RU2780573C1 - Устройство тепловой изоляции трубопровода и/или оборудования (варианты) - Google Patents
Устройство тепловой изоляции трубопровода и/или оборудования (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780573C1 RU2780573C1 RU2021140007A RU2021140007A RU2780573C1 RU 2780573 C1 RU2780573 C1 RU 2780573C1 RU 2021140007 A RU2021140007 A RU 2021140007A RU 2021140007 A RU2021140007 A RU 2021140007A RU 2780573 C1 RU2780573 C1 RU 2780573C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermal insulation
- shell
- segment
- equipment
- pipeline
- Prior art date
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000789 fastener Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 3
- 102200144556 CALCRL F16L Human genes 0.000 description 2
- 101710008019 F16L Proteins 0.000 description 2
- 101700030310 FUS Proteins 0.000 description 2
- 101700014034 Lcn3 Proteins 0.000 description 2
- 101700062818 NP Proteins 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 101710026336 S5 Proteins 0.000 description 2
- 101710023234 Segment 5 Proteins 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к технологии тепловой изоляции и может быть использовано для тепловой изоляции трубопроводов теплохолодоснабжения и/или промышленного оборудования. Предложено устройство тепловой изоляции, включающее элемент тепловой изоляции 1, выполненный в виде оболочки 2 из полимерного материала с нанесенным на него армирующим слоем. Оболочка выполнена в виде не менее одного сегмента, имеющего замкнутую полость кольцевого сечения, охватывающее поверхность трубопровода 3 и/или оборудования. Сегмент оболочки 2 тепловой изоляции снабжен патрубком 4 для подачи воздуха или инертного газа до расчетной величины давления, обеспечивающей расчетную геометрию сегмента оболочки. Сегмент оболочки 2 может быть выполнен разъемным по длине и снабжен крепежными элементами 6, обеспечивающими крепление сегмента на поверхность трубопровода и/или оборудования. Оболочка элемента тепловой изоляции может быть выполнена из полимерного материала, армированного стекловолокном, а сегмент оболочки тепловой изоляции может быть выполнен рукавообразной, цилиндрической, конусообразной или куполообразной формы. Технический результат заключается в высокой степени эффективности тепловой изоляции трубопроводов и/или оборудования любой конфигурации и низких эксплуатационных затратах. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к технологии тепловой изоляции и может быть использовано в нефтегазоперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности для тепловой изоляции трубопроводов теплохолодоснабжения и/или промышленного оборудования.
Из уровня техники известен мобильный теплозвукоизоляционный модуль для объектов сложной геометрической формы (см. патент РФ на полезную модель №118393, F16L 59/16, опубл. 20.07.2012), содержащий наружную защитную оболочку, внутри которой размещен неорганический или полимерный наполнитель, выполненный в виде вкладыша толщиной от 3 мм до 200 мм, имеющего в развернутом виде конфигурацию в зависимости от геометрии объекта теплозвукоизоляции, наружная защитная оболочка выполнена в виде замкнутой полости, внутренний объем которой составляет 1,1 объема вкладыша, и состоит из армированной стеклоткани с полимерным покрытием на силиконовой основе, при этом наружная защитная оболочка имеет форму, идентичную конфигурации вкладыша в развернутом виде, прошита или полиамидными, или полиэстеровыми, или водоотталкивающими полиамидными нитями, а на наружной стороне защитной оболочки размещены жестко связанные с ней элементы фиксации и герметизации мобильного теплозвукоизоляционного модуля на объекте.
Недостатком известного устройства является применение в конструкции модуля нескольких слоев армирующего, теплоизоляционного, покровного материалов, что приводит к увеличению тепловых потерь, по сравнению с накладной тепловой изоляцией из минеральной ваты, а также к высокому удельному весу модуля и, как следствие, к сложностям в ее транспортировке и монтаже. Кроме того, конструкция модуля на изолируемой поверхности, имеющей границы примыкания кромок чехла друг другу, приводит к снижению герметичности теплоизоляционного устройства и, соответственно, к увеличению теплового потока в окружающую среду (тепловым потерям), увеличению теплового потока из окружающей среды через теплоизоляционный модуль (хладопотерям), в связи с чем известная конструкция не применима для изолирования оборудования с температурой ниже плюс 12°С.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для тепловой изоляции, выполненное в виде композитной вакуумной оболочки теплоаккумуляционной емкости (см. патент РФ на полезную модель №193768, F16L 59/06, опуб. 14.11.2019), опоясывающей теплоаккумуляционную емкость, содержащей единую структурную слоистую конфигурацию из полимерных материалов, заключающую теплоаккумуляционную емкость в замкнутый теплоизолированный объем, включающая вакуумную прослойку, выполненную из двух рядов полимерных труб, и композитную воздушную прослойку с ребрами жесткости.
