RU218651U1

RU218651U1 - Узел соединения участков гибкого криогенного трубопровода

Info

Publication number: RU218651U1
Application number: RU2023107286U
Authority: RU
Inventors: Михаил Владимирович Дубинин
Original assignee: Публичное акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы - Россети"
Filing date: 2023-03-27
Publication date: 2023-06-05

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к технике ремонтирования сверхпроводящей (в том числе, высокотемпературной сверхпроводящей) кабельной лини, использующей гибкий двухтрубный криопровод на основе гофрированных металлических труб. Технический результат заключается в упрощении ремонта локально поврежденного криогенного трубопровода. Узел соединения участков гибкого двухтрубного криопровода, выполненного на основе спирально гофрированных металлических труб (1, 2), содержит пару патрубков (3), закрепленных на концах (4) трубы (1) и охваченных приваренной к ним муфтой (5). Муфта (5) и патрубки (3) выполнены соответственно из полумуфт и полупатрубков, сваренных продольными стыковочными швами. Патрубки (3) снабжены внутренней резьбой, сопрягаемой со спиральным гофром трубы (1), и накручены на ее концы (4). 1 ил.

Description

Область техники

Полезная модель относится к технике ремонтирования сверхпроводящей (в том числе, высокотемпературной сверхпроводящей) кабельной линии, использующей гибкий двухтрубный криогенный трубопровод (криопровод), выполненный на основе гофрированных металлических труб. Полезная модель может быть применена для ремонтного соединения участков наружной трубы криопровода, примыкающих к месту локального повреждения.

Уровень техники

Криопроводы должны обеспечивать транспортировку хладагента с минимальным теплопритоком от внешней среды и защиту от агрессивных сред и механических повреждений.

Для этого они выполняются двухтрубными. Внутренняя труба с хладагентом и охватывающая ее наружная труба разделены экранно-вакуумной теплоизоляцией. Гибкость криопровода обеспечивается за счет его выполнения на основе спирально гофрированных тонкостенных металлических труб. Внутренняя труба покрыта теплоизоляционным экраном, а наружная - защитной полиэтиленовой оболочкой. Гибкие криопроводы таксй конструкции выпускаются, например, фирмой NEXANS под торговой маркой CRYOFLEX (Криофлекс) и применяются для транспортировки сжиженных газов, а также в сверхпроводящих кабельных линиях (СП КЛ), в том числе высокотемпературных сверхпроводящих кабельных линиях (ВТСП КЛ) [http://new.gasequip.ru/files/Cryoflex_cat_rus.PDF].

В последнем случае во внутренней трубе криопровода, заполненной хладагентом, располагается ВТСП-жила, а хладагентом служит жидкий азот с температурой от 65 К до 80 К и избыточным давлением более 0,1 МПа.

Протяженные ВТСП КЛ монтируют из поставляемых изготовителями секций ВТСП кабеля строительной длины (100÷500 м), снабженных концевыми узлами, позволяющими состыковывать секции в полевых условиях.

Актуальной проблемой ВТСП КЛ, особенно протяженных, является устранение локальных повреждений криопроводов, которые могут возникнуть при прокладке или в процессе эксплуатации. В частности, эта проблема остро стоит в условиях плотной городской застройки и частого пересечения трассы подземной ВТСП КЛ с другими коммуникациями. При этом высока вероятность локального повреждения наружной трубы криопровода ВТСП КЛ с потерей межтрубного вакуума во всей поврежденной кабельной секции. В худшем случае потеря защитных функций наружной трубы может привести к последующему повреждению внутренней трубы и утечке хладагента из всей кабельной секции. Изготовители ВТСП кабелей рекомендуют производить в таких случаях полную замену поврежденной секции.

Известен, выбранный в качестве прототипа, узел соединения участков гибкого двухтрубного криопровода сверхпроводящей кабельной линии, содержащий пару патрубков, закрепленных на соединяемых концах участков наружной трубы криопровода и охваченных приваренной к ним муфтой [US 9875826 опуб. 19.05.2016].

Недостаток прототипа состоит в том, что соединяемые концы участков двухтрубного криопровода должны быть заранее (на заводе-изготовителе) снабжены торцевыми патрубками (то есть соединяемые участки должны быть секциями строительной длины). Ремонт локального повреждения подземного криопровода с использованием прототипа требует замены всей поврежденной кабельной секции, на которой обнаружено локальное повреждение, и, соответственно, выемки и обратной засыпки грунта по всей ее строительной длине.

Сущность полезной модели

Технический результат полезной модели - упрощение ремонта локально поврежденного криогенного трубопровода, благодаря исключению работ по демонтажу поврежденной секции, закупке, доставке и монтажу новой секции и сокращению объема земляных работ по выемке и обратной засыпке грунта.

Предметом полезной модели является узел соединения участков локально поврежденного двухтрубного криопровода сверхпроводящей кабельной линии, выполненного на основе спирально гофрированных металлических труб, содержащий пару патрубков, закрепленных на концах наружной трубы соединяемых участков криопровода и охваченных приваренной к ним муфтой, отличающийся тем, что муфта и патрубки выполнены соответственно из полумуфт и полупатрубков, сваренных продольными стыковочными швами, при этом патрубки снабжены внутренней резьбой, сопрягаемой со спиральным гофром наружной трубы криопровода, и накручены на ее концы.

