Блочная тепловая изоляция отражательного типа для трубопроводов или оборудования реакторных установок Российский патент 2022 года по МПК F16L59/08 F16L59/10 F16L59/14 

Изобретение относится к атомной энергетике, в общем случае к теплообменному оборудованию атомных станций, в частности, к тепловой изоляции трубопроводов и оборудования реакторных установок.

Известно техническое решение, в котором теплоизоляция трубопровода осуществляется путем ослабления лучистого теплообмена экранами (патент РФ на изобретение №2219425, МПК F16L 59/06, приоритет 20.11.2002).

Недостатками данного устройства являются сложность организации большого количества замкнутых воздушных полостей, сложность монтажа и ремонта устройства, отсутствие возможности отвода избыточного тепла.

Известно техническое решение «Высокотемпературная экранная теплоизоляция», в котором тепловая изоляция выполнена в виде набора чередующихся гофрированных и фольговых экранов разной толщины (заявка 2003106471/06, МПК F16L 59/06, F16L 59/08, приоритет 12.03.2003).

Недостатками данного устройства являются открытые воздушные полости между экранами, сложность монтажа и ремонта устройства, монолитная конструкция, отсутствие крепежных элементов.

Известно техническое решение «Блочная съемная тепловая изоляция отражательного типа» (патент РФ на полезную модель №179691, МПК F16L 59/00, приоритет 08.06.2017).

Недостатками данного устройства являются большая металлоемкость, отсутствие возможности отвода избыточного тепла и сложность изготовления.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство блочной тепловой изоляция отражательного типа для трубопроводов и/или оборудования реакторных установок по патенту РФ на изобретение №2754833, (МПК F16L 59/06, приоритет 04.08.2020), содержащее размещенные на наружной поверхности трубопровода и/или оборудования реакторных установок скрепленные быстродействующими натяжными замками съемные короба, внутри которых размещены многослойные теплоизолирующие пакеты, состоящие из разделенных воздушными зазорами тонких листов коррозионно-стойкой пуклеванной нержавеющей стали.

Недостатками указанного устройства, принятого за прототип, являются тепловые потери, в том числе на стыках, а также недостаточная жесткость съемных коробов.

Указанные недостатки устраняются заявляемым устройством.

Задачей изобретения является создание устройства блочной тепловой изоляции, обеспечивающего технологические параметры и безопасность эксплуатации реакторной установки (далее - РУ).

Техническим результатом настоящего изобретения является снижение тепловых потерь, упрощение монтажа, обеспечение надежности конструкции, обеспечение выполнения санитарных норм и безопасной эксплуатации устройства блочной тепловой изоляции.

Технический результат достигается тем, что блочная тепловая изоляция отражательного типа для трубопроводов или оборудования реакторных установок, содержащая установленные с воздушным зазором вокруг наружной поверхности трубопровода или оборудования реакторной установки и скрепленные быстродействующими натяжными замками съемные короба, выполненные из тонколистовой нержавеющей стали, внутри которых размещены многослойные теплоизолирующие пакеты, состоящие из разделенных воздушными зазорами тонких листов коррозионно-стойкой пуклеванной нержавеющей стали, согласно заявляемому изобретению по всему периметру в местах торцевых стыков между съемными коробами снабжена установленными снаружи с воздушным зазором накладками, выполненными в виде набора листов пуклеванной тонколистовой нержавеющей стали, горизонтальные участки трубопроводов или конструкций реакторных установок снабжены опорами и защитным кожухом, установленным над блочной тепловой изоляцией эквидистантно ей и с перекрытием, как минимум, 1/3 наружной поверхности блочной тепловой изоляции, в съемных коробах, размещенных в местах установки трубопровода или оборудования реакторной установки на опоры, выполнены выемки для установки съемного короба на верхнюю часть опоры с образованием между опорой и примыкающим к ней съемным коробом технологического зазора, в который установлены уплотнительные вставки, а участки трубопроводов или оборудования реакторных установок, расположенные вертикально, снабжены установленными между съемными коробами горизонтальными опорными кольцами, наружный размер которых меньше наружного размера наружной поверхности съемных коробов блочной тепловой изоляции, а многослойный пакет разделен, как минимум, одной поперечной перегородкой, установленной перпендикулярно относительно листов многослойного пакета.

