复合保温管道制造技术

本实用新型专利技术公开了一种复合保温管道，包括管道主体、内衬管、支撑环、内保温层和外保温层，内衬管套设在管道主体内部，内衬管上设置有多个衡压孔；多个支撑环间隔套设在内衬管的外壁上，支撑环的外边缘与管道主体的内壁接触；内保温层设置在相邻的两个支撑环之间，用于填充内衬管和管道主体之间的空间；外保温层套设在管道主体外侧。本公开的技术方案通过在管道本体内设置比热小的内保温层，可以做到管道在常温下启动时，热能损失少，达到热平衡所需时间短，热响应速度快，尤其适合长距离运输管道，降低了投入成本和运行成本，延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
复合保温管道
本公开涉及保温管
，具体涉及一种复合保温管道。
技术介绍
管道在石油天然气、化工企业、发电厂等行业被广泛应用于输送流体，管道的保温能有效保证输送流体温度，同时减少管道的运行成本。另外，在航空发动机、燃气轮机部件试验台领域，以燃烧室试验台为例，按照燃烧室进口空气的变化特征，其压力、温度呈大幅度变化，目前温度最高达800℃，压力从常压至5MPa，而承担空气输运功能的管道则需快速响应，一方面期望缩短从启机到达到热平衡的周期，另一方面从工况变化需求角度期望按照变工况要求快速响应。对应用于高温环境(高于600℃)下的压力管道，一般金属材料随着温度的升高，其抗拉强度迅速下降，因此，高温高压(3～10MPa)管道一般选用价格昂贵的高温合金材料制成，但还是存在诸多待解决和优化的问题：(1)常规外保温管道在常温下启动时，由于金属管道材料的体积比热大，使得管道在常温下启动达到热平衡所需时间长，管道变工况时的动态热响应速度慢，且在同工况下，管道输送距离越长，管道的热平衡时间越长，动态热响应速度越慢；(2)对于工作温度较高的管道，为了避免管道升温速率过大所带来的一系列热应力危害，设备管道启动前往往进行一段时间的预热，预热过程使得设备管道启动前耗时长，动态热响应速度慢，同时额外增加一定的预热运行成本；(3)常规外保温管道的金属管道主体直接与管内流体接触，进行强制对流换热，且金属材料导热系数较大，导致常规外保温管道的金属管道迅速吸热升温，其带来的直接影响是，在达到热平衡前管道出口气流温度较低；同时金属管道主体沿轴向的温度梯度也较大，热应力较大，对金属管道主体损害较大，影响使用寿命；(4)对于长距离的高温高压管道，采用高温合金作为管道材料，使得整个管线投资成本大；同时管道稳态下的工作温度与管内流体温度基本相同，管道所需考虑的热膨胀补偿大，成本较高；(5)管道在稳定运行下，管道材料的工作温度与管内流体温度基本相同，设备的频繁启停导致其温度由常温升至工作温度，再由工作温度降低至常温，或是管道的变工况等，频繁大幅度的升温和降温易导致管道出现热疲劳，甚至裂纹，影响管道使用寿命。
技术实现思路
现有技术中，常规外保温管道在常温下启动，达到热平衡所需时间长，动态热响应速度慢，投入成本高，此外，预热工序额外增加运行成本，同时，频繁大幅度的升温和降温易导致管道出现热疲劳，甚至裂纹，影响管道使用寿命。鉴于上述缺陷，本公开提供一种用于高温高压下的符合保温管道结构，采用内外复合保温结构，管道在常温下启动所需的热平衡时间短，变工况热响应速度快，保温效果好，同时降低了对金属管道主体材料的耐温要求，提高了管道的使用寿命。为了实现上述目的，本公开提供如下技术方案。一种复合保温管道，包括管道主体、内衬管、支撑环、内保温层和外保温层。所述内衬管，套设在所述管道主体内部，所述内衬管上设置有多个衡压孔。所述支撑环，多个所述支撑环间隔套设在所述内衬管外壁上，所述支撑环的外边缘与所述管道主体的内壁接触。所述内保温层，设置在相邻的两个所述支撑环之间，用于填充所述内衬管和所述管道主体之间的空间。所述外保温层，套设在所述管道主体外侧。根据本公开提供的一些实施例，所述内衬管包括孔管和滤网，所述滤网套设在所述孔管的外壁上，用于防止所述内保温层的碎屑掉入所述内衬管内部。根据本公开提供的一些实施例，所述孔管为金属孔管，所述滤网为金属滤网，所述孔管与所述滤网烧结连接在一起。根据本公开提供的一些实施例，所述衡压孔的总面积小于所述内衬管表面积的10％，所述衡压孔的孔径小于2mm。根据本公开提供的一些实施例，所述内衬管上的孔为完全贯穿孔或桥式孔。根据本公开提供的一些实施例，所述支撑环上设置有多个透气孔。根据本公开提供的一些实施例，所述支撑环的外径小于所述管道主体内径1mm～2mm，用于作为热膨胀补偿。根据本公开提供的一些实施例，所述外保温层包括多层保温棉和多层金属箔，多层所述保温棉和多层所述金属箔间隔套设。