[发明专利]地埋式管道的无支撑、长距离补偿方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及地下管道的补偿方法及相应的管道系统，尤其是一种热力(热水或蒸气)输送管道或化工输送管道的热胀冷缩的补偿方法及管道系统，具体地说是一种地埋式管道的无支撑、长距离补偿方法及其系统。

背景技术

目前，地埋式热力输送管道是一种常见的输送管道。为了克服热力输送管道因热胀冷缩而引起管道的损坏，安装时必须每隔一定的距离设置一长度补偿器。常用的补偿器有套管式和波纹管式二种结构。由于这二种结构的补偿装置的补偿量有限，因此一方面补偿间隔较小，一般在30-50米就必须设置一种补偿器，这样一来，整个管道系统所需的补偿器的数量就十分巨大，增加了工程造价，另一方面安装有套管或波纹管的管道，因管道断开，管道内介质压力在拐弯处产生巨大的内压力，常使管道拉裂。所以，为了保证补偿的正常实现，必须每隔一定的距离设置一个重达几百吨(可达300吨或以上)的混凝土固定桩基，其造价也十分巨大。此外，整个管道还必须承受地基变形如地震塌陷等引起的巨大压力，还由于管路上装有许多补偿器，致使整个管道系统更加脆弱，容易受外界影响发生破裂，通常的使用寿命只有理论寿命的一半左右，只要其中有一只破裂就可使整个系统瘫痪，不但产生巨大的经济损失，(少则数百万元，多则上亿元)，还将带来严重的社会问题(如北京某公司曾经因系统中一只波纹管爆裂，以致56万人三个月没有采暖)。因此，现有的热力管道由于补偿方法不当，普通存在投资过大，使用寿命过短的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有地下管道系统存在的因补偿方法不当而造成的投资过大，安全寿命不长的问题，发明一种新的地埋式管道的无支撑、不产生内压推力、长距离补偿方法及其系统。

本发明的技术方案是：

一种地埋式管道的无支撑、长距离补偿方法，其特征是首先将待辅设的管道直接放置在地面以下的地基上；其次，在设定的补偿位置处安装两个或两个以上的旋转补偿器以补偿管道因热胀冷缩而发生的长度的变化；在所述的旋转补偿器周围设有补偿空间。所述设定的补偿位置通常优选在整个管路的各转弯处，以便于旋转补偿器吸收管路的变形。

所述的补偿空间或为无约束的充满软土的地基，或为包裹在补偿器上的弹性包裹体，或为中空的地埋式混凝土结构，或为安装有可压缩材料或软土的地埋式混凝土结构，或为中空的地埋式钢结构，或为安装有可压缩材料或软土的地埋式钢结构；在地埋式混凝土结构或钢结构上设有穿装地埋式管道的通孔，地埋式管道活动穿过该通孔与对应的旋转补偿器相连。

所述的两相邻补偿位置的间距介于30-500米之间。

所述的地埋式管道为气体(如蒸气、压缩空气、化学气体等)输送管道时，所述的旋转补偿器安装在密封的地埋式混凝土结构或钢结构基础中。

本发明的技术方案还包括用于实现上述方法的地埋式管道系统：

一种地埋式无支撑、长距离补偿管道系统，包括由若干段主管道组成或由若干段主管道及与主管道相连的支管道组成的输送管道，其特征是所述的输送管道直接按设计好的路径敷设在地下，在设定的补偿位置处安装有用于补偿管道长度的、由旋转补偿器及连接管组成的补偿装置；所述的补偿装置或直接安装在软土地基中，或包裹弹性材料后安装在地基中，或安装在中空的地埋式混凝土结构或钢结构安装基础中，所述的安装基础或为未添加任何填料的空心结构，或为填装有可压缩材料或软土的实心结构，在安装基础上设有穿装地埋式管道的通孔，地埋式管道活动穿过该通孔与对应的补偿装置中的旋转补偿器相连。

所述的补偿装置或为同直线补偿装置、或为平行线补偿装置、或为转角补偿装置或其中的任意二个组合或全部组合。

所述的同直线补偿装置至少由四个旋转补偿器、三段连接管及安装基础组成，四个旋转补偿器及三段连接管均位于安装基础中，第一、第二两个旋转补偿器的一端分别与待连接的主管道相连，另一端与其相垂直的第一连接管、第二连接管相连，第一连接管、第二连接管的另一端分别与对应的第三旋转补偿器和第四旋转补偿器的一端相连，与主管相平行的第三连接管的两端分别与对应的第三旋转补偿器和第四旋转补偿器的一端相连。

所述的平行线补偿装置至少由两个旋转补偿器、一段连接管及安装基础组成，两个旋转补偿器及一段连接管均位于安装基础中，两个旋转补偿器的一端分别与相应的待连接的主管相连，两个旋转补偿器的另一端通过连接管相连。