目前一种最新型的直埋式蒸汽输送管道-----
采用纳米气凝胶保温材料作为隔热层
作者施银丰
本应用方法是一种直埋式蒸汽输送管道,包括有依次从内到外设置的内工作管、保温层、外保护管,所述保温层包括有内保温层和外保温层,其中,所述外保温层为憎水硬质聚氨酯保温层,所述内保温层为二氧化硅气凝胶绝热毡保温层。本新应用可大大提升保温性能、降低热能损耗,并且降低管道运输成本及土建及安装等费用,提高地下空间利用率。
1. 该种新的直埋埋式蒸汽输送管道,依次从内到外设置的内工作管、保温层、外保护管,其主要特征在于;其所述的内保温层和外保温层,所述的外保温层为憎水硬质聚氨酯保温层,内保温层为气凝胶绝热毡保温层。
2. 其中1中讲到的气凝胶绝热毡为气凝胶复合材料保温棉毡。
3. 该种新直棉埋式蒸汽输送管道在内保温层与外保温层之间还设置有铝箔热反射膜。
4. 该种新直棉埋式蒸汽输送管道在内工作管外表面设置有热熔塑料薄膜。
技术领域
本应用方法涉及的是一种蒸汽输送技术,尤其涉及的是一种直埋式蒸汽输送管道。
技术背景
目前现有的热电行业的蒸汽直埋输送技术中,直埋式蒸汽输送管道的应用形式主要是钢套管预制保温管道,即内工作管和外工作管均为钢制管道,保温层采用耐高温离心玻璃棉、硅酸铝棉及其制品,硅酸钙制品。传统钢套钢蒸汽直埋管道主要结构有以下两种:
1)内滑动式,内滑动即为内工作钢管与保温层结构式是脱开的,工作钢管受热膨胀时,钢管运动,发生位移,而保温层结构与外套管成为一整体结构,不产生运动,保温结构内层为耐高温的硬质微孔硅酸钙或硅酸镁瓦块作为隔热层,外层采用导热率低、防水、防腐性能好的聚氨酯泡沫塑料作为保温层。
其缺点主要有,1其内层保温多为硅酸钙瓦或硅酸镁瓦,其密度较大,造成钢套钢管整体重量较大,不利于管道运输和吊装
2硅酸钙瓦或硅酸镁瓦,在包裹时会产生较多的缝隙,造成不均匀,局部散热较大。
3其使用受到高温下硅酸钙瓦或硅酸镁瓦导热系数较高,保温性能较差,外层聚氨酯保温耐温较低等因素的制约等。
上述内滑动式直埋式蒸汽输送管因工程实例证明其缺点,对运行情况影响十分巨大,故在现有技术中基本不采用,而多采用外滑式的直埋蒸汽输送管道。
2)外滑动式:其结构由内向外分别为工作管、保温层、空气层、外套管、防腐层。外套管与保温结构层之间有10mm—20mm的间隙,如果将此间隙部分抽真空能够起到一定的保温效果,但抽真空工艺在实施起来有一定的难度且在工程运行过程中要定期用真空泵将空隙中的空气抽出,才能达到增强保温性能和减轻钢套管的内腐蚀的功能。
其缺点有1保温层主要是硅酸铝棉及其制品和离心玻璃棉,这些保温材料多为不防水材料,容易导致施工及运输过程中的保温层进水,导致大量热量损失,并且降低保温材料的保温性能。
2保温材料保温性能不高,导致外套管规格较内工作钢管规格大很多,影响运输及地下铺设。
本实用新型应用
本实用新型应用所要解决的技术问题是:提供一种直埋式蒸汽输送管道,该管道能大大提高保温性能、降低热能损耗、并且降低管道运输成本及土建、安装等费用,提高地下空间利用率。
具体实施
下面参考图详细描述本应用提供的直埋式蒸汽输送管道的实例,如图所示,本应用主要包括依次从内到外设置的的内工作管1、保温层2、外保护管3、所述保温层2包括外保温层21和内保温22,其中,所述外保温层21为憎水硬质聚氨酯保温层,所述内保温层22为二氧化硅气凝胶保温层。在内保温层和外保温层之间还设有铝箔反射膜4,在内工作管1外表面还设有热熔塑料薄膜5;进一步所述外保护管3包括设在外保温层21外的外套钢管和覆于该外套钢管外表面的外防腐层。
本应用中保温层21采用的二氧化硅气凝胶材料作为现有技术中主要应用于航天航空等领域的纳米级耐高温绝热保温材料,其纳米效应带来优越的保温性能主要表现在:
1)零对流效应;当绝热材料中的气孔直径小于50nm的闭孔理想状态时,绝热材料内部的气体分子就基本失去了宏观的运动能力。因此也就失去了热对流运动和热对流传热的能力
2)无穷多面遮热效应:当绝热材料中气孔直径减小时,其气孔壁的表面积会急剧增加,在材料内形成无穷多的气界面,热辐射的射线在传递过程中会发生近乎无穷多的反射、吸收、透射和再辐射过程,使热辐射过程急剧衰减,最后大部分被吸收在绝热材料的靠近热面一侧的表面,然后再以热辐射的方式返回原有的热发射体。
二氧化硅气凝胶保温毡是二氧化硅气凝胶的复合产品,其保温效果非常优越,常温下其导热系数λ≤0.02w/(m·k),耐温最高可达650℃,有极好的韧性、抗拉、抗压强度同时超级防水、防火、隔音、减震六位一体,在本新型应用的保温层的保温材料有着十分显著的优越性。
本新的应用通过一定厚度的气凝胶绝热毡将介质温度外传温度降到某一满足外层憎水硬质聚氨酯的耐温要求的温度范围值,并满足相关行业规范要求,使得内、外保温层能充分利用各自的保温性能从而降低蒸汽管道的热量损失,并最大限度的降低保温结构的造价,同时大大降低外套钢管的规格,减小直埋管道埋地占据的空间的大小。
与现有技术相比,本应用有以下优点:
1)二氧化硅气凝胶绝热毡保温棉的导热系数低,保温性能好,大大减少了蒸汽输送过程中热量的损失,增长蒸汽输送距离。
2)保温层厚度大大降低,外套钢管规格相应的减少,从而降低了管道运输成本及土建、安装等费用。
3)减小蒸汽直埋管道在埋地时所需的地下空间,提高了地下空间利用率。
4)通过采用二氧化硅气凝胶绝热毡保温棉和耐高温憎水聚氨酯泡沫的双重结构,合理利用了各保温材料的保温性能,并最大程度降低了保温结构的造价
5)直管段的保温层即可作为内工作钢管的工作导向和滑动支架,无需另设,减少管道制作难度。
6)保温层防水性极好,极大的解决保温层施工、储存等进水导致暖管通气时带走的大量热量。
7)欲详细了解电13867571662
参考图