根据本公开提供的一些实施例，所述外保温层外侧设置有保护层。根据本公开提供的一些实施例，所述内保温层包括耐高温的硅酸盐陶瓷纤维，所述内保温层通过钢丝捆扎在所述内衬管上，捆扎间距为100mm～150mm。从上述技术方案可以看出，本公开一种复合保温管道至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分。①通过在管道本体内设置比热小的内保温层，可以做到管道在常温下启动时，热能损失少，达到热平衡所需时间短，热响应速度快，尤其适合长距离运输管道，以DN800管道为例，管长550米时内保温管道的热响应耗时仅为12分钟，较现有技术中普通外保温管道，约为1/10；②因为其热响应速度快，所以不需要进行预热，减少了工序，提高了效率，同时降低了投入成本和运行成本；③由于内保温层的隔热作用，管道主体升温主要是通过热传导，由内保温层传递至金属管道主体，而不是直接与管内气体进行强制对流换热。因此内外复合保温管道即使在常温下直接启动时，同样不会出现管道主体升温速率过大所产生的热应力危害，延长了使用寿命；④针对现有技术中高温压缩空气管道使用温度高，因而需选择价格昂贵的高温合金管道，本公开供的内外复合保温管道，将保温层置于管道主体内侧，降低管道主体的工作温度，也即降低了管道主体材料对温度的要求，从而降低了投入成本；⑤由于内保温层的隔热作用，即使在稳态下管道主体的工作温度将远低于管内气体温度，同时，对于频繁启停或变工况的设备管道，能减小金属管道主体的温度波动幅度，进而能有效减小热疲劳损害，延长使用寿命；⑥采用孔管与滤网烧结而成的内衬管置于内保温层内侧，既能满足内衬管两侧无压差，又能防止内保温层材料纤维或碎屑混入管道气流中；⑦在管道主体外侧敷设的外保温层，能够保证金属管道主体温度不会低于管内流体的压力露点温度，从而防止管内气体结露降低内保温层保温性能以及避免金属管道主体出现露点腐蚀。附图说明图1示意性示出了本公开实施例的整体主剖视立体结构示意图；图2示意性示出了为本公开实施例主视结构示意图；图3示意性示出了为本公开实施例内衬管的立体图；图4示意性示出了为本公开实施例支撑环的立体图。图5示意性示出了为本公开另一实施例的整体主剖视立体结构示意图；图6示意性示出了为本公开另一实施例的主视结构示意图；图7示意性示出了为本公开另一实施例的内衬管的立体图；图8示意性示出了为图7中A处放大结构示意图；其中，1表示内衬管；2表示支撑环；3表示内保温层；4表示管道主体；5表示外保温层；6表示孔管；7表示滤网；8表示衡压孔；9表示透气孔；10表示金属箔；11表示外护层；12表示保温棉；13表示钢丝；14表示桥式孔。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术作进一步的详细说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合保温管道，其特征在于，包括：/n管道主体；/n内衬管，套设在所述管道主体内部，所述内衬管上设置有多个衡压孔；/n支撑环，多个所述支撑环间隔套设在所述内衬管的外壁上，所述支撑环的外边缘与所述管道主体的内壁接触；/n内保温层，设置在相邻的两个所述支撑环之间，用于填充所述内衬管和所述管道主体之间的空间；/n外保温层，套设在所述管道主体外侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合保温管道，其特征在于，包括：
管道主体；
内衬管，套设在所述管道主体内部，所述内衬管上设置有多个衡压孔；
支撑环，多个所述支撑环间隔套设在所述内衬管的外壁上，所述支撑环的外边缘与所述管道主体的内壁接触；
内保温层，设置在相邻的两个所述支撑环之间，用于填充所述内衬管和所述管道主体之间的空间；
外保温层，套设在所述管道主体外侧。


2.根据权利要求1所述的复合保温管道，其特征在于，所述内衬管包括孔管和滤网，所述滤网套设在所述孔管的外壁上，用于防止所述内保温层的碎屑掉入所述内衬管内部。


3.根据权利要求2所述的复合保温管道，其特征在于，所述孔管为金属孔管，所述滤网为金属滤网，所述孔管与所述滤网烧结连接在一起。


4.根据权利要求1所述的复合保温管道，其特征在于，所述衡压孔的总面积小于所述内衬管表面积的10％，所述衡压孔的孔径...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵卫卫，杨光，肖云汉，俞镔，张哲巅，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11