Устройство для обогрева трубопровода Советский патент 1993 года по МПК F16L53/00 

Изобретение относится к транспортировке застывающей среды по трубопроводу, может применяться в газовой, металлургической промышленности, химическом производстве и других отраслях, для транспорта воды, нефтепродуктов, расплавленных материалов и других сред.

Целью предлагаемого изобретения является получение равномерного поля температуры поверхности основного трубопровода, повышение надежности транспортировки среды при температурах окружающей среды ниже температуры застывания транспортируемой среды и, кроме того, получение экономии электроэнергии.

Сущность предложенного устройства для подогрева трубопровода поясняется с помощью чертежа.

На чертеже показано поперечное сечение трубопровода.

Устройство для подогрева трубопровода содержит основной трубопровод 1, дополнительный трубопровод 2, теплоизолированный

кожух 3, герметичный канал 4, повторяющий профиль системы трубопроводов, в нижней части которого находится жидкость 5. Для удобства выполнения конструктивных работ канал снабжен перегородками 6, как по сечению трубопровода, так и по его дли-не.

Энергия для поддержания работоспособности основного трубопровода 1 подается в дополнительный трубопровод 2, стенки которого разогреваются. Из-за того, что они контактируют с жидкостью 5, она нагревается и закипает. Пары жидкости заполняют пространство герметичного канала и конденсируются на поверхностях герметичного канала, премыкающих к стенкам основного трубопровода и внутренним стенкам тепло- изолированного кожуха. При конденсировании паров жидкости на стенках выделяется скрытая теплота парообразования, которая в основном поддерживает равномерное распределение температуры по поверхностям основного трубопровода. Таким образом осуществляется подогрев транспортируемой среды.

(Л

С

00

о о ю о ел

Пример конкретного выполнения. Предложим, что транспортируемая среда вода. Температура транспортировки +28°С. Температура наружного воздуха +0°С. Максимально возможная температура греющего трубопровода +70°С. Диаметр основного трубопровода DI 100 мм, а диаметр греющего дополнительного Da 34 мм,

Рассмотрим наихудший случай, когда транспортируемая среда покоится, т.е. ее скорость равна нулю. Теплофизические свойства воды в пределах от 0-28°С будем считать постоянными величинами рв 1004 кг/м3; Ср 4,1869 КДж/кг град.

Зададимся временем разогрева трубопровода т 1800 с, тогда тепловой поток, переносимый парами жидкости внутри системы

-J q :±Q 10,044 КДж/с,

7Г

г

Кроме того, q mr,

где j -скрытая теплота изообразования для изопентана,

рж 613 кг/м3; /9п 3,07;

tK 28°C; taaM - -160°С; С/ - 2,03;

Срж 4,82;

m - массовая скорость паров жидкости участвующая в подводе тепла к основному трубопроводу,

m 3 0,0294 кг/с.

Но с другой стороны

% S,

если учесть, что при площади S поперечного сечения S 0,4 м2 и скорости движения паров

m 0.0294 0024м/г V 3,07-0,4 ° 024 M/Cl

При среднем линейном размере системы 1 0,1 м, время одного цикла : исларение - по конденсации - испарение составит

10

f,L °-1 -42с Т V 0,024

а потребное минимальное количество жико- сти (изопентаиа) для осуществления теплообмену

15 G m т 0,0294 -4,2 0,123 кг.

Таким образом чтобы подогреть за 0,5 ч трубопровод с водой, масса которой составит 7,85 кг, потребуется 0,2 кг изопентана при температуре греющего трубопровода 28°С.

Формула изобретения

1. Устройство для обогрева трубопровода, транспортирующего застывающую среду, включающее теплоизоляционный кожух, в котором параллельнососновнымтрубопроводом проложен дополнительный греющий трубопровод, а между теплоизолированным кожухом и стенками основного и дополнительного трубопроводов образован канал для циркуляции теплоносителя, о т л и ч а ю щ е е-г

с я тем, что в качестве теплоносителя канал

частично заполнен жидкостью, температура кипения которой равна температуре транспортировки среды, при этом в канале выпол- нены перегородки вдоль трубопровода и в его поперечном сечении, образующие герметичные камеры.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что канал частично заполнен изо- пентаном.

Сущность изобретения: в теплоизоляционном кожухе параллельно с основным трубопроводом (ТП) проложен греющий ТП, Между кожухом и стенками ТП образован канал для циркуляции теплоносителя. В качестве теплоносителя канал частично заполнен жидкостью, температура кипения которой равна температуре транспортировки среды. В канале выполнены перегородки вдоль ТП и в его поперечном сечении, образующие герметичные камеры. Канал частично заполнен изопентаном. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.