CN2242384Y - 一种直埋敷设过渡管段 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直埋敷设过渡管段，其特征是由工质进、出口侧密封过渡套、渐扩套、补偿器、渐缩套及保温防护部分组成，该技术可实现高温管道低温敷设，完全取消过渡内套管充满高温介质的管道补偿器，具有结构简单，设计合理，降低工程造价，缩短施工周期等特点。适合等于或超过120℃以上的高温蒸汽、高温热水管道直埋敷设的“钢套钢”、“塑套钢”的各种管径的应用及施工。

Description

一种直埋敷设过渡管段

本实用新型属于直埋敷设供热管道技术领域，特别是一种温度等于或超过120℃的高温蒸汽、高温热水管道直埋敷设过渡管段。

目前，国内外直埋技术的发展已有60多年的历史。三十年代前苏联最初采用泥煤保温材料，40年代又改用浇灌泡沫混凝土作为直埋管道保温材料。实践证明这些保温材料吸水率大，直埋管道腐蚀严重，因此直埋管道技术局限性很大，仅仅适用于地下水位低、土质干燥且无腐蚀的地区。随着高分子有机合成材料的发展，50年代初美国、丹麦和加拿大等国的各大公司着手研制保温管即“管中管”技术，此种预制保温管系采用聚氨脂泡沫塑料作保温材料，以高密度聚乙烯作保温管外壳。此种保温管可用于地下水位高、土壤潮湿地区，从而使管道直埋技术发展到一个新水平。国内在50年代管径采用过浇灌泡沫混凝土的管道直埋敷设方式，在70年代初期北京市热力公司开始研究采用沥青珍珠岩保温的热力管道直埋技术，1977年北京市煤气热力设计院等单位对用沥青珍珠岩保温材料的直埋热力管道进行了无补偿直埋敷设试验，取得很大成绩。80年代我国出现两种新型保温结构预制保温管：一类是天津大学根据国外经验研制的保温结构为“氰聚塑”型式预制保温管；一类是引进国外生产线生产的“管中管”型式预制保温管。前者由钢管、防腐层、保温层、保护层四部分组成，其中钢管采用无缝或螺旋焊接管，防腐层是在钢管外表面涂一层氰凝，保温层采用硬质聚氨脂泡沫塑料，保护层采用玻璃钢或高密度聚乙烯管。另外，还有采用“管中管”预制保温管，其由钢管、导线、保温层和保护层等四部分组成，上述技术均为成熟的技术，适应120℃以下的热水管道直埋敷设，但对超过120℃以上时，由于有机防水保温材料聚氨脂耐温受到限制，因此不适合120℃以上高温敷设，否则易发生变形破坏，吸收外表水份，水膨胀后使全线破裂管网发生事故。近期人们又研制了“塑套钢”高温直埋管，该技术的保温管结构由内钢管、内层无机复合保温材料、外层聚氨脂泡沫塑料、高密度聚乙烯塑料组成，其中：

(1)内钢管：常用为无缝钢管、螺旋焊缝管，尺寸为50～700；

(2)内层为无机复合保温材料，耐温600℃以下，即硅酸盐类复合保温，但与内钢管相连时应加一层耐高温衬里以保证保温材料与内钢管脱开，减小摩擦力；

(3)外层有机保温材料即聚氨脂硬泡沫塑料耐温120℃以下；

(4)外保护层：高密度聚乙烯塑料。

“塑套钢”方案节点密封技术比较复杂，现场处理较难，如补口处、补偿器处、疏水处、固定支架、弯头等处均需特殊处理，方可保证整个管道的正常运行。此方案不只是造价高、塑料焊接工艺不完善、质保体系、检测手段均需进一步完善、另外大口径塑料管生产厂家生产有困难。最后介绍一种是“钢套钢”直埋方案，它的组成是内钢管、硬、软质保温材料、支撑环、外钢管、防腐层等。其中：

