申请/专利权人：江苏中圣管道工程技术有限公司

申请日：2019-07-30

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN110375154B

主分类号：F16L59/135

分类号：F16L59/135;F16L59/02;F16L59/04;F16L59/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2019.11.19#实质审查的生效;2019.10.25#公开

摘要：本发明公开了一种预制成品保温管用固定管托，包括芯管，芯管底部设有竖直支撑管，支撑管下端插入设在基础结构内的外套管内；在芯管外侧由内往外依次设置软质保温层、硬质隔热层、有机泡沫保温层和金属外护层；软质保温层、硬质隔热层、有机泡沫保温层长度依次减小并居中设置，金属外护层与有机泡沫保温层平齐。本发明引入硅酸铝、硅酸钙和聚氨酯三种保温材料形成复合保温结构，并以螺旋风管作为外护层，不仅形成整体稳定性强的复合保温结构，而且能有效保护内部保温材料不受外力破坏，密封性强，无雨水浸入。以支撑管配合外套管，支撑管侧壁开槽且内部填充软质保温材料及硬质浇注料隔热层，有效减少了管托热损失，提高了管道整体的绝热性能。

主权项：1.一种预制成品保温管用固定管托，包括芯管1，其特征在于所述的芯管1底部设置有竖直支撑管6，在所述的支撑管6侧壁均匀分布椭圆形槽孔12，支撑管6的侧壁开孔率为20%～40%；在所述的支撑管6内部填充软质保温材料；所述的支撑管6下端插入设置在基础结构9内的外套管7内，在所述的外套管7内下部填充隔热浇注料形成硬质浇注料隔热层11；在所述的芯管1外侧由内往外依次设有软质保温层2、硬质隔热层3、有机泡沫保温层4形成复合保温层，所述的软质保温层的保温材料为硅酸铝保温棉，所述的硬质隔热层由硅酸钙隔热瓦块沿径向包裹而成；在所述的复合保温层外侧设有金属外护层5从而形成工作管；所述的软质保温层2、硬质隔热层3、有机泡沫保温层4的长度依次减小并居中设置使工作管两端呈台阶状，所述的金属外护层5两端与有机泡沫保温层4平齐。

