ТЕПЛОПРОВОД Российский патент 2001 года по МПК F16L59/00 

Изобретение относится к трубопроводам, применяемым в теплоэнергетике для транспорта теплоносителя, например горячей воды или пара от источника тепла к потребителю и обратно, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, потребляющих тепловую энергию.

Известен теплопровод (см. а.с. N 579491, МКИ F 16 L 59/06, Бюл. N 41, 1977), состоящий из металлической трубы с изоляционным покрытием и наружной оболочкой с воздушным зазором между ними, оболочка которой дополнительно снабжена внутренними ребрами, опирающимися на изоляционное покрытие и образующими пустотелые секции, в нижней части которых выполнены отверстия, оболочки выполнены в виде гофры и гофры образуют с изоляционным покрытием пустотелые секции.

Недостатком данного теплопровода являются значительные потери из-за конструктивных недостатков.

Известен теплопровод (см. а.с. N 1583703, МКИ F 16 L 59/06, Бюл. N 29, 1980), содержащий теплогидроизоляционный обратный трубопровод и расположенный внутри него подающий трубопровод, выполненный из неметаллического малотеплопроводного материала.

Недостатком данного теплопровода является значительный перерасход электроэнергии из-за неудовлетворительных режимов теплоносителя.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является снижение теплопотерь и расхода электроэнергии на транспортирование теплоносителя.

Технический результат достигается тем, что теплопровод, содержащий теплогидроизолированный обратный трубопровод и расположенный внутри него подающий трубопровод, выполненный из неметаллического малотеплопроводного материала, имеет обратный и подающий трубопроводы, выполненные коаксиально звеньями, стыковые соединения которых размещены на определенном расстоянии друг от друга, внутри теплогидроизолированного слоя расположен витой гибкий трубопровод, полость которого заполнена инертным газом, а в начале звеньев обратного трубопровода в пределах его стыкового соединения предусмотрены циклоидальные (см. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике. - М.: Наука, 1975, с. 799-805) кондукторы (Политехнический словарь. Под. ред. Артоболевского И.И. - М.: Советская энциклопедия, 1977, с. 225).

На фиг. 1 изображена схема теплопровода, продольный разрез, на фиг. 2 - разрез А-А, на фиг. 3 - схема циклоидальных кондукторов спиралевидной формы.

Теплопровод содержит подающий трубопровод 1, который расположен внутри обратного трубопровода 2 коаксиально, на наружной поверхности которого расположен гидроизоляционный слой 3 и теплоизоляционный слой 4. Отдельные звенья подающего трубопровода 1 соединены между собой при помощи муфты 5. Муфты 5 подающего трубопровода и стыковые соединения 6 обратного трубопровода 2 расположены на определенном расстоянии друг от друга вдоль длины теплопровода. В теплоизоляционном слое 4 расположен витой гибкий трубопровод 7, полость которого заполнена инертным газом 8. В пределах стыкового соединения 6 обратного трубопровода 2 предусмотрены циклоидальные кондукторы 9 спиралевидной формы. Подающий трубопровод 1 размещен на опорной подушке 10.

Теплопровод функционирует следующим образом.

Теплоноситель поступает по подающему трубопроводу 1 к потребителю, после чего, отдав тепло, возвращается по обратному трубопроводу 2 к источнику тепла. При этом подающий трубопровод 1 контактирует не с окружающей средой, а отдавшей часть теплоносителя водой в обратном трубопроводе 2, в результате этого тепло подающего трубопровода 1 не теряется в окружающую среду. Применение неметаллического материала с низкой теплопроводностью позволяет доставлять потребителю большее количество тепла. Наружный гидроизоляционный слой 3 предотвращает наружную коррозию обратного трубопровода 2, а теплоизоляционный слой 4 снижает потери тепла в окружающую среду. Изменяющаяся полость витого гибкого трубопровода 7, заполненная инертным газом, обеспечивает максимальное снижение теплопотерь в окружающую среду. Расположение стыкового соединения в виде муфты 5 на подающем трубопроводе 1 и стыковых соединений 6 на обратном трубопроводе 2 на определенном расстоянии друг от друга вдоль длины теплопровода позволяет беспрепятственно производить монтажные работы при строительстве и демонтаж трубопроводов при выполнении ремонтных работ. Циклоидальные кондукторы 19 спиралевидной формы обеспечивают интенсивное направление теплового потока от холодной обратной воды к теплоносителю за счет наилучших своих гидродинамических и энергетических свойств и тем самым уменьшают теплопотери в окружающую среду.

