FR2594934A1 - Method and device for lagging a pipeline transporting a fluid at high temperature and high pressure - Google Patents

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Philippe Bard
Guy Beche
Rene Gros
Marc Saleur
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Abstract

The invention relates to lagged pipes for transporting a fluid at high pressure and high temperature. On the periphery of the heat-carrying tube 1 centring rods 6 are provided about which the insulating sheath 7, 2, 8 is held. It is separated from the tube 1 by a thin annular strip of air and can thus slide longitudinally on the tube 1 when expansions come into play. In addition, the sheath 7, 2, 8 is welded in sealed fashion about the heat-carrying tube 1. Application: lagged pipes which can be buried directly in the ground, without previously constructing inspection channels; urban heating networks.

Description

La présente invention est relative à un procédé nouveau pour calorifuger une tuyauterie dans laquelle circule un fluide à haute température et à haute pression. The present invention relates to a new method for insulating a pipe in which a fluid at high temperature and at high pressure circulates.

Elle concerne également , à titre de produit industriel nouveau , une tuyauterie calorifugée selon ce procédé , et noamment une canalisation enterrée.It also relates, as a new industrial product, to a pipe insulated by this process, and in particular to a buried pipe.

On connaît des canalisations calorifugées susceptibles d'être enterrées . Tel est , par exemple , le cas des tuyauteries enterrées qu'on utilise dans le chauffage urbain pour distribuer le fluide chauffé par une chaudière centrale . Ces tuyauteries sont couramment enterrées sur des distances de plusieurs kilomètres et prészntent divers inconvénients. There are known thermally insulated pipes that can be buried. This is, for example, the case of buried pipes used in district heating to distribute the fluid heated by a central boiler. These pipes are commonly buried over distances of several kilometers and have various drawbacks.

Tout d'abord , leur calorifugeage n étant pas étanche ,il est nécessaire de prévoir des visites d'entretien périodiques . On est donc amené à construire préalablement , sur toute la longueur du réseau ,un caniveau en béton , dans lequel sont logées les tuyauteries calorifugées. First of all, as their insulation is not waterproof, it is necessary to plan periodic maintenance visits. It is therefore necessary to build beforehand, over the entire length of the network, a concrete gutter, in which the insulated pipes are housed.

La présence de ce caniveau complique considérablement les travaux d'installation et en augmente le coût.Par ailleurs l'organisation des visites périodiques grève aussi le budget d'exploitation.The presence of this channel considerably complicates the installation work and increases the cost. In addition, the organization of periodic visits also strikes the operating budget.

D'autre part , la nature des mousses iso lantes utilisées pour le calorifugeage , et la façon dont elles sont solidarisées de la paroi extérieure de chaque tuyau , interdisent toute utilisation à des températures é- levées , par exemple supérieures à 2500 C .De telles températures , et les dilatations différentielles qui en résultent détruiraient rapidement l'isolation thermique
La présente invention a pour but d' éviter ces inconvénients ,notamment pour des tuyauteries enterrées Elle poursuit alors un quadruple but 1) baisser le coût des réseaux , en supprimant les caniveaux
béton 2) baisser le coût d'entretien des réseaux , en-assurant une
étanchéité complète de la gaine extérieure et de la mous
se calorifuge protégeant ainsi le tube caloporteur de tou
te agression extérieure , en augmentant la fiabilité et
la durée de vie 3) diminuer les pertes calorifiques 4) limiter les travaux annexes à la pose du réseau ( possibi
lité de simplifier la pose).On the other hand, the nature of the insulating foams used for thermal insulation, and the way in which they are secured to the outer wall of each pipe, prohibit any use at high temperatures, for example above 2500 C. temperatures, and the resulting differential expansions would quickly destroy the thermal insulation
The object of the present invention is to avoid these drawbacks, in particular for buried piping. It therefore pursues a quadruple aim 1) lowering the cost of the networks, by eliminating the gutters
concrete 2) lower the cost of maintaining the networks, ensuring
complete tightness of the outer sheath and the soft
insulating thus protecting the heat transfer tube from all
external aggression, increasing reliability and
lifespan 3) reduce heat losses 4) limit work associated with the installation of the network (possibility
simplicity of installation).