(1)内钢管，采用无缝钢管或螺旋缝钢管，尺寸为50～800；

(2)保温材料，内层为软质保温材料如泡棉、岩棉、矿棉等，外层为珍珠岩瓦块等硬质保温材料；

(3)支撑环，主要在内外管间起“力桥”及“隔热桥”作用，主要作用是保护管间保温层，减小摩擦阻力；

(4)外钢管，一般采用螺旋缝卷制钢管，DN200～DN1200；

(5)外防腐采用HD环氧煤沥青加强防腐，特殊地段采用阴极保护。

“钢套钢”方案节点密封相对“塑套钢”而言较易处理。施工工艺、施工方法为常规方法，技术成熟，但造价也较高。寿命比“塑套钢”长，如腐蚀按每年0.1mm，一般中口径供热管壁厚在6mm以上，考虑其它因素综合影响，寿命可达50年以上。

总之，现有技术中对高温蒸汽管道直埋技术，特别是大口径、长距离蒸汽管道的直埋技术都存在各种各样的困难，尚不成熟，为此成为目前迫切需要解决的问题。

本实用新型针对现有技术中存在的问题，设计提供一种结构简单，设计合理，可实现高温管道低温敷设，完全取消内钢管充满高温介质的管道补偿器，减少固定支架数量，降低工程造价，缩短施工周期，适合高温蒸汽、高温热水“钢套钢”、“塑套钢”，直埋敷设的各地区、各单位的各种工况、各种管径的直埋敷设过渡管段。

本实用新型是通过下列方式予以实现的：一种直埋敷设过渡管段，其特征在于：是由工质进口侧密封过渡套、渐扩套、补偿器、渐缩套、工质出口侧密封过渡套及保温防护部分组成，这里保温防护部分主要起保温、防腐及保证内部管件正常工作的作用。

所说的工质进口侧密封过渡套由按工质进口侧前进方向的过渡内、外套管19和15管间依次设置的导向支架17、硬质防水保温环18、防水活动型耐高温密封环13、以及防水弹性保温材料层16组成，其中，过渡内套管19通过动配合插入渐扩套14内径一定长度，过渡外套管15右端与渐扩套14外径左端配合并通过焊接方式密封连接。

所说的渐扩套14是直径逐渐增大的喇叭形，渐扩套14内、外径的两端均留有一定长度的直管段，其中渐扩套14外径右端通过焊接方式与补偿器的左端密封连接。

所说的补偿器可以是全埋式波纹管补偿器或其它特制填注式套筒补偿器，该补偿器的右端与渐缩套20外径左端通过焊接方式密封连接。其中，补偿器除可选用上述两种型式外，还可以选用其它类型的补偿器。

所说的渐缩套20是直径逐渐缩小的并与渐扩套14方向相反的喇叭形，渐缩套20内、外径的两端均留有一定长度的直管段，其中，渐缩套20内径右端通过动配合插入工质出口侧的过渡内套管19内径一定长度，渐缩套20外径右端与工质出口侧的过渡外套管15左端配合并通过焊接方式密封连接。

所说的工质出口侧密封过渡套由按工质前进方向的过渡内、外套管19和15管间依次设置的防水活动型耐高温密封环13、硬质防水保温环18、导向支架17、以及防水弹性保温材料层16组成。

所说的保温防护部分由设置在两端的硬质防水保温环18之外对应的过渡外套管15外周的保温罩12及其内填充的耐高温防水弹性保温材料层16、以及保温罩12及其两侧的过渡外套管15接头处所做的HD环氧煤沥青漆防水防腐层33组成。

所说的导向支架内钢管27、硬质复合保温环28、管夹29、支撑板30、聚四氟乙烯板31、防水弹性保温材料层16、外钢管32、HD环氧煤沥青漆防水防腐层33组成。

上述各部分中，如硬质防水保温环18及硬质复合保温环28可采用反射增强复合硅酸盐保温环，当然也可采用其它材料等；又如防水活动型耐高温密封环13可采用钢质、铜质密封环；耐高温防水弹性保温材料层16可采用如防水石棉、防水泡棉、防水玻璃棉等材料。