Общим признаком известного и предлагаемого устройства является элемент тепловой изоляции, выполненный в виде замкнутой оболочки из полимерного материала с нанесенным на него армирующим слоем.
Недостатком известного устройства является необходимость обеспечения достаточной прочности оболочки от деформации под воздействием атмосферного давления и температурного расширения изолируемого трубопровода, оборудования, что ухудшает теплоизоляционные свойства. Также недостатком данного устройства является необходимость постоянного контроля заданной величины вакуума в оболочке, влияющей на показатели по теплопроводности. Эти факторы значительно снижают эффективность тепловой изоляции данного устройства. Кроме того, данное устройство имеет высокую стоимость изготовления и высокие эксплуатационные затраты на поддержание работоспособности устройства.
Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности тепловой изоляции и снижении эксплуатационных затрат.
Технический результат заключается в высокой степени эффективности тепловой изоляции трубопроводов и/или оборудования любой конфигурации и низких эксплуатационных затратах.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве тепловой изоляции трубопровода и/или оборудования по первому варианту, включающем элемент тепловой изоляции, выполненный в виде замкнутой оболочки из полимерного материала с нанесенным на него армирующим слоем, согласно предлагаемому изобретению оболочка выполнена в виде не менее одного сегмента, имеющего замкнутую полость кольцевого сечения, охватывающее поверхность трубопровода и/или оборудования, при этом сегмент снабжен патрубком для подачи воздуха или инертного газа до расчетной величины давления, обеспечивающей расчетную геометрию сегмента оболочки.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве тепловой изоляции трубопровода и/или оборудования по второму варианту, включающем элемент тепловой изоляции, выполненный в виде оболочки из полимерного материала с нанесенным на него армирующим слоем, согласно предлагаемому изобретению оболочка выполнена в виде не менее одного сегмента, имеющего замкнутую полость кольцевого сечения, при этом сегмент выполнен разъемным по длине сегмента и снабжен крепежными элементами, обеспечивающими крепление сегмента на поверхность трубопровода и/или оборудования, при этом сегмент снабжен патрубком для подачи воздуха или инертного газа до расчетной величины давления, обеспечивающей расчетную геометрию сегмента оболочки.
Кроме того, по обоим вариантам предлагаемого изобретения оболочка элемента тепловой изоляции выполнена из полимерного материала, армированного стекловолокном.
Кроме этого, по обоим вариантам предлагаемого изобретения сегмент оболочки тепловой изоляции может быть выполнен рукавообразной, цилиндрической, конусообразной или куполообразной формы.
Выполнение элемента тепловой изоляции в виде оболочки, выполненной в виде не менее одного сегмента, имеющего замкнутую полость кольцевого сечения, охватывающее поверхность трубопровода и/или оборудования, и снабжение сегмента патрубком для подачи воздуха или инертного газа до расчетной величины давления, обеспечивающей расчетную геометрию сегмента оболочки, позволяет устанавливать заявляемое устройство тепловой изоляции на трубопроводы и/или оборудование любой конфигурации, во всех пространственных положениях, а также осуществлять многократный монтаж и демонтаж на изолируемом трубопроводе и/или оборудовании и обеспечивать возможность монтажа на разъемные соединения (фланцевые, муфтовые) трубопровода.
За счет заполнения оболочки воздухом или инертным газом до расчетной величины давления обеспечивается плотное примыкание оболочки элемента тепловой изоляции к поверхности трубопровода и/или оборудования, и, тем самым, повышается эффективность тепловой изоляции, поскольку исключается образование конденсата на поверхности трубопровода и/или оборудования с отрицательными температурами. Кроме того, это позволяет исключить использование теплоизоляционных материалов в твердом состоянии, а также не требует выполнения полости вокруг изолируемого трубопровода и/или оборудования с образованием вакуума.
