透气憎水层外圈包裹有低温弹性层，低温弹性层外圈胶接有防水隔汽层，保护层包裹在最外层。该结构设计合理，施工方便，利用各保温层的温度合理选材，在保证保冷效果的基础上降低结构成本，有效提高保冷结构的持久性、防火性和环保型等功效。
Description
技术领域
本实用新型涉及绝热技术领域，具体说是一种低温管道复合保冷结构。
背景技术
随着全球工业化的发展，液态天然气（LNG）、液氮等低温液体的需求量不断增长，这些低温液体的运输、存储效率变得尤为重要。在液态天然气（LNG）、液氮等运输管道工程建设中，由于管道中介质温度均较低（LNG约-162℃，液氮-196℃），管道外的环境温度（平均温度25℃）与管道内介质温度相差很大，为了减少运输过程中能量的损耗，需要对这些运输管道进行保冷。在LNG管道和液氮管道工程中，常用的保冷结构为整体无机泡沫玻璃，或内层无机泡沫玻璃、外层聚异三聚氰酸脂或聚氨酯，再加保护壳的结构。无机材质的泡沫玻璃在抗老化、阻燃性、环保性能上表现优良，但其导热系数过大，要想达到保冷工艺要求的温度需增加其厚度，管道工程体积变大，且管道之间的间距被压缩，此外，泡沫玻璃在施工过程中安装复杂，耗损大；聚异三聚氰酸脂或聚氨酯的导热系数低，但抗老化性和阻燃性能较差，使用寿命也有限。
发明内容
本实用新型提供了一种可以解决现有常用的保冷结构存在的技术问题，能让运输管道在超低温下具有持久稳定的保温性能的低温管道复合保冷结构。
本实用新型采用的技术方案是：一种低温管道复合保冷结构，其特征在于：保冷结构包括捆扎在低温管道外圈的低温绝热层、透气憎水层、低温弹性层、防水隔汽层和保护层；低温管道外圈经钢带绕管径方向捆扎有低温绝热层，低温绝热层为气凝胶玻纤毡或气凝胶陶瓷纤维毡；低温绝热层外圈经铝箔玻纤胶带粘接有透气憎水层，透气憎水层为铝箔玻纤布；透气憎水层外圈包裹有低温弹性层，低温弹性层由低温深冷橡塑层和柔性橡塑层组成，低温深冷橡塑层包裹在透气憎水层外圈，柔性橡塑层包裹在低温深冷橡塑层外圈；低温弹性层外圈胶接有防水隔汽层，防水隔汽层由丁基橡胶层和PVDF氟碳膜组成，丁基橡胶层胶接在柔性橡塑层外圈，PVDF氟碳膜胶接在丁基橡胶层外圈；保护层包裹在最外层，保护层为镀锌彩钢管。
进一步地，所述柔性橡塑层为氯化聚乙烯、氯丁橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶中之任一种。
进一步地，所述铝箔玻纤胶带与铝箔玻纤布材质相同。
进一步地，所述低温绝热层、透气憎水层、低温深冷橡塑层、柔性橡塑层在沿低温管道轴向方向的搭接缝相互错开。
进一步地，所述低温深冷橡塑层沿低温管道轴向方向的搭接缝处用低温胶水粘合无缝隙，柔性橡塑层沿低温管道轴向方向的搭接缝处均用低温胶水粘合无缝隙。
进一步地，所述气凝胶玻纤毡的导热系数不大于0.017W/m.K。
进一步地，所述低温深冷橡塑层为二烯烃聚合物弹性材料，低温深冷橡塑层的厚度为40-60mm，柔性橡塑层的厚度为20-40mm。
进一步地，所述低温绝热层厚度为10-20mm。
进一步地，所述透气憎水层厚度为1-3mm。
进一步地，所述防水隔汽层厚度为1-2mm。
基于上述方案，本实用新型取得了如下积极有益效果：
1、通过将气凝胶毡做为第一道保冷层，保冷层不会因超低温或者运行时间长而产生裂缝，保冷层长久起到保冷作用；气凝胶毡的导热系数极低，低温深冷橡塑层作为第二道保冷层的工作温度不在使用温度的极值范围内，保冷效果的稳定性高；丁基橡胶的水密性和气密性绝佳，能保障保冷结构不受外界环境的水汽影响；PVDF氟碳膜耐候性极佳，让保冷结构耐酸碱、耐老化；这些安全保障使整体的保冷结构能够长久保冷。
2、通过低温绝热层为导热系数低的气凝胶玻纤毡或气凝胶陶瓷纤维毡中的一种，采用了低密度的保冷材料，对设备的承载负担较小，避免密度大的材料因吸水或自重大，造成材料向下沉坠，保冷结构遭到破坏从而失去保冷效果。
3、通过由二烯烃聚合物弹性材料形成的低温深冷橡塑层和柔性橡塑层等均采用柔性保冷材料，这使得整体结构便于安装，安装时材料的适应性好，施工时省时省力，工程的成本低；依据相应的使用温度段选取合适的保冷材料，既不影响保冷效果还降低了材料成本。
附图说明
图1为本实用新型保冷结构的结构示意图；
图2为本实用新型保冷结构的切面示意图。
图中：低温管道1、低温绝热层2、透气憎水层3、低温弹性层4、低温深冷橡塑层401、柔性橡塑层402、防水隔汽层5、丁基橡胶层501、PVDF氟碳膜502、保护层6。
具体实施方式
以下结合附图和实施例作进一步说明。
请参阅图1至2，本实用新型提供一种技术方案：一种低温管道复合保冷结构，包括低温管道1、低温绝热层2、透气憎水层3、低温弹性层4、防水隔汽层5、保护层6。
