[實用新型]一種用于保護埋地天然氣管道的熱管組件

有效

• 申請號: 200920105667.2
• 申請日: 2009-02-06
• 公開（公告）號: CN201364061Y
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 曲偉;袁達忠
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 王 勇

技術領域

本實用新型涉及天然氣管道傳輸中的凍脹問題，特別涉及對管道天然氣傳輸過程中埋地管線的凍脹問題。

背景技術

天然氣管道輸送是保證工業化正常生產、城市日常生活不可或缺的主要天然氣輸送方式。在天然氣傳輸過程中，天然氣經過分輸調壓裝置后，會在節流處快速膨脹從而使得傳輸管道內的壓力急劇降低，由于天然氣在極短時間內來不及與外界發生熱交換，因此天然氣的溫度也會隨之急劇降低。據統計，管道壓力每降低1兆怕，天然氣的溫度就會降低4至5攝氏度，造成分輸管線一直在零攝氏度以下低溫運行，從而發生凍脹現象。發生凍脹現象的埋地天然氣管道會造成附近地面隆起、調壓閥的閥體離開閥座、管道在應力作用下變形、法蘭連接處泄漏等問題，嚴重威脅站場的安全運行，給天然氣傳輸帶來了隱患。

對埋地天然氣管道的凍脹防治研究已經進行了多年，在現有技術中也存在一些用于解決凍脹現象的方法，但這些方法都存在各自的缺點，具體如下：

1、換土、防水或排水的方案。換土、防水或排水的方案是現有技術中的常見方案，這些方案都是通過減少土壤中的水分來降低發生凍脹現象的可能。但這些方案在實現時并不能徹底地解決土壤中的水分問題，因而并不能夠完全防止凍脹現象的發生。此外，當天然氣管道埋藏地區的地下水位較高時，還可能會因為水分的遷移而使得凍脹過程不斷惡化。

2、管溝方案。管溝方案是指將天然氣管道周圍的土壤掏空，砌成防水水泥管溝，并在管溝內安裝燃氣探測裝置。管溝方案使得天然氣管道處于架空方式，與周圍的土壤相隔離，因而常被用于解決熱交換量大的站場附近管道的土壤凍脹問題。但這種方案并沒有對天然氣管道進行熱補償，因此站場外與土壤接觸的天然氣管道仍然會吸收土壤的熱量，從而造成土壤的凍脹。此外，由于管溝方案中的天然氣管道與大氣直接接觸，使得危險性加大；而管溝方案中管道布設、維護成本又較高，因此，不受到國際輸氣管道設計規范的推薦。

3、在天然氣管道的調壓閥前添加電加熱器的方案。要實現該方案不僅需要動火割管，而且加熱功率需要補充基礎數據的重新計算。其中的動火割管是指布置加熱面時需要與天燃氣管相耦合，在有些點還需要對管道做切割、焊接，使天燃氣管道與加熱面耦合。而加熱功率需要補充基礎數據是指為保證天然氣在經過調壓撬后溫度降低不低于凍脹起始溫度很多，從而避免管道周圍的土壤發生凍脹，所需要提供的加熱功率。采用這種方案的缺點是：

a、會造成天然氣管道的停工，損失巨大；

b、加熱過程中的最小加熱量是不確定量，即使采用固定的加熱方式也可能造成能源的巨大浪費，與節約型、環保型的國策大前提不一致；

c、發生凍脹的時間很難把握，因此合適的加熱時間很難控制。

4、采用換土、防水和排水的同時對管道進行保溫的方案。在該方案中，先對天然氣管道周圍的土壤進行更換，然后實施防水和排水方案，最后對天然氣管道進行保溫。但換土、防水和排水的同時對管道進行保溫畢竟是短期、臨時性的預防凍脹措施。這些方法沒有真正實現治理凍脹，未能對管道周圍的土壤進行溫度和水分的控制，同時保溫層內的水分分布要高于土壤中水分分布，因此在一些誘導因素(例如天氣、天然氣入口溫度、質量流量波動等)的作用下，很容易出現天然氣管道周圍土壤的凍脹，一旦出現凍脹現象，保溫層內的水分會使危害程度加重。

由上述說明可以看出，現有的各個方案都存在各自的缺點，若能提供一種在成本、節能高效、環保、易于維護等各個方面都具有良好效果的方案，則在實際應用中具有重要意義。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有的凍脹現象解決方法存在各自的缺點，凍脹現象解決效果不佳的缺陷，從而提供一種用于保護埋地天然氣管道的熱管組件。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種用于保護埋地天然氣管道的熱管組件，包括多個熱管，所述熱管上端彎曲、下端垂直，中部具有連接上下兩端的延伸部分；所述熱管的兩頭封閉，內部呈中空狀，在所述熱管內封裝有用于傳熱的流體工質。

上述技術方案中，所述的多個熱管包括底側熱管、上側熱管以及中側熱管；其中，

所述底側熱管、上側熱管以及中側熱管的延伸部分具有不同的長度。

上述技術方案中，所述底側熱管、中側熱管、上側熱管的延伸部分的長度依次變大。

上述技術方案中，在所述熱管的管壁外還包括防腐涂層。

上述技術方案中，在所述防腐涂層外還包括防腐涂層保護層。

上述技術方案中，所述熱管上端的彎曲部分與水平方向呈一個仰角狀。