Выполнение сегмента разъемным по длине сегмента и его снабжение крепежными элементами по второму варианту предлагаемого изобретения позволяет устанавливать заявляемое устройство тепловой изоляции на трубопроводы и/или оборудование любой конфигурации, во всех пространственных положениях, а также осуществлять многократный монтаж и демонтаж на изолируемом трубопроводе и/или оборудовании и обеспечивать возможность монтажа на разъемные соединения (фланцевые, муфтовые) трубопровода.
Выполнение оболочки элемента тепловой изоляции из полимерного материала, армированного стекловолокном, по обоим вариантам предлагаемого изобретения, позволяет повысить уровень тепловой изоляции, поскольку оболочка, заполненная воздухом или инертным газом, обладает низкими показателями по рассеиваемому тепловому потоку, хладопотерям в окружающую среду, позволяет устанавливать заявляемое устройство тепловой изоляции на трубопроводы и/или оборудование любой конфигурации, во всех пространственных положениях.
Выполнение сегмента оболочки тепловой изоляции в виде рукавообразной, цилиндрической, конусообразной или куполообразной формы по обоим вариантам предлагаемого изобретения также позволяет устанавливать заявляемое устройство тепловой изоляции на трубопроводы и/или оборудование любой конфигурации, во всех пространственных положениях.
Кроме того, заявляемая совокупность признаков изобретения позволяет использовать предлагаемое устройство для тепловой изоляции трубопроводов и/или оборудования с положительными и отрицательными температурами. При использовании предлагаемого устройства отсутствует необходимость в тепловой энергии на испарение влаги из теплоизоляционного элемента (просушка тепловой изоляции) при эксплуатации на трубопроводах и/или оборудовании с положительными температурами, а также необходимость в нанесении на тепловую изоляцию пароизоляционного и покровного слоя. Заявляемое устройство обеспечивает постоянную расчетную величину теплового потока в течении всего срока службы, при этом теплоизоляционные свойства оболочки обеспечиваются наличием воздуха или газа в замкнутом объеме оболочки, что позволяет исключить применение теплоизоляционных материалов.
Кроме этого, предлагаемое устройство обладает малым весом и имеет низкую эксплуатационную стоимость, исключает использование теплоизоляционного материала, необходимость обеспечения и поддержания вакуума в оболочке. Стоимость материала, применяемого для изготовления элементов предлагаемого устройства, ниже стоимости теплоизоляционных матов минераловатных по ГОСТ 21880-2011 применительно к 1 м2 изолируемой поверхности. Толщина цилиндра, заполненного воздухом с теплопроводностью не более 0,034 Вт/м К, меньше толщины цилиндра минераловатного с теплопроводностью не более 0,048 Вт/м К, на 29,2%.
Таким образом, достижение технического результата заявляемого изобретения обуславливается совокупным влиянием всех перечисленных признаков предлагаемого устройства, что позволяет по сравнению с известными аналогами повысить эффективность тепловой изоляции и снизить эксплуатационные затраты.
На фигурах 1 и 2 представлен общий вид заявляемого устройства на примере тепловой изоляции трубопровода, при этом на фигуре 1 показан первый вариант заявляемого устройства, а на фигуре 2 - второй вариант.
Устройство включает элемент тепловой изоляции 1, выполненный в виде замкнутой оболочки 2 из полимерного материала с нанесенным на него армирующим слоем. Оболочка 2 элемента тепловой изоляции 1 заполнена воздухом или инертным газом до расчетной величины давления, обеспечивающей плотное примыкание оболочки элемента 2 тепловой изоляции 1 к поверхности трубопровода 3.
Оболочка 2 элемента тепловой изоляции 1 выполнена цилиндрической формы, круглого поперечного сечения по всей длине цилиндра. По оси цилиндра предусматривается отверстие, диаметром соответствующее наружному диаметру трубопровода 3. Сечение цилиндра зависит от диаметра изолируемого трубопровода 3. Длина цилиндра зависит от диаметра трубопровода 3 и материала оболочки 2.