Преимущественно уплотнительные вставки блочной тепловой изоляции выполнены в виде набора легко деформируемых пустотелых элементов, заключенных в общий кожух, а толщина каждой вставки больше величины технологического зазора между опорой и поверхностью выемки съемного короба блочной тепловой изоляции.

Преимущественно блочная тепловая изоляция дополнительно снабжена установленными над горизонтальными участками трубопровода или оборудования реакторных установок переходными мостиками для персонала и опорными конструкциями к ним, содержащими стойки, связанные с нижними концами стоек резьбовые шпильки и установленные непосредственно на трубопроводе или оборудовании реакторных установок стяжные хомуты, в которых выполнены резьбовые отверстия под шпильки, причем каждая шпилька снабжена лепестковым уплотнением, установлена в сквозном отверстии съемного короба и закреплена верхним концом в резьбовом отверстии стяжного хомута.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид блочной тепловой изоляции отражательного типа для трубопроводов или оборудования реакторных установок. На фиг. 2 показан разрез блока тепловой изоляции. На фиг. 3 показана тепловая изоляция в месте опоры трубопровода. На фиг. 4 изображена уплотнительная вставка. На фиг. 5 показан разрез блоков тепловой изоляции на вертикальном участке трубопровода. На фиг. 6 показан участок тепловой изоляции с переходным мостиком. На фиг. 7 изображена шпилька с лепестковым уплотнением.

Блочная тепловая изоляция отражательного типа для трубопроводов или оборудования реакторных установок содержит установленные с воздушным зазором вокруг наружной поверхности трубопровода 1 или оборудования реакторной установки и скрепленные быстродействующими натяжными замками 2 съемные короба 3, выполненные из тонколистовой нержавеющей стали, внутри которых размещены многослойные теплоизолирующие пакеты, состоящие из разделенных воздушными зазорами тонких листов 4 коррозионно-стойкой пуклеванной нержавеющей стали.

Блочная тепловая изоляция по всему периметру в местах торцевых стыков между съемными коробами 3 снабжена установленными снаружи с воздушным зазором накладками 5, выполненными в виде набора листов 4 пуклеванной тонколистовой нержавеющей стали. Горизонтальные участки трубопроводов 1 или конструкций реакторных установок снабжены опорами 6 и защитным кожухом 7, установленным над блочной тепловой изоляцией эквидистантно ей и с перекрытием, как минимум, 1/3 наружной поверхности блочной тепловой изоляции. В съемных коробах 3, размещенных в местах установки трубопровода 1 или оборудования реакторной установки на опоры 6, выполнены выемки для установки съемного короба 3 на верхнюю часть опоры 6 с образованием между опорой 6 и примыкающим к ней съемным коробом 3 технологического зазора, в который установлены уплотнительные вставки 8.

Вертикально расположенные участки трубопроводов 1 снабжены установленными между съемными коробами 3 горизонтальными опорными кольцами 9, наружный размер которых меньше наружного размера наружной поверхности съемных коробов 3 блочной тепловой изоляции, а многослойный пакет разделен, как минимум, одной поперечной перегородкой 10, установленной перпендикулярно относительно листов 4 многослойного пакета.

Уплотнительные вставки 8 выполнены в виде набора легко деформируемых пустотелых элементов 11, заключенных в общий кожух 12, а толщина каждой уплотнительной вставки 8 больше величины технологического зазора между опорой 6 и поверхностью выемки съемного короба 3 блочной тепловой изоляции.

