CN112984282A - 保温管线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种保温管线，涉及石油化工技术领域，该保温管线包括外管、内管、密封组件、隔热结构和热伸缩补偿器；外管套设于内管的外周侧，且两者之间留有环形空间；外管上设有抽气孔，抽气孔与环形空间相通，能够对环形空间抽真空处理；密封组件设于外管与内管之间，用于密封环形空间；隔热结构位于环形空间内，且能够阻断热辐射；热伸缩补偿器设置于环形空间，用于在内管受热时沿轴向压缩变形。解决了现有技术中存在的常规隔热材料进行保温，受隔热材料导热系数高的影响，保温管线的隔热性能较差的技术问题，达到了隔热性能优良的技术效果。

Description

保温管线

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，尤其是涉及一种保温管线。

背景技术

随着稠油热采及化工热介质储存及输送领域隔热技术不断应用和完善，如何进一步减少热损失从而降低能耗成为亟待解决的问题。在热采注蒸汽地面管线输送和化工行业高温管线输送领域中，一般采用常规的隔热材料作为隔热层。

然而，常规隔热材料进行保温，受隔热材料导热系数高的影响，保温管线的隔热性能较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保温管线，以缓解现有技术中存在的常规隔热材料进行保温，受隔热材料导热系数高的影响，保温管线的隔热性能较差的技术问题。

第一方面，本发明提供一种保温管线，包括：外管、内管、密封组件隔热结构以及热伸缩补偿器；所述外管套设于所述内管的外周侧，且两者之间留有环形空间；所述外管上设有抽气孔，所述抽气孔与所述环形空间相通，能够对所述环形空间抽真空处理；所述密封组件设于所述外管与所述内管之间，用于密封所述环形空间；所述隔热结构位于所述环形空间内，且能够阻断热辐射；所述热伸缩补偿器设置于所述环形空间，用于在所述内管受热时沿轴向压缩变形。

进一步的，所述隔热结构套设于所述内管，所述隔热结构沿径向设有吸气剂层、镜面反射层和隔热层；所述吸气剂层与所述内管的外壁紧密抵接，所述吸气剂层用于维持所述外管与所述内管之间的真空环境；所述镜面反射层用于形成镜面反射以阻断热辐射；所述隔热层用于通过隔热以阻断热辐射。

进一步的，所述镜面反射层和所述隔热层依次交替设置，且分别设有多层。

进一步的，所述吸气剂层由固体颗粒状的吸气材料制成；所述镜面反射层采用铝箔层；所述隔热层采用玻璃丝网格布层。

进一步的，所述密封组件包括均紧密套设于所述内管的前端盖和焊接环；所述前端盖的外端与所述外管之间通过前端盖焊缝焊接；所述焊接环的外端与所述外管之间通过外环焊缝焊接，且所述焊接环的内端与所述内管之间通过内环焊缝焊接。

进一步的，所述密封组件还包括紧密套设于所述内管的后端盖；所述后端盖位于所述前端盖与所述焊接环之间，且所述后端盖朝向所述焊接环的一端与所述内管之间通过后端盖焊缝焊接；所述热伸缩补偿器设于所述前端盖与所述后端盖之间。

进一步的，所述热伸缩补偿器包括第一管段、第二管段以及设于两者之间的波纹管段，三者一体设置且沿所述内管的轴向延伸；所述第一管段与所述前端盖的内端固定连接，所述第二管段与所述后端盖朝向所述前端盖的一端固定连接。

进一步的，所述前端盖的内端套设有前压紧块，所述后端盖的朝向所述前端盖的一端套设有后压紧块；所述第一管段夹设于所述前压紧块与所述前端盖之间，且三者通过前焊缝焊接；所述第二管段夹设于所述后压紧块与所述后端盖之间，且三者通过后焊缝焊接。