全文数据：预制成品保温管用固定管托技术领域本发明涉及一种预制成品保温管用固定管托，特别涉及一种用于固定预制架空成品保温管的隔热装置。背景技术近年来，随着对工业企业节能减排的要求越来越高，热电厂及其配套热网建设发展迅速，新型预制成品保温管逐渐在行业内推广应用。如一条DN400的蒸汽输送管道，当蒸汽压力为1.6MPa、温度为300℃、外部环境温度为14℃时，每公里管道的热位移量约为380cm，严重超出了管道安全运行的要求。在存在如此大的热位移情况下，即使安装了补偿器，依然对固定管托的固定性有很大的考验。再者，使用传统管托缝隙较大，保温材料强度不高，隔热性能有限，长期运行保温材料开裂、发生位移或脱落，造成的热损失往往占整条管网热损失的30％，甚至更高。为了减少管托引起的热损失，保证蒸汽管道固定点的安全性，市场上陆续出现各种各样的隔热管托，这些隔热管托大都只适用于传统的采用软质材料保温的蒸汽管道，而应用于预制成品保温管领域的固定管托鲜有报道，此类固定管托要求与工作管成一体，并与预制成品保温管的保温结构相似，要求在厂内提前预制，并方便现场安装。发明内容本发明的技术目的是解决预制成品保温管固定点的固定问题以及现有的管托普遍存在的热桥现象，提供一种预制成品保温管用固定管托，该固定管托结构简单、易于加工、成本低廉、利于推广。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种预制成品保温管用固定管托，包括芯管1，所述的芯管1底部设置有竖直支撑管6，所述的支撑管6下端插入设置在基础结构9内的外套管7内使支撑管6外壁紧贴外套管7内壁；在所述的芯管1外侧由内往外依次设置软质保温层2、硬质隔热层3、有机泡沫保温层4形成复合保温层，利用有机泡沫保温层将内部保温结构紧紧包裹在管道上，在所述的复合保温层外侧设有金属外护层5形成工作管；所述的软质保温层2、硬质隔热层3、有机泡沫保温层4长度依次减小并居中设置使工作管两端呈台阶状，所述的金属外护层5两端与有机泡沫保温层4平齐，不仅形成具有一定强度的保温结构，整体性强，同时便于和预制成品保温管直管段梯形保温接口匹配，配合后固定管托与直管段接口不会形成通缝，能有效减少热损失。所述的工作管1的长度与管径的比例为4～6:1。所述的支撑管6的管径约为工作管1管径的12。优选的，所述的支撑管6、外套管7均为圆管。优选的，所述的支撑管6的上端焊接在工作管1底部正中间。优选的，所述的支撑管6的上部包裹在复合保温层内，所述的支撑管6的高度比复合保温层总厚度大50～100mm。优选的，在所述的支撑管6侧壁均匀分布椭圆形槽孔12，支撑管6的侧壁开孔率为20％～40％；支撑管6与上部工作管1、下部外套管7之间形成一个密闭的内腔，在所述的支撑管6内部填充硅酸铝保温棉、玻璃棉等软质保温材料；通过上述设计，不仅能够保证支撑管强度，而且隔断了传热路径，减少了传热面积，能有效的减少热损失。进一步优选的，支撑管6上的相邻两行椭圆形槽孔12交错布置。所述的外套管7的长度为100～200mm；外套管7的的内径与支撑管6的外径相匹配。优选的，沿径向，在所述的外套管7外壁均匀设置多个肋板作为加强筋8，加强筋8的厚度不小于10mm，数量不少于4块。优选的，所述的外套管7下端浇筑在基础结构9内；在所述的外套管7内下部填充隔热浇注料形成硬质浇注料隔热层11，外套管7上端面高出硬质浇注料隔热层11上端面50～100mm。所述的基础结构9是由混凝土浇筑而成的支墩。所述的软质保温层2的保温材料为硅酸铝保温棉；所述的硅酸铝保温棉的密度为128±10kgm3，长期耐温不低于900℃，25℃时导热系数满足：λ≤0.041wm·k@25℃。所述的硬质隔热层3由硅酸钙隔热瓦块沿径向包裹而成，硬质隔热层呈管壳状。优选的，每3片硅酸钙隔热瓦块沿径向包裹成形成圆周。硅酸钙隔热瓦块是微孔硅酸钙保温材料，硅酸钙隔热瓦块的密度为200±20kgm3，长期耐温不低于650℃，抗压强度≥0.7MPa，导热系数满足：λ≤0.056wm·k@25℃。所述的有机泡沫保温层4的材料为硬质聚氨酯泡沫；所述的硬质聚氨酯泡沫的密度为45±5kgm3，抗压强度≥0.22MPa，25℃时导热系数满足：λ≤0.02wm·k@25℃。所述的金属外护层5是螺旋风管，螺旋风管口径可调。所述的螺旋风管是由金属薄板经过机械咬合而成的薄壁螺旋风管，尺寸精度高，刚度好，接口咬合紧实不透水，金属薄板为厚度0.4～1.2mm、板宽100～200mm的镀锌铁皮、薄铝板或不锈钢板。