本实用新型的工作过程及原理是：高温直埋管道通过工质进、出口侧密封过渡套与渐扩套或渐缩套的动配合连接，实现了高温内管道即过渡内套管19的无补偿敷设，通过对敷设管段补偿量的控制，保证高温介质的热位移可在渐扩套内或渐缩套外的自由膨胀，从而达到消除高温内管道(即过渡内套管19)应力的作用。同时将高温工质引入过渡管段的过渡外套管19与补偿器焊接，可保证过渡管段中高温过渡外套管15的安全运行，消除管段温度应力。由于过渡管段的距离短，可以选择小补偿量的补偿器，节省工程造价。另外由于采用渐扩或渐缩套分别连接方式，在工质流动工况下，可在渐扩或渐缩套外形成负压区，避免流动的工质进入工质进出口侧的密封过渡套的保温层间。在工质不流动时，可通过防水活动型耐高温密封环13及硬质防水保温环18做到双重防水保护。为保证整个“过渡管段”实现高温敷设向低温敷设的转化，保温层厚度的选取要控制在其外壁温不大于80℃。为保证过渡管段的安全运行装设特制保温罩12并在其表面做HD环氧煤沥青漆防水防腐层，可以使过渡管段中的波纹管或套筒补偿器免受土壤外力作用及腐蚀。本技术的使用范围：适合国内、外城镇集中供热工程、大中小电站、化工、冶金、石油等各厂矿企事业单位的等于或超过120℃以上的高温蒸汽、高温热水管道直埋敷设的“钢套钢”及“塑套钢”的各种管径的应用与制做、施工等。

本实用新型和现有技术相比，具有结构简单，设计合理，可实现高温管道低温敷设，完全取消内钢管(即过渡内套管19)充满高温介质的管道补偿器，减少固定支架的数量，降低工程造价，缩短施工周期等特点，同时具有适合高温蒸汽、高温热水“钢套钢”、“塑套钢”直埋敷设的各地区、各单位的各种工况，以及各种管径的直埋敷设过渡管段等特点。

图1是本实用新型采用全埋式波纹管补偿器时的结构示意图；

图2是本实用新型采用特制填注式套筒补偿器时的结构示意图；

图3是本实用新型的导向支架17的结构图。

图中：1短接管、2主定向法兰、3定向保护套、4工作波纹管、5导流套、6次定向法兰、7密封接管、8密封波纹管、9限位圈、10端法兰、11长接管、12保温罩、13防水活动型耐高温密封环、14渐扩套、15过渡外套管、16防水弹性保温材料层、17导向支架、18硬质防水保温环、19过渡内套管、20渐缩套、21内套、22外套、23密封环、24注料口、25密封剂、26尾管、27内钢管、28硬质复合保温环、29管夹、30支撑板、31聚四氟乙烯板、32外钢管、33HD环氧煤沥青漆防水防腐层。

本实用新型的最佳实施例，如图1-3所示。一种直埋敷设过渡管段，其特征在于：是由工质进口侧密封过渡套、渐扩套、补偿器、渐缩套、工质出口侧密封过渡套及保温防护部分组成，这里保温防护部分主要起保温、防腐及保证内部管件正常工作的作用。

所说的工质进口侧密封过渡套由按工质进口侧前进方向的过渡内、外套管19和15管间依次设置的导向支架17、硬质防水保温环18、防水活动型耐高温密封环13、以及防水弹性保温材料层16组成，其中，过渡内套管19通过动配合插入渐扩套14内径一定长度，过渡外套管15右端与渐扩套14外径左端配合并通过焊接方式密封连接。

所说的渐扩套14是直径逐渐增大的喇叭形，渐扩套14内、外径的两端均留有一定长度的直管段，渐扩套14内径的直管段用于满足高温内钢管膨胀的需要，而渐扩套14外径用于满足焊接的需要。其中渐扩套14外径右端通过焊接方式与补偿器的左端密封连接。

所说的补偿器可以是全埋式波纹管补偿器或其它特制填注式套筒补偿器，该补偿器的右端与渐缩套20外径左端通过焊接方式密封连接。其中，补偿器除可选用上述两种型式外，还可以选用其它类型的补偿器。

所说的渐缩套20是直径逐渐缩小的并与渐扩套14方向相反的喇叭形，渐缩套20内、外径的两端均留有一定长度的直管段，渐缩套20内径的直管段用于满足高温内钢管膨胀的需要，而渐缩套20外径用于满足焊接的需要。其中，渐缩套20内径右端通过动配合插入工质出口侧的过渡内套管19内径一定长度，渐缩套20外径右端与工质出口侧的过渡外套管15左端配合并通过焊接方式密封连接。