进一步的，所述密封结构套设于所述内管，且位于所述焊接环与所述后端盖之间。

进一步的，所述前端盖与所述内管之间夹设有定位导向销，所述定位导向销用于阻止所述外管与所述内管的相对转动。

有益效果：

本发明提供的保温管线，外管套设于内管的外周侧，且两者之间留有环形空间，密封组件设于外管与所述内管之间，用于密封环形空间，外管上设有抽气孔，当抽气孔与环形空间相通时，能够对环形空间抽真空处理，该真空环境能够阻断热传导和热对流，从而可以起到一定的隔热效果；同时，由于环形空间内还设有隔热结构，该隔热结构能够阻断热辐射，可进一步提高保温管线的隔热性能，使得保温管线的隔热性能更加优良。

由前述可知，当热流体通过内管时，内管受热伸长变形，由于环形空间内能够形成真空环境且环形空间内设有用于阻断热辐射的隔热结构，外管温度基本保持不变，即不会产生热伸长。

同时，环形空间内还设有热伸缩补偿器，该热伸缩补偿器可用于在内管受热时沿轴向压缩变形，起到伸缩补偿作用，进一步使外管不会伸长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的保温管线的剖视图；

图2为本发明实施例提供的保温管线的侧视图。

图标：

10-环形空间；20-前端盖焊缝；30-外环焊缝；40-内环焊缝；50-后端盖焊缝；60-前焊缝；70-后焊缝；

100-外管；110-抽气孔；

200-内管；

310-前端盖；320-焊接环；330-后端盖；

400-隔热结构；

500-热伸缩补偿器；510-第一管段；520-第二管段；530-波纹管段；

600-前压紧块；

700-后压紧块；

800-定位导向销。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一般技术中，保温管线阻断热的三种主要传播方式：热传导、热对流和热辐射。市面上出现的产品通过硅酸钙制品、复合硅酸盐制品、岩棉制品、矿渣棉制品、玻璃棉制品、硅酸铝棉及其制品、硅酸镁纤维毡、柔性泡沫橡塑制品、硬质聚氨酯泡沫塑料和泡沫玻璃等材料作为隔热材料进行隔热来满足该要求。其中，未涉及对热辐射这种阻断热传播方式影响的措施，隔热性能较差。

发明人为了缓解现有技术中保温管线的隔热性能较差的缺陷，研究出一种保温管线，通过真空环境和阻断热辐射相结合的方式，缓解现有技术中存在的常规隔热材料进行保温，受隔热材料导热系数高的影响，保温管线的隔热性能较差的技术问题。接下来将对照附图具体阐述保温管线的结构。

参照图1和图2，本实施例提供一种保温管线，保温管线包括外管100、内管200、密封组件、隔热结构400和热伸缩补偿器500；外管100套设于内管200的外周侧，且两者之间留有环形空间10；外管100上设有抽气孔110，抽气孔110与环形空间10相通，能够对环形空间10抽真空处理；密封组件设于外管100与内管200之间，用于密封环形空间10；隔热结构400位于环形空间10内，且能够阻断热辐射；热伸缩补偿器500设置于环形空间10，用于在内管200受热时沿轴向压缩变形。

本实施例提供的保温管线，外管100套设于内管200的外周侧，且两者之间留有环形空间10，密封组件设于外管100与内管200之间，用于密封环形空间10，外管100上设有抽气孔110，当抽气孔110与环形空间10相通时，能够对环形空间10抽真空处理，该真空环境能够阻断热传导和热对流，从而可以起到一定的隔热效果；同时，由于环形空间10内还设有隔热结构400，该隔热结构400能够阻断热辐射，可进一步提高保温管线的隔热性能，使得保温管线的隔热性能更加优良。

由前述可知，当热流体通过内管200时，内管200受热伸长变形，由于环形空间10内能够形成真空环境且环形空间10内设有用于阻断热辐射的隔热结构400，外管100温度基本保持不变，即不会产生热伸长。同时，环形空间10内还设有热伸缩补偿器500，该热伸缩补偿,500可用于在内管200受热时沿轴向压缩变形，起到伸缩补偿作用，进一步使外管100不会伸长。

本实施例中，抽气孔110处设有封堵件，其中封堵件在抽真空处理结束后，通过焊接的方式封堵抽气孔。

具体的，打开封堵件，通过抽真空技术从抽气孔110处将密闭的环形空间10中的空气抽离出去，再通过电阻焊技术在高真空条件下用封堵件将抽气孔110进行封堵，制造高真空环境来起到隔热目的。