优选的，所述的软质保温层2、硬质隔热层3、有机泡沫保温层4的长度依次比其内层结构缩短80～150mm，软质保温层2、硬质隔热层3、有机泡沫保温层4、金属外护层5均居中设置从而使得工作管两端呈台阶状。所述的软质保温层的厚度为10～30mm，所述的硬质隔热层的厚度为50～150mm，所述的有机泡沫保温层的厚度为20～50mm，所述的金属外护层5的厚度为0.4～1.2mm。所述的软质保温层2和硬质隔热层3分别用镀锌钢带扎紧，相邻两道镀锌钢带的间距不大于20cm。将本发明预制成品保温管道用固定管托应用在预制架空蒸汽输送领域，用于固定预制保温管不发生热位移，在施工现场将固定管托的工作管两端分别与预制保温管焊接，依次处理好接头处的保温，当工作钢管内有高温蒸汽流动时，工作钢管会因受热膨胀产生热位移，这部分位移转化为水平推力作用于支撑管结构，并沿支撑管结构传递至外套管结构，再经过外套管传递至下部的基础结构，上述结构刚性强，足以约束工作管发生热位移，保证工作管在此点的稳定性。本发明的有益效果如下：本发明预制成品保温管道用固定管托与预制成品管结构一致，结构紧凑，固定效果好，整体性好，方便运输和现场安装。本发明首次引入硅酸铝、硅酸钙和聚氨酯三种保温材料形成复合保温结构，硅酸铝棉是一种柔性保温材料，而硅酸钙瓦块是一种提前预制好的硬质隔热瓦块，将硅酸铝棉设置于芯管与硬质硅酸钙瓦之间，有效减少硬对硬，填补了两者之间的空隙，同时能够吸收管道受热产生的径向热膨胀；硬质聚氨酯泡沫是性价比最好的隔热材料，其隔热性仅次于纳米气凝胶，聚氨酯泡沫是后期发泡而成的，能够将螺旋风管与内部硅酸钙瓦紧紧的粘接在一起，于此，固定管托各保温层结构间才能形成整体稳定性强的复合保温结构。本发明以螺旋风管作为外护层，螺旋风管强度高、抗打压能力强，能有效保护内部保温材料不受外力破坏，密封性强，无雨水浸入。本发明采用支撑管配合外套管形成支撑结构，支撑管侧壁开槽且在支撑结构内部填充软质保温材料和浇注硬质浇注料隔热层，有效的减少了管托的热损失，提高了管道整体的绝热性能。将本发明固定管托应用在预制架空蒸汽输送领域，能够约束工作管发生热位移，保证工作管在此点的稳定性，节能保温，能有效减少热损失；附图说明图1是预制成品保温管用固定管托的结构示意图；图2是图1的剖面图；图3是预制成品保温管用固定管托的支撑管的结构示意图；图4是预制成品保温管用固定管托的外套管的安装示意图；图中：1—芯管；2—软质保温层；3—硬质隔热层；4—有机泡沫保温层；5—金属外护层；6—支撑管；7—外套管；8—加强筋；9—基础结构；10—硬质浇注料隔热层；11—椭圆形槽孔。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。实施例1如图1-图4所示，一种预制成品保温管道用固定管托，包括芯管1、在芯管1外依次设置圆筒状软质保温层2、硬质隔热层3、有机泡沫保温层4、金属外护层5形成工作管，软质保温层2的厚度10mm，长度比工作管1短50mm，居中设置，保证两端裸露的工作管1长度相同；硬质隔热层3由硅酸钙隔热瓦块沿径向包裹而成，每3片硅酸钙隔热瓦块形成圆周，硬质隔热层3的厚度100mm，长度比软质保温层2短50mm，居中设置，保证两端裸露的软质保温层2长度相同；有机泡沫保温层4的厚度30mm，长度比硬质隔热层3短50mm，居中设置，保证两端裸露的硬质隔热层3长度相同；金属外护层5的厚度0.5mm，两端与有机泡沫保温层平齐；通过对软质保温层2、硬质隔热层3、有机泡沫保温层4、金属外护层5的长度要求，使工作管两端托呈台阶状，形成具有一定强度的保温结构，整体性强。在所述的工作管1底部居中焊接圆筒状支撑管6，支撑管6侧壁均匀分布有椭圆形槽孔12，约30％的开孔率，在管内填充硅酸铝棉、玻璃棉等软质保温材；所述的支撑管6插入外套管7内并使支撑管下端与外套管内部的硬质浇注料隔热层11接触，外套管7的内径与支撑管6的外径相匹配，选择最小的壁厚；沿径向，在外套管7外壁均匀设置有不少于4块肋板作为加强筋8，加强筋板8厚度不小于10mm；外套管7下端浇筑在基础结构9内。具体的，工作管1的长度约为其管径的5倍。支撑管6管径约为工作管1管径的12，高度比复合保温层总厚度大50mm。外套管7总高度为100mm，外套管7的上端面高出内部硬质浇注料隔热层11的上端面50mm。所述的软质保温层的保温材料为硅酸铝保温棉；所述的硅酸铝保温棉的密度为128±10kgm3，长期耐温不低于900℃，25℃时导热系数满足：λ≤0.041wm·k@25℃。所述的硅酸钙隔热瓦块的密度为200±20kgm3，长期耐温不低于650℃，抗压强度≥0.7MPa，导热系数满足：λ≤0.056wm·k@25℃。