Une canalisation calorifugée selon lin- vention comprend un tube caloporteur autour duquel se trouve un revêtement en mousse isolante , et elle est caractérisée en ce qu'entre la périphérie cylindrique du tube caloporteur et la paroi cylindrique interne du revêtement isolant reste définie une lame d'air autorisant les déplacements relatifs du tube caloporteur dans le revêtement isolant
Suivant une autre caractéristique de 1' invention , des baguettes longitudinales de centrage sont situées autour du tube , dans la lame d'air , sur au moins une partie de la longueur du tube caloporteur.A heat-insulated pipe according to the invention comprises a heat-transfer tube around which there is an insulating foam covering, and it is characterized in that between the cylindrical periphery of the heat-carrying tube and the internal cylindrical wall of the insulating covering remains defined a strip of air allowing relative movements of the heat transfer tube in the insulating coating
According to another characteristic of the invention, longitudinal centering rods are located around the tube, in the air space, over at least part of the length of the heat-transfer tube.

Le procédé selon l'invention pour le calorifugeage et la mise en place d'une canalisation calorifugée selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte les phases successives suivantes
Phase 1 : le tube est mis en place et soudé
Phase 2 : la première partie intérieure d'une gaine tubulai
re est placée autour du tube caloporteur avec ses
baguettes longitudinales de centrage : la deuxième
partie extérieure est fixée sur la première , par
clipsage et thermosoudure
Phase 3 : enfin , un liquide générateur de mousse est in
troduit dans la gaine , par de petits orifices
percés de place en place dans la partie extérieure;
ceux-ci sont rebouchés par soudure après durcisse
ment de la mousse
La canalisation ainsi réalisée est étanche , y compris son calorifugeage . Elle peut donc être enterrée directement dans le sol , sans caniveau.De plus la calorifugeage étant alors considéré comme immobilisé par la pression des terrains , elle laisse librement coulisser en elle le tuyau caloporteur , dont la température élevée laisse apparaître des dilatations différentielles importantes dans le sens longitudinal.The method according to the invention for the insulation and the establishment of an insulated pipe according to the invention is characterized in that it comprises the following successive phases
Phase 1: the tube is put in place and welded
Phase 2: the first interior part of a tubular sheath
re is placed around the heat pipe with its
longitudinal centering rods: the second
outer part is fixed on the first, by
clipping and heat sealing
Phase 3: finally, a foam generating liquid is in
troduit in the sheath, by small orifices
drilled from place to place in the outer part;
these are capped by welding after hardening
foam
The pipe thus produced is waterproof, including its thermal insulation. It can therefore be buried directly in the ground, without a gutter. In addition, the insulation is then considered to be immobilized by the pressure of the ground, it allows the heat transfer pipe to slide freely within it, the high temperature of which reveals significant differential expansions in the longitudinal direction.

Le dessin annexé , donné à titre d' exemple non limitatif , permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. The appended drawing, given by way of nonlimiting example, will allow a better understanding of the characteristics of the invention.

Figure 1 est une vue en perspective avec coupes partielles d'une canalisation calorifugée selon l'invention. Figure 1 is a perspective view with partial sections of an insulated pipe according to the invention.

Figure 2 en'est une coupe transversale suivant Il - Il ( figure 1). Figure 2 is a cross section along Il - Il (Figure 1).

Figure 3 est une coupe longitudinale suivant
III - III (figure 1) , au niveau d'un anneau pour le raccordement bout à bout étanche de deux tronçons de la gaine du revêtement isolant.Figure 3 is a longitudinal section along
III - III (Figure 1), at a ring for the tight butt connection of two sections of the sheath of the insulating coating.

Figure 4 est une coupe analogue , illustrant l'une des phases pour la mise en oeuvre du procédé selon 1' invention ,notamment pour enterrer la canalisation. Figure 4 is a similar section, illustrating one of the phases for the implementation of the method according to one invention, in particular for burying the pipeline.

Figure 5 est une coupe longitudinale au niveau d'une des boites à compensation prévues de loin en loin pour laisser le libre jeu des dilatations longitudinales du tube central où circule le fluide caloporteur. Figure 5 is a longitudinal section at one of the compensation boxes provided from far to far to allow free play of the longitudinal expansions of the central tube where the heat transfer fluid circulates.

Figure 6 est une vue extérieure correspondante. Figure 6 is a corresponding exterior view.

Figure 7 est une coupe analogue au niveau d'un point fixe défini sur le tube caloporteur central. Figure 7 is a similar section at a fixed point defined on the central coolant tube.

Figure 8 est une vue extérieure du point fixe selon la figure 7. Figure 8 is an exterior view of the fixed point according to Figure 7.