在本申请的一种实施方式中，隔热结构400套设于内管200，隔热结构400沿径向设有吸气剂层、镜面反射层和隔热层；吸气剂层与内管200的外壁紧密抵接，吸气剂层用于维持外管100与内管200之间的真空环境；镜面反射层用于形成镜面反射以阻断热辐射；隔热层用于通过隔热以阻断热辐射。

需要说明的是，吸气剂层用于维持外管100与内管200之间的真空环境对于本领域技术人员利用现有技术是可以实现的。

具体的，镜面反射层和隔热层依次交替设置，且分别设有多层。

可选的，吸气剂层设置为一层，镜面反射层和隔热层可均设置两层、三层或以上。

示例性地，隔热结构400由内至外依次为：吸气剂层、镜面反射层、隔热层、镜面反射层、隔热层、镜面反射层和隔热层共七层。

具体的，吸气剂层由固体颗粒状的吸气材料制成；镜面反射层采用铝箔层；隔热层采用玻璃丝网格布层。

上面具体介绍了隔热结构400，接下来具体介绍密封组件。

参照图1，密封组件包括均紧密套设于内管200的前端盖310和焊接环320；前端盖310的外端与外管100之间通过前端盖焊缝20焊接；焊接环320的外端与外管100之间通过外环焊缝30焊接，且焊接环320的内端与内管200之间通过内环焊缝40焊接，如此设置，可形成密闭的环形空间10，同时，外管100与内管200的两端均通过焊接连接，可提高两者连接的可靠性。

进一步的，密封组件还包括紧密套设于内管200的后端盖330；后端盖330位于前端盖310与焊接环320之间，且后端盖330朝向焊接环320的一端与内管200之间通过后端盖焊缝50焊接；热伸缩补偿器500设于前端盖310与后端盖330之间，如此设置，可使热伸缩补偿器500承受一定的轴向承载力，以进一步防止外管100受热变形。

具体的，热伸缩补偿器500包括第一管段510、第二管段520以及设于两者之间的波纹管段530，三者一体设置且沿内管200的轴向延伸；第一管段510与前端盖310的内端固定连接，第二管段520与后端盖330朝向前端盖310的一端固定连接。

参照图1，在具体使用时，由于后端盖330朝向焊接环320的一端与内管200之间通过后端盖焊缝50焊接，因此，内管200的前端受热伸长时，热伸缩补偿器500的波纹管段530在内管200的牵拉下受力向左压缩，补偿内管200的受热变形，以使外管100不会伸长。

需要说明的是，由于后端盖330朝向焊接环320的一端与内管200之间通过后端盖焊缝50焊接、焊接环320的内端与内管200之间通过内环焊缝40焊接，因而，当内管200受热伸长时，主要是内管200的前端会受热伸长。

进一步的，前端盖310的内端套设有前压紧块600，后端盖330的朝向前端盖310的一端套设有后压紧块700；第一管段510夹设于前压紧块600与前端盖310之间，且三者通过前焊缝60焊接；第二管段520夹设于后压紧块700与后端盖330之间，且三者通过后焊缝70焊接，如此设置，能够进一步提高热伸缩补偿器500与前端盖310、后端盖330连接的可靠性。

本实施例中，隔热结构400套设于内管200，且位于焊接环320与后端盖330之间。

一方面考虑到前端盖310与后端盖330之间设有热伸缩补偿器500，同时，考虑到隔热结构400布置的便利性问题，将隔热结构400设于焊接环320与后端盖330之间；另一方面，将隔热结构400密闭，不易受潮，隔热结构400的稳定性好且隔热寿命长。

参照图1和图2，前端盖310与内管200之间夹设有定位导向销800，定位导向销800用于阻止外管100与内管200的相对转动，确保外管100与内管200在运输及使用过程不发生周向转动，从而保护热伸缩补偿器500不发生破坏。另外，外管100与内管200的两端均采用焊接，并采用定位导向销800，可以减少内外管的周向转动对焊缝的影响，焊缝强度风险性较低。