Блочная тепловая изоляция дополнительно снабжена установленными над горизонтальными участками трубопровода 1 или оборудования реакторных установок переходными мостиками 13 для персонала и опорными конструкциями к ним. Опорные конструкции состоят из стоек 14, которые связаны нижними концами с резьбовыми шпильками 15. Резьбовые шпильки 15 опорной конструкции установлены в резьбовых отверстиях стяжных хомутов 16, которые установлены непосредственно на трубопроводе 1 или оборудовании реакторных установок. Каждая резьбовая шпилька 15 снабжена лепестковым уплотнением 17, установлена в сквозном отверстии 18 съемного короба 3 и закреплена верхним концом в резьбовом отверстии стяжного хомута 16.

Работа изделия осуществляется следующим образом.

Применение многослойного пакета из листов 4 пуклеванной нержавеющей коррозионно-стойкой тонколистовой стали, например, по ГОСТ 4986-79, позволяет снизить толщину и металлоемкость съемных коробов 3 блочной тепловой изоляции. Установка с открытым воздушным зазором защитного кожуха 7 поверх съемных коробов 3 и эквидистантно им на горизонтальных участках трубопровода 1 или оборудования реакторной установки допускает уменьшение толщины многослойного пакета блочной тепловой изоляции, гарантированно обеспечивает допустимую температуру поверхности тепловой изоляции.

На горизонтальных участках трубопроводов 1 или оборудования реакторной установки, установленных на опорах 6, в технологический зазор, образованный между опорой 6 и примыкающим к ней съемным коробом 3 установлены уплотнительные вставки 8 в виде набора пустотелых деформируемых элементов 11, которые заключены в общий кожух 12. При монтаже блочной тепловой изоляции происходит поджатие уплотнительной вставки 8 за счет деформации лепестков пустотелых элементов 11, чем обеспечивается уплотнение между опорой 6 и примыкающим к ней съемным коробом 3, и, тем самым, обеспечивается снижение тепловых потерь. Аналогичные уплотнительные вставки 8 предусмотрены для уплотнения выходов штоков арматуры, измерительного оборудования и др.

Переходные мостики 13 также защищают персонал от возможно повышенной температуры блочной тепловой изоляции и обеспечивают ее сохранность при перемещениях персонала.

Концы стяжных хомутов 16 в местах разъемов стянуты винтовой шпилькой 19, что обеспечивает возможность беспрепятственной установки съемных коробов 3. Лепестковое уплотнение 17 резьбовых шпилек 15 обеспечивает снижение тепловых потерь.

Для снижения конвективных процессов в съемных коробах 3 многослойный пакет разделен, как минимум, одной поперечной перегородкой 10, установленной перпендикулярно образующей листов 4 пуклеванной нержавеющей коррозионно-стойкой тонколистовой стали многослойного пакета.

На вертикально расположенных участках трубопровода 1 установлены опорные кольца 9, которые так же перекрывают конвективные тепловые потоки воздуха вдоль поверхности трубопровода 1 и исключают тепловые потери, поскольку не касаются наружной поверхности съемных коробов 3. Кроме того, между съемными коробами 3 блочной тепловой изоляции выполнены воздушные зазоры, необходимые для компенсации температурных перемещений съемных коробов 3. Накладки 5 съемных коробов 3 закрывают торцевые стыки между ними, при этом накладки 5 установлены с воздушным зазором от нижестоящих съемных коробов 3, причем величина накладок 5 перекрывает зону недопустимой температуры поверхности блочной тепловой изоляции, что также уменьшает тепловые потери и защищает персонал от возможной повышенной температуры на стыках съемных коробов 3. Как вариант, накладки 5 выполнены в виде многослойного пакета из тонких листов коррозионно-стойкой пуклеванной нержавеющей стали.