On a représent sur les ulessiis uri tube caloporteur 1 dans lequel peut circuler un fluide, chaud ou froid, gazeux ou liquide. Autour de ce tube 1 est disposé un revêtement isolant 2, constitué par de la mousse en matière synthétique. Entre la périphérie cylindrique 3 du tube 1, et la paroi cylindrique interne 4 du revêtement isolant 2 reste défini un intervalle libre qui se présente sous la forme di' tl l.' iasile d'air 5 grâce à laquelle reste possible un déplacement relatif du tube 1 dans le revêtement 2 par coulissement relatif. Pour cela, des tronçons de baguettes lon- gitudinales O sert soudés longitudinalement autour du tube 1 snr sa périphérie 3. Is shown on the ulessiis uri heat pipe 1 in which can circulate a fluid, hot or cold, gas or liquid. Around this tube 1 is arranged an insulating coating 2, constituted by foam of synthetic material. Between the cylindrical periphery 3 of the tube 1, and the internal cylindrical wall 4 of the insulating coating 2 remains defined a free gap which is in the form of 'tl l.' iasile air 5 through which remains possible a relative movement of the tube 1 in the coating 2 by relative sliding. For this, sections of longitudinal rods O serve welded longitudinally around the tube 1 at its periphery 3.

La molosse de revêtement isolant 2 est disposée à l'intérieur d'une gaine, laquelle comporte deux parties, à savoir - une première partie intérieure tubulaire 7 mise en place autour du tube caloporteur 1 et de ses baguettes longitudinales de centrage - une seconde partie extérieure 8, constituée par un tube étanche en matière plastioue, pourvu d'au moins une fente longitudinale (rectiligne ou hélicoïdale). The insulating coating mast 2 is disposed inside a sheath, which has two parts, namely - a first tubular inner part 7 placed around the heat-carrying tube 1 and its longitudinal centering rods - a second part outer 8, constituted by a sealed tube of plastics material, provided with at least one longitudinal slot (straight or helical).

Cette fente longitudinale non référencée est utilisée en écartant ses deux bords, pour permettre de monter par clipsage la partie extérieure 8 autour de la partie intérieure 7. Après cette mise en place (qui peut être effectuée sur le site), on referme la fente par un soudage longitudinal bord à bord qui donne lieu à un cordon soudé étanche 10 (figure 2). This non-referenced longitudinal slot is used by spreading its two edges, to allow the external part 8 to be clipped around the internal part 7. After this positioning (which can be carried out on site), the slot is closed by longitudinal edge-to-edge welding which gives rise to a sealed welded bead 10 (FIG. 2).

Une fois l'ensemble ainsi installé, il suffit de prévoir dans 1- périphérie -e la seconde-partie 8 de la gaine 7,8, une ouverture qu'on refermera ensuite par soudage comme in dilué sur la firur 3 ar la référence 11. Pendant qu'elle est ouverte, cette ouverture est utilisée pour injecter en lace la matière ui, après moussage, produira la mousse 2. Once the assembly thus installed, it suffices to provide in 1- periphery -e the second-part 8 of the sheath 7.8, an opening which will then be closed by welding as in diluted on the firur 3 ar reference 11 While it is open, this opening is used to inject lace into the material which, after foaming, will produce foam 2.

Dans l'exemple illustré sur 15 figure 4, on a prévu autour des baguettes de centrage 6, un anneau métallique de support 19 ni s sa -rti- supérieure d'une manille de levage 13.  In the example illustrated in FIG. 4, there is provided around the centering rods 6, a metal support ring 19 ni s sa -rti- upper of a lifting shackle 13.

otr accéder à cette dernière, il suffit de découper provisoirement une ouverture 14 dans la tartie extérieure de la gaine 7,8. otr access the latter, it suffices to temporarily cut an opening 14 in the outer part of the sheath 7.8.

Par cette ouverture 14, on passe une élingue de levage 15 engagée dans la r. ille l. ainsi, à cet endroit, l'ensemble du tube caloporteur isolé selon l'invention peut être manutentionné, suspendu à l'élingue 15. Ceci est utilisé notament or 15 mise en rlace de la canalisation dans une fouille ou tranchée.Through this opening 14, there is passed a lifting sling 15 engaged in the r. ille l. thus, at this location, the assembly of the insulated heat transfer tube according to the invention can be handled, suspended from the sling 15. This is used in particular or placing the pipe in a excavation or trench.

