[实用新型]一种用于保护埋地天然气管道的热管组件有效

专利信息
申请号: 200920105667.2 申请日: 2009-02-06
公开(公告)号: CN201364061Y 公开(公告)日: 2009-12-16
发明(设计)人: 曲伟;袁达忠 申请(专利权)人: 中国科学院工程热物理研究所
主分类号: F28D15/02 分类号: F28D15/02
代理公司: 北京泛华伟业知识产权代理有限公司 代理人: 王 勇
地址: 100190北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 保护 天然气 管道 热管 组件
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及天然气管道传输中的冻胀问题,特别涉及对管道天然气传输过程中埋地管线的冻胀问题。

背景技术

天然气管道输送是保证工业化正常生产、城市日常生活不可或缺的主要天然气输送方式。在天然气传输过程中,天然气经过分输调压装置后,会在节流处快速膨胀从而使得传输管道内的压力急剧降低,由于天然气在极短时间内来不及与外界发生热交换,因此天然气的温度也会随之急剧降低。据统计,管道压力每降低1兆怕,天然气的温度就会降低4至5摄氏度,造成分输管线一直在零摄氏度以下低温运行,从而发生冻胀现象。发生冻胀现象的埋地天然气管道会造成附近地面隆起、调压阀的阀体离开阀座、管道在应力作用下变形、法兰连接处泄漏等问题,严重威胁站场的安全运行,给天然气传输带来了隐患。

对埋地天然气管道的冻胀防治研究已经进行了多年,在现有技术中也存在一些用于解决冻胀现象的方法,但这些方法都存在各自的缺点,具体如下:

1、换土、防水或排水的方案。换土、防水或排水的方案是现有技术中的常见方案,这些方案都是通过减少土壤中的水分来降低发生冻胀现象的可能。但这些方案在实现时并不能彻底地解决土壤中的水分问题,因而并不能够完全防止冻胀现象的发生。此外,当天然气管道埋藏地区的地下水位较高时,还可能会因为水分的迁移而使得冻胀过程不断恶化。

2、管沟方案。管沟方案是指将天然气管道周围的土壤掏空,砌成防水水泥管沟,并在管沟内安装燃气探测装置。管沟方案使得天然气管道处于架空方式,与周围的土壤相隔离,因而常被用于解决热交换量大的站场附近管道的土壤冻胀问题。但这种方案并没有对天然气管道进行热补偿,因此站场外与土壤接触的天然气管道仍然会吸收土壤的热量,从而造成土壤的冻胀。此外,由于管沟方案中的天然气管道与大气直接接触,使得危险性加大;而管沟方案中管道布设、维护成本又较高,因此,不受到国际输气管道设计规范的推荐。

3、在天然气管道的调压阀前添加电加热器的方案。要实现该方案不仅需要动火割管,而且加热功率需要补充基础数据的重新计算。其中的动火割管是指布置加热面时需要与天燃气管相耦合,在有些点还需要对管道做切割、焊接,使天燃气管道与加热面耦合。而加热功率需要补充基础数据是指为保证天然气在经过调压撬后温度降低不低于冻胀起始温度很多,从而避免管道周围的土壤发生冻胀,所需要提供的加热功率。采用这种方案的缺点是:

a、会造成天然气管道的停工,损失巨大;

b、加热过程中的最小加热量是不确定量,即使采用固定的加热方式也可能造成能源的巨大浪费,与节约型、环保型的国策大前提不一致;

c、发生冻胀的时间很难把握,因此合适的加热时间很难控制。

4、采用换土、防水和排水的同时对管道进行保温的方案。在该方案中,先对天然气管道周围的土壤进行更换,然后实施防水和排水方案,最后对天然气管道进行保温。但换土、防水和排水的同时对管道进行保温毕竟是短期、临时性的预防冻胀措施。这些方法没有真正实现治理冻胀,未能对管道周围的土壤进行温度和水分的控制,同时保温层内的水分分布要高于土壤中水分分布,因此在一些诱导因素(例如天气、天然气入口温度、质量流量波动等)的作用下,很容易出现天然气管道周围土壤的冻胀,一旦出现冻胀现象,保温层内的水分会使危害程度加重。

由上述说明可以看出,现有的各个方案都存在各自的缺点,若能提供一种在成本、节能高效、环保、易于维护等各个方面都具有良好效果的方案,则在实际应用中具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有的冻胀现象解决方法存在各自的缺点,冻胀现象解决效果不佳的缺陷,从而提供一种用于保护埋地天然气管道的热管组件。

为了实现上述目的,本实用新型提供了一种用于保护埋地天然气管道的热管组件,包括多个热管,所述热管上端弯曲、下端垂直,中部具有连接上下两端的延伸部分;所述热管的两头封闭,内部呈中空状,在所述热管内封装有用于传热的流体工质。

上述技术方案中,所述的多个热管包括底侧热管、上侧热管以及中侧热管;其中,

所述底侧热管、上侧热管以及中侧热管的延伸部分具有不同的长度。

上述技术方案中,所述底侧热管、中侧热管、上侧热管的延伸部分的长度依次变大。

上述技术方案中,在所述热管的管壁外还包括防腐涂层。

上述技术方案中,在所述防腐涂层外还包括防腐涂层保护层。

上述技术方案中,所述热管上端的弯曲部分与水平方向呈一个仰角状。

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