Таким образом, использование заявляемого технического решения в сравнении с известными устройствами обеспечивает снижение тепловых потерь, упрощение монтажа, повышение надежности конструкции, выполнение санитарных норм и безопасную эксплуатацию устройства. Описанная конструкция позволяет достичь указанный технический результат, может быть изготовлена промышленным способом.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к тепловой изоляции трубопроводов и оборудования реакторных установок. Техническим результатом является снижение тепловых потерь, упрощение монтажа, обеспечение надежности конструкции, обеспечение санитарных норм и безопасной эксплуатации устройства блочной тепловой изоляции. Предложена блочная тепловая изоляция отражательного типа для трубопроводов или оборудования реакторных установок, содержащая установленные с воздушным зазором вокруг наружной поверхности трубопровода или оборудования и скрепленные быстродействующими натяжными замками 2 съемные короба 3, выполненные из тонколистовой нержавеющей стали, внутри которых размещены многослойные теплоизолирующие пакеты, состоящие из разделенных воздушными зазорами тонких листов 4 коррозионно-стойкой пуклеванной нержавеющей стали. По всему периметру в местах торцевых стыков между съемными коробами 3 тепловая изоляция снабжена установленными снаружи с воздушным зазором накладками 5, выполненными в виде набора листов пуклеванной тонколистовой нержавеющей стали. Горизонтальные участки трубопроводов или конструкций реакторных установок снабжены опорами 6 и защитным кожухом 7, установленным над блочной тепловой изоляцией. В съемных коробах 3 выполнены выемки для установки съемного короба на верхнюю часть опоры 6 с образованием между опорой и примыкающим к ней съемным коробом технологического зазора, в который установлены уплотнительные вставки 8. Участки трубопроводов или оборудования реакторных установок, расположенные вертикально, снабжены установленными между съемными коробами 3 горизонтальными опорными кольцами 9, а многослойный пакет разделен, как минимум, одной поперечной перегородкой 10, установленной перпендикулярно относительно листов многослойного пакета. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Блочная тепловая изоляция отражательного типа для трубопроводов или оборудования реакторных установок, содержащая установленные с воздушным зазором вокруг наружной поверхности трубопровода или оборудования реакторной установки и скрепленные быстродействующими натяжными замками съемные короба, выполненные из тонколистовой нержавеющей стали, внутри которых размещены многослойные теплоизолирующие пакеты, состоящие из разделенных воздушными зазорами тонких листов коррозионно-стойкой пуклеванной нержавеющей стали, отличающаяся тем, что блочная тепловая изоляция по всему периметру в местах торцевых стыков между съемными коробами снабжена установленными снаружи с воздушным зазором накладками, выполненными в виде набора листов пуклеванной тонколистовой нержавеющей стали, горизонтальные участки трубопроводов или конструкций реакторных установок снабжены опорами и защитным кожухом, установленным над блочной тепловой изоляцией эквидистантно ей и с перекрытием, как минимум, 1/3 наружной поверхности блочной тепловой изоляции, в съемных коробах, размещенных в местах установки трубопровода или оборудования реакторной установки на опоры, выполнены выемки для установки съемного короба на верхнюю часть опоры с образованием между опорой и примыкающим к ней съемным коробом технологического зазора, в который установлены уплотнительные вставки, а участки трубопроводов или оборудования реакторных установок, расположенные вертикально, снабжены установленными между съемными коробами горизонтальными опорными кольцами, наружный размер которых меньше наружного размера наружной поверхности съемных коробов блочной тепловой изоляции, а многослойный пакет разделен, как минимум, одной поперечной перегородкой, установленной перпендикулярно относительно листов многослойного пакета.

2. Блочная тепловая изоляция по п. 1, отличающаяся тем, что уплотнительные вставки выполнены в виде набора легко деформируемых пустотелых элементов, заключенных в общий кожух, а толщина каждой уплотнительной вставки больше величины технологического зазора между опорой и поверхностью выемки съемного короба блочной тепловой изоляции.

3. Блочная тепловая изоляция по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена установленными над горизонтальными участками трубопровода или оборудования реакторных установок переходными мостиками для персонала и опорными конструкциями к ним, содержащими стойки, связанные с нижними концами стоек резьбовые шпильки и установленные непосредственно на трубопроводе или оборудовании реакторных установок стяжные хомуты, в которых выполнены резьбовые отверстия под шпильки, причем каждая шпилька снабжена лепестковым уплотнением, установлена в сквозном отверстии съемного короба и закреплена верхним концом в резьбовом отверстии стяжного хомута.