Ine fois la canalisation déposée en place dans la fouille, il suffit de retirer l'élingue 13 et de refermer l'ou- verture lA par soudage de la matière plastique. La canalisation isolée mise en place dans la fouille est alors à nouveau refermée de façon étanche. Once the pipe deposited in place in the excavation, it suffices to remove the sling 13 and to close the opening 1A by welding the plastic material. The insulated pipe installed in the excavation is then closed again in a leaktight manner.

On a illustré sur les figures 5 et 6 la réalisation d'un boîtier compensateur 16 mis en place autour de la zone où deux tubes caloporteurs 1 se rejoignent bout-à-bout pour autre raccordés. Sn fait, les deuy tubes caloporteurs 1 sont reliés un soufflet métallique 17 qui lisse libre Ôeu à leur dilatations à l'intérieur de l'anneau cylindrique 18. L'ensemble est disposé à l'intérieur d'une chambre ou lame d'air 19 qu'entourent à nou veau 1T gaine 7,8 et la couche demousse isolante 2. Illustrated in Figures 5 and 6 the embodiment of a compensator housing 16 placed around the area where two heat transfer tubes 1 join end-to-end for other connected. Sn done, the two heat transfer tubes 1 are connected to a metal bellows 17 which smoothes freely at their expansions inside the cylindrical ring 18. The assembly is arranged inside an air chamber or space 19 surrounded by new 1T sheath 7.8 and the insulating foam layer 2.

Sur les figures 7 et 8, on a illustré la réalisation pratique d'un "point fixe" du tube caloporteur 1. Dans cette zone, le tube caloporteur 1 est solidaire d'un anneau de butée périphérique 20 autour duquel sont placés des renflements 21 pour chaque écarteur de centrage 6. Dans cette zone, la mousse isolante 2 et la gaine de protection 7,8 sont interrompues. Ainsi, on voit apparaître à la périphérie une couronne soudée rigide 23, qui est directement solidaire du tube caloporteur intérieur 1. In FIGS. 7 and 8, a practical embodiment of a "fixed point" of the heat transfer tube 1 has been illustrated. In this zone, the heat transfer tube 1 is secured to a peripheral stop ring 20 around which bulges 21 are placed. for each centering spacer 6. In this zone, the insulating foam 2 and the protective sheath 7.8 are interrupted. Thus, we see appearing at the periphery a rigid welded ring 23, which is directly integral with the internal heat-transfer tube 1.