低温绝热层2选用导热系数不大于0.017W/m.K的气凝胶玻纤毡或气凝胶陶瓷纤维毡包裹在低温管道1外圈，厚度为10-20mm，再用钢带绕低温管道管径方向捆扎气凝胶玻纤毡，使其与低温管道紧密贴合；然后透气憎水层3包裹于低温绝热层2外圈，并用铝箔玻纤布同材质的铝箔玻纤胶带粘接，其中，透气憎水层3为1-3mm的铝箔玻纤布，透气憎水层3沿低温管道1轴向方向的搭接缝与低温绝热层2在低温管道轴向方向的搭接缝要错开；透气憎水层3外圈铺设低温弹性层4，低温弹性层由低温深冷橡塑层401和柔性橡塑层402组合而成，其中低温深冷橡塑层401由二烯烃聚合物弹性材料发泡加工制成，低温下的极限使用温度为-196℃，厚度40-60mm的低温深冷橡塑层401铺设在透气憎水层3外圈，其沿低温管道轴向的搭接缝与透气憎水层3的搭接缝错开，搭接缝处用低温胶水粘合，确保完全粘合无缝隙；在低温深冷橡塑层401外圈铺贴20-40mm厚度的柔性橡塑层402，柔性橡塑层沿低温管道轴向的搭接缝与低温深冷橡塑层401的搭接缝错开，搭接缝处用低温胶水粘合无缝隙；低温弹性层外圈胶接有由丁基橡胶层501和PVDF氟碳膜502组成的1-2mm防水隔汽层5，丁基橡胶层501胶接在柔性橡塑层402外圈，PVDF氟碳膜502胶接在丁基橡胶层外圈，丁基橡胶层501最突出的是气密性和水密性，对蒸汽的透过率为天然橡胶的1/200，而PVDF氟碳膜502为耐候性极佳的0.2mmPVDF氟碳膜，耐紫外、耐老化、耐酸碱，能暴露在空气中25年不老化；最后用镀锌彩钢管作为整个保冷结构的保护层6将整体包裹。
在上诉实施例基础上，还可柔性橡塑层为氯化聚乙烯、氯丁橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶中之任一种。
通过这一种低温管道复合保冷结构设计，我们用液氮作为冷却介质通入管道中，在每一层保冷结构层中均设置温度传感器，实验证实管道表面温度低至-196℃，气凝胶层表面温度低至-110℃，深冷橡塑层表面温度低至-40℃，柔性橡塑层表面温度低至5℃，防水隔汽层表面温度低至8℃，环境温度为8.6℃，氟碳膜表面无凝露；保冷结构一直通入液氮连续工作两月后，将保冷层全部拆开，发现结构层全部完整，无破裂和裂缝。
Claims (10)
1.一种低温管道复合保冷结构，其特征在于：保冷结构包括捆扎在低温管道外圈的低温绝热层、透气憎水层、低温弹性层、防水隔汽层和保护层；低温管道外圈经钢带绕管径方向捆扎有低温绝热层，低温绝热层为气凝胶玻纤毡或气凝胶陶瓷纤维毡；低温绝热层外圈经铝箔玻纤胶带粘接有透气憎水层，透气憎水层为铝箔玻纤布；透气憎水层外圈包裹有低温弹性层，低温弹性层由低温深冷橡塑层和柔性橡塑层组成，低温深冷橡塑层包裹在透气憎水层外圈，柔性橡塑层包裹在低温深冷橡塑层外圈；低温弹性层外圈胶接有防水隔汽层，防水隔汽层由丁基橡胶层和PVDF氟碳膜组成，丁基橡胶层胶接在柔性橡塑层外圈，PVDF氟碳膜胶接在丁基橡胶层外圈；保护层包裹在最外层，保护层为镀锌彩钢管。
2.根据权利要求1所述的一种低温管道复合保冷结构，其特征是：所述柔性橡塑层为氯化聚乙烯、氯丁橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶中之任一种。
3.根据权利要求1所述的一种低温管道复合保冷结构，其特征是：所述铝箔玻纤胶带与铝箔玻纤布材质相同。
4.根据权利要求1所述的一种低温管道复合保冷结构，其特征是：所述低温绝热层、透气憎水层、低温深冷橡塑层、柔性橡塑层在沿低温管道轴向方向的搭接缝相互错开。
5.根据权利要求1所述的一种低温管道复合保冷结构，其特征是：所述低温深冷橡塑层、柔性橡塑层沿低温管道轴向方向的搭接缝处均用低温胶水粘合无缝隙。
6.根据权利要求1所述的一种低温管道复合保冷结构，其特征是：所述气凝胶玻纤毡的导热系数不大于0.017W/m.K。
7.根据权利要求1所述的一种低温管道复合保冷结构，其特征是：所述低温深冷橡塑层为二烯烃聚合物弹性材料，低温深冷橡塑层的厚度为40-60mm，柔性橡塑层的厚度为20-40mm。
8.根据权利要求1所述的一种低温管道复合保冷结构，其特征是：所述低温绝热层厚度为10-20mm。
9.根据权利要求1所述的一种低温管道复合保冷结构，其特征是：所述透气憎水层厚度为1-3mm。
10.根据权利要求1所述的一种低温管道复合保冷结构，其特征是：所述防水隔汽层厚度为1-2mm。
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