[實(shí)用新型]熱力管道埋于多年凍土基礎(chǔ)的制冷結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420078039.0
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN203795413U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喻文兵;陳琳;劉偉博;易鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
• 主分類號: E02D3/115
• 分類號: E02D3/115;E02D27/35
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種埋地?zé)崃艿蓝嗄陜鐾粱A(chǔ)制冷結(jié)構(gòu)，以維持高溫?zé)崃艿蓝嗄陜鐾粱A(chǔ)的穩(wěn)定。

背景技術(shù)

多年凍土在我國廣泛分布，約占國土陸地面積的22.3%。多年凍土區(qū)管道在修建、運(yùn)營過程中，凍土基礎(chǔ)溫度升高，從而造成凍土融化，基礎(chǔ)下沉，管道安全受到威脅。現(xiàn)有的措施是由美國阿拉斯加最早使用的熱樁技術(shù)，施工不便且成本較高。我國有兩條位于多年凍土區(qū)的石油管道受到基礎(chǔ)融化的威脅。擬新建的格-拉輸油管道面臨同樣的問題。因此，研發(fā)一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，施工方便且易于維護(hù)的管道基礎(chǔ)制冷結(jié)構(gòu)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述，本實(shí)用新型的目的在于提供一種熱力管道埋于多年凍土基礎(chǔ)的制冷結(jié)構(gòu)。制冷結(jié)構(gòu)為U型通風(fēng)管，利用U型通風(fēng)管對管道下方基礎(chǔ)進(jìn)行制冷，同時利用風(fēng)門開啟和關(guān)閉來加強(qiáng)制冷效果，另外利用隔熱持力層削弱管道和凍土基礎(chǔ)間的相互熱交換，以實(shí)現(xiàn)熱力管道下部多年凍土基礎(chǔ)穩(wěn)定和減少管道內(nèi)溫降的目的。

本實(shí)用新型的目的是通過以下措施來達(dá)到：

一種熱力管道埋于多年凍土基礎(chǔ)的制冷結(jié)構(gòu)，是由自動風(fēng)門、填土、喇叭型連接管、天然地表、管道、U型通風(fēng)管和持力隔熱層組成。在凍土上限上，設(shè)置U型通風(fēng)管，喇叭型連接管連通U型通風(fēng)管，U型通風(fēng)管管口安放自動風(fēng)門，U型通風(fēng)管內(nèi)置有熱力管道，在U型通風(fēng)管和熱力管道間設(shè)置持力隔熱層，喇叭型連接管底部墊有填土；風(fēng)門由彈簧，磁性材料，風(fēng)門傾角，防銹合頁，門板，密封墊圈構(gòu)成，U型通風(fēng)管管口與橢圓形門板之間用防銹合頁連接，門板上置有磁性材料與彈簧，彈簧居于U型通風(fēng)管管口與門板之間，門板周邊裝有密封墊圈。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果是：

1、U型通風(fēng)管圍繞管道，可對管道作用范圍內(nèi)的凍土基礎(chǔ)進(jìn)行降溫，維持基礎(chǔ)穩(wěn)定；

2、喇叭型進(jìn)風(fēng)口和自動關(guān)閉風(fēng)門可以強(qiáng)化冬季制冷效果；

3、持力隔熱層起到支撐管道的作用；同時可減少管道內(nèi)熱量向下傳遞，對維持凍土基礎(chǔ)穩(wěn)定有利；

4、持力隔熱層可減少通風(fēng)管內(nèi)的熱量對熱力管道的影響，對熱力管道安全運(yùn)營有利。

附圖說明

圖1?為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)橫斷面圖。

圖2?為自動風(fēng)門橫斷面圖。

圖3?為自動風(fēng)門門板平面圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-3所示，一種熱力管道埋于多年凍土基礎(chǔ)的制冷結(jié)構(gòu)，是由自動風(fēng)門1、填土2、喇叭型連接管3、天然地表4、管道5、U型通風(fēng)管6和持力隔熱層8組成。在凍土上限7上設(shè)置U型通風(fēng)管6，喇叭型連接管3連通U型通風(fēng)管6，U型通風(fēng)管管口安放自動風(fēng)門1，U型通風(fēng)管6內(nèi)置有熱力管道5，在U型通風(fēng)管6和熱力管道5間設(shè)置持力隔熱層8，持力隔熱層8為stp保溫板。喇叭型連接管3底部墊有填土2，自動風(fēng)門1由彈簧9，磁性材料10，防銹合頁12，門板13，密封墊圈14構(gòu)成。U型通風(fēng)管管口與橢圓形門板13之間用防銹合頁12連接，門板13上置有磁性材料10與彈簧9，磁性材料10為磁條，彈簧9居于U型通風(fēng)管管口與門板13之間，門板13周邊裝有密封墊圈14。

為了避免冬季積雪封堵風(fēng)門，在施工中，填土2將管口風(fēng)門1抬高30cm。連接管喇叭型管口直徑50cm，U型通風(fēng)管6直徑30cm。管道5底部距離U型通風(fēng)管6頂部30cm。在縱向方向，U型通風(fēng)管6間的間距為90cm。埋深1.8m。

為減少風(fēng)門門板13自重，采用硬質(zhì)聚氨酯板，其密度為35kg/m³，導(dǎo)熱系數(shù)為0.018W/m.k，同時在門板長軸15方向貼磁條作為磁性材料10產(chǎn)生磁性時提供吸力介質(zhì)。門板的重力距為0.69N·m。

自動風(fēng)門設(shè)計(jì)滿足如下力學(xué)條件：

彈簧拉力距M_o（F）、門板重力力矩M_o（G）、磁力矩M_o（W）

M_o（W）>M_o（F）>M_o（G）???????????????……1

根據(jù)公式1?M_o（W）>M_o（F）>M_o（G），選用彈簧（9）（彈力距0.7?N·m）和磁性材料（10）（磁力距1.0?N·m）。

冷季，氣溫降低。當(dāng)溫度低于0℃時，磁性材料10變?yōu)閺?qiáng)磁的鐵磁材料，將門板13拉到地面水平位置保持打開狀態(tài)，自動風(fēng)門開啟，U型通風(fēng)管管口與門板13之間的傾角11為60°-65°，冷空氣進(jìn)入U型通風(fēng)管6，對基礎(chǔ)制冷；暖季，氣溫升高。溫度大于0℃時，磁性材料10變?yōu)轫槾攀ゴ判裕T板13在彈簧9拉力作用下關(guān)閉U型通風(fēng)管管口，密封墊圈14保證風(fēng)門關(guān)閉嚴(yán)實(shí)，熱風(fēng)不能進(jìn)入U型通風(fēng)管6。自動風(fēng)門關(guān)閉，阻止U型通風(fēng)管與空氣進(jìn)行能量交換。通過這兩個過程實(shí)現(xiàn)冷能有效收儲，達(dá)到維持凍土基礎(chǔ)穩(wěn)定的目的。