Cette couronne 23 assure la continuité détanchéité entre les deux tronçons de la canalisation. Elle sert également de support pour recevoir l- serra-e d'une armature périphérique 22 notée par un chevalet 24. Ce chevalet de support 24 peut être scellé dans tout mussif de béton ou analogue, selon le type d'installation souhaité. This ring 23 ensures the sealing continuity between the two sections of the pipe. It also serves as a support for receiving l- serra-e of a peripheral frame 22 denoted by an easel 24. This support easel 24 can be sealed in any concrete mussif or the like, depending on the type of installation desired.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1 - Canalisation calorifugée comprenant un tube caloporteur (1) autour duquel se trouve un revêtement (2) en mousse isolante , caractérisée en ce qu'entre la périphérie cylindrique (3) du tube caloporteur (1) et la paroi cylindrique interne (4) du revêtement isolant (2) reste définie une lame d'air (5) autorisant les déplacements relatfs du tube caloporteur (1) dans le revêtement isolant (2). 1 - Insulated pipe comprising a heat transfer tube (1) around which there is a coating (2) of insulating foam, characterized in that between the cylindrical periphery (3) of the heat transfer tube (1) and the internal cylindrical wall (4) of the insulating coating (2) remains defined an air space (5) allowing relative displacements of the heat transfer tube (1) in the insulating coating (2). 2 - Canalisation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que des baguettes longitudinales de centrage (6) sont situées autour du tube (1) , dans la lame d air (5) ,sur au moins une partie de la longueur du tube ca- loporteur (1). 2 - Pipe according to claim 1, characterized in that longitudinal centering rods (6) are located around the tube (1), in the air space (5), over at least part of the length of the tube ca- the carrier (1). 3 - Procédé pour le calorifugeage et la mise en place d'une canalisation calorifugée (1) , (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce qu'il comporte les phases successives suivantes 3 - Method for the thermal insulation and the establishment of a thermal insulation pipe (1), (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises the following successive phases - phase 1 : le tube (1) est mis en place et soudé - phase 1: the tube (1) is put in place and welded - phase 2 : la première partie intérieure (7) d'une gaine - phase 2: the first interior part (7) of a sheath tubulaire (7) , (8) est placée autour du tube tubular (7), (8) is placed around the tube caloporteur (1) avec ses baguettes longitudina coolant (1) with its longitudinal rods les de centrage (6) , la deuxième partie exté the centering (6), the second external part rieure (8) étant fixée sur la première (7) par lower (8) being fixed on the first (7) by clipsage et thermosoudure clipping and heat sealing - phase 3 : enfin , un liquide générateur de la mousse (2) - phase 3: finally, a foam generating liquid (2) est introduit dans la gaine (7) , (8) , par de is introduced into the sheath (7), (8), by petits orifices (9) , percés de place en place small holes (9), drilled from place to place dans la partie extérieure (8) , ceux-ci étant in the outer part (8), these being rebouchés par soudure après durcissement de la filled by welding after hardening of the mousse (2). foam (2). étanche en ratière lartiiue, pourvu d'au moins une fente longi tudinale refermée après installation par un cordon soudé étan cille (10). waterproof in dobby lartiiue, provided with at least one long tudinal slit closed after installation by a welded seam seal (10). - une seconde partie extérieure (e), constituée par un tube  - a second external part (e), constituted by a tube de centrage (6);;  centering (6) ;; tour du tube caloporteur (î) et de ses baguettes longitudinales around the heat transfer tube (î) and its longitudinal rods - une première partie intérieure tubulaire (7) mise ex place au - a first tubular interior part (7) placed ex gaine (7),(B), laquelle comporte deux parties, à savoir sheath (7), (B), which has two parts, namely se de revêtement isolant (2) est disposée à l'intérieur d'une  insulating coating (2) is arranged inside a conque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la mous conch of claims 1 and 2, characterized in that the soft 4 - Canalisation calorifugée suivant lune quel 4 - Pipe insulated according to the moon 5 - Canalisation calorifugée suivant l.tune quelconque des revendications 1, S et 4, caractériséeen ce qu'au- tour des baguettes de centrage (6), un anneau métallique de support (12) est muni à sa partie supérieure d'une manille de levage (13) prévue pour recevoir une élingue de levage (15).  5 - Insulated pipe according to any one of claims 1, S and 4, characterized in that around the centering strips (6), a metal support ring (12) is provided at its upper part with a shackle lifting device (13) designed to receive a lifting sling (15). 6 - Canalisation suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 4, et 5, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un bottier compensateur (16) mis en place autour de la zone où deux tubes caloporteurs (1) se raccordent bout-à bout par un soufflet métallique (17) qui laisse libre jeu à leur dilatation, à l'intérieur d'un anneau cylindrique (18), l'ensemble étant disposé à ltintérieur d'une lame d'air (19) qu'entourent à nouveau la gaine (7),(8) et la couche de mousse isolante (2). 6 - Pipe according to any one of claims 1, 2, 4, and 5, characterized in that it comprises at least one compensating boot (16) placed around the area where two heat transfer tubes (1) are connected end to end by a metal bellows (17) which gives free play to their expansion, inside a cylindrical ring (18), the assembly being arranged inside an air space (19) which 'again surround the sheath (7), (8) and the insulating foam layer (2). 7 - Canalisation suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, et 4 à 6, caractérisée en ce ou'elle comporte au oins un "point fixe ou le tube caloporteur (1) est solidaire d'un anneau de butée périphérique (20) autour duquel sont t lacés des renflements (21) pour chaque écarteur de centrage (6), la mousse isolante (2) et-la gaine de protection (7),(8) état interrompues dans cette zone et raccordées par une couronne soudéc rigide (23) qui est directement solidaire du tube caloporteur intérieur (1), laquelle couronne (23) assure la continuit d'étanchéité entre les deux tronçons de la canalisation et sert de support pour le serrage d'une armature périphérique (22) portée par un chevalet (24).  7 - Pipe according to any one of claims 1, 2, and 4 to 6, characterized in that it has at least a "fixed point or the heat transfer tube (1) is integral with a peripheral stop ring (20 ) around which are t laced bulges (21) for each centering spacer (6), the insulating foam (2) and the protective sheath (7), (8) state interrupted in this zone and connected by a welded crown rigid (23) which is directly integral with the inner heat-transfer tube (1), which crown (23) ensures the sealing continuity between the two sections of the pipe and serves as a support for the tightening of a peripheral reinforcement (22) carried by an easel (24).
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