所述的硬质聚氨酯泡沫的密度为45±5kgm3，抗压强度≥0.22MPa，25℃时导热系数满足：λ≤0.02wm·k@25℃。具体应用时，在项目现场用混凝土浇筑出基础结构9，并将外套管7下端一起浇筑在基础结构9内，再将隔热浇注料注入外套管内形成硬质浇注料隔热层11，保持外套管7的上端面高出内部硬质浇注料隔热层11上端面50mm，根据安装高度现场调节，现场将支撑管6的下端插入外套管7内，与硬质浇注料隔热层11接触。将芯管1水平居中焊接在支撑管6上端，依次在芯管1外包裹硅酸铝保温棉形成软质保温层2、包裹硅酸钙隔热瓦块形成硬质隔热层3，软质保温层2和硬质隔热层3分别用镀锌钢带扎紧，相邻两道钢带的间距不大于20cm，然后套上金属外护层5，在金属外护层5内部设置环向临时支撑，两端加装临时密封圈，再用高压发泡机向内部腔体内注入硬质聚氨酯泡沫，待熟化完毕，去掉临时支撑及密封圈，妥善保存，形成有机泡沫保温层4。将本实施例预制成品保温管道用固定管托应用在预制架空蒸汽输送领域，用于固定预制保温管不发生热位移，在施工现场将本实施例固定管托的工作管两端分别与预制保温管焊接，依次处理好接头处的保温，当工作钢管内有高温蒸汽流动时，工作钢管会因受热膨胀产生热位移，这部分位移转化为水平推力作用于支撑管结构，并沿支撑管结构传递至外套管结构，再经过外套管传递至下部的基础结构，上述结构刚性强，足以约束工作管发生热位移，保证工作管在此点的稳定性。以上所述仅为本发明其中一个实施案例，凡在本发明的精神和原则之内做出的修改、等同替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种预制成品保温管用固定管托，包括芯管1，其特征在于所述的芯管1底部设置有竖直支撑管6，所述的支撑管6下端插入设置在基础结构9内的外套管7内；在所述的芯管1外侧由内往外依次设有软质保温层2、硬质隔热层3、有机泡沫保温层4形成复合保温层，在所述的复合保温层外侧设有金属外护层5从而形成工作管；所述的软质保温层2、硬质隔热层3、有机泡沫保温层4的长度依次减小并居中设置使工作管两端呈台阶状，所述的金属外护层5两端与有机泡沫保温层4平齐。2.根据权利要求1所述的预制成品保温管道固定管托，其特征在于沿径向，在所述的外套管7外壁均匀设置多个肋板作为加强筋8。3.根据权利要求1所述的预制成品保温管道固定管托，其特征在于所述的外套管7下端浇筑在基础结构9内；在所述的外套管7内下部填充隔热浇注料形成硬质浇注料隔热层11，外套管7上端面高出硬质浇注料隔热层11上端面50～100mm。4.根据权利要求1所述的预制成品保温管道固定管托，其特征在于所述的支撑管6的上端焊接在芯管1底部正中间；所述的支撑管6的上部包裹在复合保温层内，所述的支撑管6的高度比复合保温层总厚度大50～100mm。5.根据权利要求1所述的预制成品保温管道固定管托，其特征在于在所述的支撑管6侧壁均匀分布椭圆形槽孔12，支撑管6的侧壁开孔率为20％～40％；在所述的支撑管6内部填充软质保温材料。6.根据权利要求1所述的预制成品保温管道固定管托，其特征在于所述的软质保温层的保温材料为硅酸铝保温棉；所述的硅酸铝保温棉的密度为128±10kgm3，耐温不低于900℃，25℃时导热系数满足：λ≤0.041wm·k@25℃。7.根据权利要求1所述的预制成品保温管道固定管托，其特征在于所述的硬质隔热层由硅酸钙隔热瓦块沿径向包裹而成；所述的硅酸钙隔热瓦块的密度为200±20kgm3，耐温不低于650℃，抗压强度≥0.7MPa，导热系数满足：λ≤0.056wm·k@25℃。8.根据权利要求1所述的预制成品保温管道固定管托，其特征在于所述的有机泡沫保温层的材料为硬质聚氨酯泡沫；所述的硬质聚氨酯泡沫的密度为45±5kgm3，抗压强度≥0.22MPa，25℃时导热系数满足：λ≤0.02wm·k@25℃。9.根据权利要求1所述的预制成品保温管道固定管托，其特征在于所述的金属外护层是螺旋风管。10.根据权利要求1所述的预制成品保温管道固定管托，其特征在于所述的软质保温层、硬质隔热层、有机泡沫保温层的长度依次比其内层结构缩短80～150mm；所述的软质保温层的厚度为10～30mm，所述的硬质隔热层的厚度为50～150mm，所述的有机泡沫保温层的厚度为20～50mm，所述的金属外护层5的厚度为0.4～1.2mm。

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