Коаксиальное расположение подающего и обратного трубопроводов за счет опорной подушки 18 обеспечивают наилучшие гидродинамические режимы транспортирования теплоносителя.

Предложенная конструкция теплопровода обеспечивает существенное сокращение теплопотерь в окружающую среду до 45% за счет уменьшения площади наружной поверхности теплопровода. Потери теплоносителя в окружающую среду через уплотнения и свищи из подающего трубопровода полностью исключаются, так как они попадают в обратный трубопровод, по которому и отводятся к источнику тепла. При этом сокращается расход подпиточной воды, экономятся материалы станции химводоочистки. Ремонт подающего трубопровода может быть выполнен в удобное для потребителя и котельной время, например в летнее, одновременно с ремонтом обратного трубопровода, когда потребление тепла минимально. Все это повышает надежность теплоснабжения в зимнее время.

Отличие предложенного теплопровода от известного в том, что в жаротрубных котлах и подогревателях используются материалы с высоким коэффициентом теплопроводности для увеличения теплового потока, а в данном случае наоборот.

Применение витого гибкого трубопровода в конструкции теплоизоляционного слоя, заполненного инертным газом, повышает тепловую устойчивость теплопровода и позволяет управлять площадью полости его путем изменения в ней давления за счет гибкости материала, а циклоидальные кондукторы спиралевидной формы создают в начале звеньев турбулизацию воды в обратном трубопроводе, омывающей поверхность подающего трубопровода, направляя тепловой поток к горячей подающей воде и создают циркуляцию вокруг него.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании гибких свойств трубопровода, заполненного инертным газом, для снижения теплопотерь и циклоидальных кондукторов спиралевидной формы, создающих турбулизацию воды и омывание поверхности подающего трубопровода в циркуляционном режиме, а также коаксиального расположения трубопроводов, при котором создаются благоприятные гидродинамические режимы, приводящие к снижению расхода электроэнергии на транспортирование теплоносителя.

Изобретение относится к трубопроводам, применяемым в теплоэнергетике для транспорта теплоносителя, например горячей воды или пара от источника тепла к потребителю и обратно, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, потребляющих тепловую энергию. Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является снижение теплопотерь и расхода электроэнергии на транспортирование теплоносителя. Это достигается тем, что теплопровод, содержащий теплогидроизоляционный обратный трубопровод и расположенный внутри него подающий трубопровод, выполненный из неметаллического малотеплопроводного материала, имеет обратный и подающий трубопроводы, выполненные коаксиально звеньями, внутри теплогидроизоляционного слоя расположен витый гибкий трубопровод, полость которого заполнена инертным газом, а в начале звеньев обратного трубопровода в пределах его стыкового соединения предусмотрены циклоидальные кондукторы спиралевидной формы. 3 ил.

Теплопровод, содержащий теплогидроизолированный обратный трубопровод и расположенный внутри него подающий трубопровод, выполненный из неметаллического материала, отличающийся тем, что обратный и подающий трубопроводы выполнены коаксиально звеньями, внутри теплогидроизоляционного слоя расположен витой гибкий трубопровод, полость которого заполнена инертным газом, а в начале звеньев обратного трубопровода предусмотрены циклоидальные кондукторы спиралевидной формы.