所说的工质出口侧密封过渡套由按工质前进方向的过渡内、外套管19和15管间依次设置的防水活动型耐高温密封环13、硬质防水保温环18、导向支架17、以及防水弹性保温材料层16组成。

所说的保温防护部分由设置在两端的硬质防水保温环18之外对应的过渡外套管15外周的保温罩12及其内填充的耐高温防水弹性保温材料层16、以及保温罩12及其两侧的过渡外套管15接头处所做的HD环氧煤沥青漆防水防腐层33组成。

所说的导向支架内钢管27、硬质复合保温环28、管夹29、支撑板30、聚四氟乙烯板31、防水弹性保温材料层16、外钢管32、HD环氧煤沥青漆防水防腐层33组成。

上述各部分中，如硬质防水保温环18及硬质复合保温环28可采用反射增强复合硅酸盐保温环，当然也可采用其它材料等；又如防水活动型耐高温密封环13可采用钢质、铜质密封环；耐高温防水弹性保温材料层16可采用如防水石棉、防水泡棉、防水玻璃棉等材料。本技术适合国内外城镇集中供热工程、大中小电站、化工、冶金、石油等各厂矿企单位的等于或超过120℃以上的高温蒸汽、高温热水管道直埋敷设的“钢套钢”、“塑套钢”的各种管径的应用与制做、施工等。

Claims (8)

1、一种直埋敷设过渡管段，其特征在于：是由工质进口侧密封过渡套、渐扩套、补偿器、渐缩套、工质出口侧密封过渡套及保温防护部分组成。

2、如权利要求1所述的一种直埋敷设过渡管段，其特征在于所说的工质进口侧密封过渡套由按工质进口侧前进方向的过渡内、外套管(19)和(15)管间依次设置的导向支架(17)、硬质防水保温环(18)、防水活动型耐高温密封环(13)、以及防水弹性保温材料层(16)组成，其中，过渡内套管(19)通过动配合插入渐扩套(14)内径一定长度，过渡外套管(15)右端与渐扩套(14)外径左端配合并通过焊接方式密封连接。

3、如权利要求1所述的一种直埋敷设过渡管段，其特征在于所说的渐扩套(14)是直径逐渐增大的喇叭形，渐扩套(14)内、外径的两端均留有一定长度的直管段，其中渐扩套(14)外径右端通过焊接方式与补偿器的左端密封连接。

4、如权利要求1所述的一种直埋敷设过渡管段，其特征在于所说的补偿器可以是全埋式波纹管补偿器或其它特制填注式套筒补偿器，补偿器的右端与渐缩套(20)外径左端通过焊接方式密封连接。

5、如权利要求1所述的一种直埋敷设过渡管段，其特征在于所说的渐缩套(20)是直径逐渐缩小的并与渐扩套(14)方向相反的喇叭形，渐缩套(20)内、外径的两端均留有一定长度的直管段，其中，渐缩套(20)内径右端通过动配合插入工质出口侧的过渡内套管(19)内径一定长度，渐缩套(20)外径右端与工质出口侧的过渡外套管(15)左端配合并通过焊接方式密封连接。

6、如权利要求1所述的一种直埋敷设过渡管段，其特征在于所说的工质出口侧密封过渡套由按工质前进方向的过渡内、外套管(19)和(15)管间依次设置的防水活动型耐高温密封环(13)、硬质防水保温环(18)、导向支架(17)、以及防水弹性保温材料层(16)组成。

7、如权利要求1所述的一种直埋敷设过渡管段，其特征在于所说的保温防护部分由设置在两端的硬质防水保温环之外对应的过渡外套管(19)外周的保温罩(12)及其内填充的耐高温防水弹性保温材料层(16)以及保温罩(12)及其两侧的过渡外套管(15)接头处所做HD环氧煤沥青漆防水防腐层组成。

8、如权利要求1-7所述的一种直埋敷设过渡管段，其特征在于所说的导向支架由内钢管(27)、硬质复合保温环(28)、管夹(29)、支撑板(30)、聚四氟乙烯板(31)、防水弹性保温材料层(16)、外钢管(32)、HD环氧煤沥青漆防水防腐层(33)组成。

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