В качестве материала оболочки 2 элемента тепловой изоляции 1 предусматривается использование полимера, армированного стекловолокном или другого материала, соответствующего следующим требованиям:
- расчетная температура материала при эксплуатации от минус 60 до плюс 150°С;
- марка материала по группе горючести не выше П по ГОСТ 30244-94;
- показатель по паропроницаемости не ниже 13 (м2 чПа)/г
- условная прочность не менее 8,0 МПа по ГОСТ 30547-97;
- удельный вес материала не выше 200 кг/м3;
- прочность материала к механическому воздействию наружной поверхности - устойчив к механическому повреждению;
- нейтрален по отношению к ультрафиолетовому излучению; срок службы не менее 15 лет.
Также устройство снабжено вентилем 4 для подачи воздуха или инертного газа.
Оболочка 2 элемента тепловой изоляции 1 может быть сегментирована (см. фиг. 2). Сегмент 5 тепловой изоляции 1 выполнен разъемным по длине и снабжен крепежными элементами 6, обеспечивающими крепление сегмента 5 на поверхность трубопровода и/или оборудования.
Заявляемое устройство для тепловой изоляции трубопровода работает следующим образом:
Элемент тепловой изоляции 1 устанавливается на трубопроводе 3 после завершения монтажных работ. Монтаж элемента тепловой изоляции 1 предусматривается надеванием на трубопровод 3 торообразного элемента (на фигуре не показан) с последующим заполнением через вентиль 4 воздухом или инертным газом до расчетной величины давления.
При длине трубопровода 3 больше длины элемента тепловой изоляции 1, предусматривается установка нескольких сегментов 5 тепловой изоляции (см. фиг. 2) 1, которые соприкасаются друг другом при заполнении воздухом или инертным газом до расчетного давления.
По окончании заполнения воздухом или инертным газом до расчетной величины давления оболочка 2 плотно прилегает к поверхности трубопровода 3, а также к смежным сегментам 5 тепловой изоляции (при их наличии) 1, обеспечивая, тем самым, высокую степень тепловой изоляции 1.
Тепловая изоляция готова к эксплуатации. Теплоизоляционные свойства элемента тепловой изоляции соответствуют замкнутой воздушной оболочки с теплопроводностью не выше 0,034 Вт/м К.
Периодически, в процессе эксплуатации, предусматривается контроль давления воздуха или инертного газа в элементе тепловой изоляции.
Заявляемое устройство для тепловой изоляции оборудования работает аналогичным образом.
Claims (6)
1. Устройство тепловой изоляции трубопровода и/или оборудования, включающее элемент тепловой изоляции, выполненный в виде оболочки из полимерного материала с нанесенным на него армирующим слоем, отличающееся тем, что оболочка выполнена в виде не менее одного сегмента, имеющего замкнутую полость кольцевого сечения, охватывающее поверхность трубопровода и/или оборудования, при этом сегмент снабжен патрубком для подачи воздуха или инертного газа до расчетной величины давления, обеспечивающей расчетную геометрию сегмента оболочки.
2. Устройство тепловой изоляции трубопровода и/или оборудования по п. 1, отличающееся тем, что оболочка элемента тепловой изоляции выполнена из полимерного материала, армированного стекловолокном.
3. Устройство тепловой изоляции трубопровода и/или оборудования по п. 1, отличающееся тем, что сегмент оболочки тепловой изоляции может быть выполнен рукавообразной, цилиндрической, конусообразной или куполообразной формы.
4. Устройство тепловой изоляции трубопровода и/или оборудования, включающее элемент тепловой изоляции, выполненный в виде оболочки из полимерного материала с нанесенным на него армирующим слоем, отличающееся тем, что оболочка выполнена в виде не менее одного сегмента, имеющего замкнутую полость кольцевого сечения, при этом сегмент выполнен разъемным по длине сегмента и снабжен крепежными элементами, обеспечивающими крепление сегмента на поверхность трубопровода и/или оборудования, при этом сегмент снабжен патрубком для подачи воздуха или инертного газа до расчетной величины давления, обеспечивающей расчетную геометрию сегмента оболочки.
5. Устройство тепловой изоляции трубопровода и/или оборудования по п. 4, отличающееся тем, что оболочка элемента тепловой изоляции выполнена из полимерного материала, армированного стекловолокном.