可选的，定位导向销800可设置为多个，多个定位导向销800呈圆周布置。

本实施例中，外管100与内管200的焊接可采用环缝焊接结构，环缝焊接结构可以采用镦粗扩口或缩颈的方式实现，可进一步提高焊缝质量。

综合以上，该保温管线具有以下优势：

（1）采用高真空隔热技术，隔热性能更加优良。

（2）隔热结构400，不易受潮，隔热结构400稳定且隔热寿命长；

（3）内管200与外管100两端均采用焊接，并采用定位导向销800减少内外管周向转动对焊缝影响，焊缝强度风险性低。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种保温管线，其特征在于，包括：外管（100）、内管（200）、密封组件、隔热结构（400）和热伸缩补偿器（500）；

所述外管（100）套设于所述内管（200）的外周侧，且两者之间留有环形空间（10）；所述外管（100）上设有抽气孔（110），所述抽气孔（110）与所述环形空间（10）相通，能够对所述环形空间（10）抽真空处理；

所述密封组件设于所述外管（100）与所述内管（200）之间，用于密封所述环形空间（10）；

所述隔热结构（400）位于所述环形空间（10）内，且能够阻断热辐射；

所述热伸缩补偿器（500）设置于所述环形空间（10），用于在所述内管（200）受热时沿轴向压缩变形。

2.根据权利要求1所述的保温管线，其特征在于，所述隔热结构（400）套设于所述内管（200），所述隔热结构（400）沿径向设有吸气剂层、镜面反射层和隔热层；

所述吸气剂层与所述内管（200）的外壁紧密抵接，所述吸气剂层用于维持所述外管（100）与所述内管（200）之间的真空环境；

所述镜面反射层用于形成镜面反射以阻断热辐射；

所述隔热层用于通过隔热以阻断热辐射。

3.根据权利要求2所述的保温管线，其特征在于，所述镜面反射层和所述隔热层依次交替设置，且分别设有多层。

4.根据权利要求2或3所述的保温管线，其特征在于，所述吸气剂层由固体颗粒状的吸气材料制成；

所述镜面反射层采用铝箔层；

所述隔热层采用玻璃丝网格布层。

5.根据权利要求1所述的保温管线，其特征在于，所述密封组件包括均紧密套设于所述内管（200）的前端盖（310）和焊接环（320）；

所述前端盖（310）的外端与所述外管（100）之间通过前端盖焊缝（20）焊接；

所述焊接环（320）的外端与所述外管（100）之间通过外环焊缝（30）焊接，且所述焊接环（320）的内端与所述内管（200）之间通过内环焊缝（40）焊接。

6.根据权利要求5所述的保温管线，其特征在于，所述密封组件还包括紧密套设于所述内管（200）的后端盖（330）；

所述后端盖（330）位于所述前端盖（310）与所述焊接环（320）之间，且所述后端盖（330）朝向所述焊接环（320）的一端与所述内管（200）之间通过后端盖焊缝（50）焊接；

所述热伸缩补偿器（500）设于所述前端盖（310）与所述后端盖（330）之间。

7.根据权利要求6所述的保温管线，其特征在于，所述热伸缩补偿器（500）包括第一管段（510）、第二管段（520）以及设于两者之间的波纹管段（530），三者一体设置且沿所述内管（200）的轴向延伸；

所述第一管段（510）与所述前端盖（310）的内端固定连接，所述第二管段（520）与所述后端盖（330）朝向所述前端盖（310）的一端固定连接。

8.根据权利要求7所述的保温管线，其特征在于，所述前端盖（310）的内端套设有前压紧块（600），所述后端盖（330）的朝向所述前端盖（310）的一端套设有后压紧块（700）；

所述第一管段（510）夹设于所述前压紧块（600）与所述前端盖（310）之间，且三者通过前焊缝（60）焊接；

所述第二管段（520）夹设于所述后压紧块（700）与所述后端盖（330）之间，且三者通过后焊缝（70）焊接。

9.根据权利要求6所述的保温管线，其特征在于，所述隔热结构（400）套设于所述内管（200），且位于所述焊接环（320）与所述后端盖（330）之间。

10.根据权利要求5所述的保温管线，其特征在于，所述前端盖（310）与所述内管（200）之间夹设有定位导向销（800），所述定位导向销（800）用于阻止所述外管（100）与所述内管（200）的相对转动。

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