Это позволяет получить вышеуказанный технический результат.

Осуществление полезной модели

На фигуре приведен чертеж, иллюстрирующий конструкцию предлагаемого узла соединения двух участков гибкого криопровода, расположенных по обе стороны поврежденного отрезка ВТСП КЛ.

На каждом из двух участков обозначены следующие элементы:

наружная спирально гофрированная металлическая труба 1, покрытая защитной полиэтиленовой оболочкой;

внутренняя спирально гофрированная металлическая труба 2, заполняемая хладагентом;

пара патрубков 3, закрепленных на соединяемых концах 4 трубы 1 и охваченных приваренной к ним муфтой 5.

Муфта 5 и патрубки 3 выполнены соответственно из полумуфт и полупатрубков, сваренных продольными стыковочными швами, снабжены внутренней резьбой, сопрягаемой со спиральным гофром трубы 1, и накручены на ее концы 4.

Кроме того, на фигуре показаны:

ВТСП-жила 6, которая располагается во внутренней трубе 2 криопровода;

вакуумный промежуток 7 и теплоизоляционный экран 8, образующие межтрубную (между трубами 1 и 2) экранно-вакуумную теплоизоляцию криопровода.

Полезная модель заявлена и ее осуществление описывается для наиболее характерного вида повреждения криопровода при его прокладке или в процессе эксплуатации, когда повреждена только наружная труба 1, а внутренняя труб 2 и жила 6 остаются неповрежденными.

Ремонт поврежденного подземного криопровода с использованием заявляемой конструкции узла соединения выполняют после проведения подготовительных земляных работ (выемки грунта и формирования временного колодца диаметром 1÷2 м), необходимых для доступа к предварительно локализованному месту повреждения.

Демонтируют (например, вырезают циркуляционной пилой - болгаркой), поврежденный отрезок трубы 1, так чтобы открыть торцевой доступ к ее неповрежденным концам 4. Концы 4 освобождают от защитной оболочки и развальцовывают их острые кромки.

Каждый конец 4 охватывают введенными через промежуток между концами 4 двумя полупатрубками, снабженными внутренней резьбой, из которых формируют патрубки 3, сваривая плоские поверхности полупатрубков, примыкающие друг к другу, продольным швом стыковочного типа (например, с помощью аргонно-дуговой сварки). Затем сформированные таким образом патрубки 3 накручивают на спирально гофрированные поверхности концов 4. Резьбовые соединения патрубков 3 со спирально гофрированной тонкостенной металлической трубой 1 позволяют в полевых условиях надежно закрепить патрубки 3 на концах 4. Эти соединения, благодаря использованию патрубков, устойчивы к осевым усилиям, стягивающим гибкий криопровод при его захолаживании (т.е. при заполнении его хладагентом), и не несут риска прожигания тонкой стенки гофрированной металлической трубы 1, возникающего при сварном соединении с ней.

После того, как патрубки 3 сформированы и накручены на гофрированные поверхности концов 4, на примыкающих к этим поверхностям торцах патрубков 3 могут быть выполнены узкие герметизирующие (не несущие силовую нагрузку) сварные швы.

Затем через промежуток между концами 4 вводят две полумуфты, охватывают ими патрубки 3 и, соединяя прилегающие друг к другу поверхности полумуфт продольным сварочным швом стыковочного типа (например, с помощью аргонно-дуговой сварки), формируют муфту 5. Сформированную муфту 5, имеющую форму обечайки, закрепляют на патрубках 3, приваривая ее торцы к патрубкам кольцевыми швами углового типа.

Описанные сварочные работы выполняются, например, аргонно-дуговой сваркой. На этом восстановление наружной трубы 1 заканчивается. Восстановление межтрубного вакуума, заполнение (при необходимости) свежим хладагентом отремонтированной секции криопровода и ее послеремонтный контроль выполняют, используя доступ к концам поврежденной секции, с помощью стационарных и/или переносных штатных средств, поставляемых производителем криопровода [журнал Технические газы, №4, 2008, стр. 69-72, Н.В. Павлов, Клаус Шиппл. «Характеристики гибких криогенных трубопроводов для жидких криопродуктов»].

Таким образом, наличие в предлагаемом устройстве (узле) пары патрубков 3, закрепленных на концах 4 и охваченных приваренной к ним муфтой 5, выполнение муфты 5 и патрубков 3 из полумуфт и полупатрубков соответственно, сваренных продольными стыковочными швами, наличие у патрубков 3 внутренней резьбы, сопрягаемой со спиральным гофром трубы 1, на концы 4 которой накручены указанные патрубки, необходимо и достаточно для выполнения ремонта локальных повреждений наружной (защитной) трубы 1 криопровода ВТСП КЛ без замены всей локально поврежденной кабельной секции с соответствующим упрощением ремонтно-восстановительных работ.

Claims

Узел соединения участков локально поврежденного двухтрубного криопровода сверхпроводящей кабельной линии, выполненного на основе спирально гофрированных металлических труб, содержащий пару патрубков, закрепленных на концах наружной трубы, соединяемых участков криопровода и охваченных приваренной к ним муфтой, отличающийся тем, что муфта и патрубки выполнены соответственно из полумуфт и полупатрубков, сваренных продольными стыковочными швами, при этом патрубки снабжены внутренней резьбой, сопрягаемой со спиральным гофром наружной трубы криопровода, и накручены на ее концы.