6. Устройство тепловой изоляции трубопровода и/или оборудования по п. 4, отличающееся тем, что сегмент тепловой изоляции может быть выполнен рукавообразной, цилиндрической, конусообразной, куполообразной формы.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2780573C1 true RU2780573C1 (ru) | 2022-09-27 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01150098A (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-13 | Nippon Steel Corp | 断熱体 |
| US5611374A (en) * | 1993-03-30 | 1997-03-18 | Hutchinson | Thermally insulating pipe lagging and method of manufacture |
| CN2486822Y (zh) * | 2001-07-31 | 2002-04-17 | 杨家华 | 热力管网绝热保温结构 |
| WO2009134992A2 (en) * | 2008-05-01 | 2009-11-05 | Cabot Corporation | Manufacturing and installation of insulated pipes or elements thereof |
| JP2016070456A (ja) * | 2014-10-01 | 2016-05-09 | 川崎重工業株式会社 | 液化水素用二重管 |
| RU196072U1 (ru) * | 2019-12-06 | 2020-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Скважинные термотехнологии" | Теплоизолированная труба |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01150098A (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-13 | Nippon Steel Corp | 断熱体 |
| US5611374A (en) * | 1993-03-30 | 1997-03-18 | Hutchinson | Thermally insulating pipe lagging and method of manufacture |
| CN2486822Y (zh) * | 2001-07-31 | 2002-04-17 | 杨家华 | 热力管网绝热保温结构 |
| WO2009134992A2 (en) * | 2008-05-01 | 2009-11-05 | Cabot Corporation | Manufacturing and installation of insulated pipes or elements thereof |
| JP2016070456A (ja) * | 2014-10-01 | 2016-05-09 | 川崎重工業株式会社 | 液化水素用二重管 |
| RU196072U1 (ru) * | 2019-12-06 | 2020-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Скважинные термотехнологии" | Теплоизолированная труба |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2095006B1 (en) | Method of constructing a transfer hose | |
| US20090025815A1 (en) | Pipeline and Method for Manufacturing That Pipeline | |
| JP2005207592A (ja) | 断熱パイプライン | |
| US9157565B2 (en) | Encapsulated insulation | |
| Fesmire | Layered composite thermal insulation system for nonvacuum cryogenic applications | |
| JP5101094B2 (ja) | 冷凍媒体の輸送に使用するラインパイプ | |
| US20130186504A1 (en) | Pre-insulated piping system | |
| CN106195464B (zh) | 一种竹缠绕复合压力管 | |
| EP3798495B1 (en) | Insulation device for low-temperature pipe | |
| RU2780573C1 (ru) | Устройство тепловой изоляции трубопровода и/или оборудования (варианты) | |
| US4811761A (en) | Flexible tube for carrying heating or refrigerant fluids | |
| CN103195985B (zh) | 具有多层复合隔热结构的输送管道 | |
| RU59190U1 (ru) | Многослойная труба для систем горячего водоснабжения и теплоснабжения | |
| CN203857199U (zh) | 滚动式内导向钢导管内置直埋预制复合保温蒸汽管 | |
| US4239063A (en) | Manifold insulated with knitted impregnated sleeve | |
| KR102548207B1 (ko) | 실리콘 고무 시트가 도입된 lng선 배관 단열시스템의 수축 및 팽창 이음부 | |
| CN113137531B (zh) | 一种用于低温环境的自补漏波纹管 | |
| US10774976B2 (en) | Systems and methods for insulating a pipe with a pre-applied vapor-barrier stop | |
| RU2686646C1 (ru) | Криогенный трубопровод | |
| KR20130030347A (ko) | 주름관형 비금속 익스펜션 조인트 | |
| CN206386572U (zh) | 一种竹缠绕复合压力管 | |
| KR20190107464A (ko) | 활류배관의 단열구조 및 그 보수방법 | |
| CN212407990U (zh) | 用于高低温复合型设备的保温结构及高低温复合型设备 | |
| CN212107265U (zh) | 一种玻璃钢夹砂增强保温管pe外壳的保温管短节 | |
| Fesmire | Layered thermal insulation systems for industrial and commercial applications |