專利名稱：大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)建設(shè)方法，特別是一種大管徑熱水管道 無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著我國城市建設(shè)和集中供熱事業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，高效、節(jié)能 的高溫?zé)崴芫W(wǎng)建設(shè)日益增多，同時(shí)供熱管網(wǎng)規(guī)模越來越大。而熱網(wǎng)規(guī)模 的擴(kuò)大，就要求其直埋供熱管道的管徑要足夠大，才能滿足規(guī)模日益擴(kuò)大
的供熱管網(wǎng)的供熱需求。因此在工程實(shí)踐當(dāng)中管徑在DN500以上管道直埋 敷設(shè)的情況很多。眾所周知，當(dāng)管道內(nèi)熱水溫度升高或降低時(shí)，鋼管會(huì)隨 之熱脹冷縮。管道安裝時(shí)必須考慮如何吸收因熱脹冷縮引起的熱伸長，以 保證管道不破壞。此外，為了避免在熱水輸送過程中的能量損失，熱水管 道敷設(shè)時(shí)需要保溫。保溫層應(yīng)適合管道敷設(shè)方式，具有足夠的強(qiáng)度和長期 的保溫效果，在運(yùn)行中不易破壞。
一般來說，地下敷設(shè)大管徑熱水管道的常規(guī)方法為管溝敷設(shè)，管溝結(jié) 構(gòu)形式為鋼筋混凝土或磚混結(jié)構(gòu)。管道安裝在管溝內(nèi)，鋼管焊接就位后外 包保溫層，管溝結(jié)構(gòu)能保護(hù)管道和保溫結(jié)構(gòu)不受外力和地下水的侵襲。管 溝內(nèi)的管道，在升溫降溫的循環(huán)工作過程中可以自由地?zé)崦浝淇s。對(duì)較長 距離敷設(shè)的熱水管道，為了限制管端總位移量不致過大，就需要用固定支 架將整個(gè)管道劃分為若干管段，每個(gè)管段分別設(shè)置補(bǔ)償器，吸收本管段的 熱伸長量。管徑DN600 DN1200的熱水管道， 一般情況固定支架間距為不 超過170米，兩個(gè)固定支架之間需設(shè)一個(gè)補(bǔ)償器。管溝敷設(shè)方法便于管道 檢查和維修，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工周期長、費(fèi)用較高、占用地下空間大。因 此如果能采用直埋敷設(shè)方式，將能有效節(jié)省施工周期和地下空間。然而我國現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程》CJJ/T
8卜98是建設(shè)部1999年發(fā)布實(shí)施的，該規(guī)程是我國唯一針對(duì)直埋敷設(shè)熱水 熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)敷設(shè)條件滿足規(guī)程規(guī)定時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)無補(bǔ)償直 埋敷設(shè)，但其采用的管道強(qiáng)度驗(yàn)算方法僅適用于直埋管道管徑《DN500的 情況。同時(shí)國外目前也沒有針對(duì)直埋熱力管道的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，只有歐洲區(qū)域 供熱管道廠商協(xié)會(huì)編制的《區(qū)域供熱手冊(cè)》，該手冊(cè)對(duì)管徑在DN500以上 的大管徑管道直埋敷設(shè)沒有詳細(xì)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和示例。
我國目前常見的針對(duì)管徑DN500以上大口徑、輸送溫度IO(TC以上高 溫?zé)崴艿赖闹甭穹笤O(shè)，多數(shù)設(shè)計(jì)采用有補(bǔ)償方式，少數(shù)設(shè)計(jì)采用預(yù)熱方 式。有補(bǔ)償敷設(shè)方法不進(jìn)行詳細(xì)的應(yīng)力分析，按照傳統(tǒng)熱力管溝的設(shè)計(jì)方 法，將管道劃分為一定長度的補(bǔ)償段，結(jié)果是固定支架和補(bǔ)償器的數(shù)量很 多， 一個(gè)補(bǔ)償段長度一般為幾十米。補(bǔ)償器的安裝方式主要有兩種， 一種 方式是采用常規(guī)型式的補(bǔ)償器，安裝在檢査室內(nèi)，需要建設(shè)檢査室，并及 時(shí)排除檢査室內(nèi)積水，保持補(bǔ)償器及保溫管端頭不被水浸泡；另一種方式 是采用直埋補(bǔ)償器，不建設(shè)檢查室，因補(bǔ)償器的作用是吸收管道變形，安 裝補(bǔ)償器處管道及保溫結(jié)構(gòu)必須斷開，地下水會(huì)接觸補(bǔ)償器的金屬部分造 成腐蝕，運(yùn)行人員不易及時(shí)檢查和發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。
由于補(bǔ)償器的壽命比鋼管短很多，因此有補(bǔ)償直埋敷設(shè)管道運(yùn)行時(shí)， 事故隱患多，需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)并更換補(bǔ)償器，工程投資和運(yùn)行維修成本 很咼。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是為了降低工程投資和運(yùn)行維修成本， 減少占用土地資源、節(jié)約建設(shè)和運(yùn)行中的能源消耗，消除補(bǔ)償器等管件的 事故隱患，提高供熱系統(tǒng)的可靠性，提供一種可以大量減少補(bǔ)償器和固定 支架在管道上使用的大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法，適用于公稱直徑在
DN600 DN1200之間的管道敷設(shè)，管道上不必在固定的間距內(nèi)安裝補(bǔ)償器 來吸收因熱水升溫引起的熱脹冷縮，在環(huán)境溫度下安裝管道不需要預(yù)熱，
本方法包括以下步驟
(1) 將供熱介質(zhì)溫度和管道內(nèi)壓力設(shè)定在一定范圍內(nèi)；
(2) 按照敷設(shè)路線確定直埋管道敷設(shè)深度并開挖溝槽；
(3) 將溝槽的底部夯實(shí)找平；
(4) 在工廠加工預(yù)制直埋保溫管；
(5) 將預(yù)制直埋保溫管安放入溝槽內(nèi)；
(6) 將各段預(yù)制直埋保溫管相互連接，不必在固定的間距內(nèi)安裝補(bǔ)
償器；
(7) 溝槽回填。
其中步驟(1)設(shè)定的范圍應(yīng)控制在供熱介質(zhì)溫度在50 135'C之間、 管道內(nèi)壓力在0.1 2.5 MPa之間。
其中步驟(4)預(yù)制直埋保溫管包括直管管件、彎管管件和彎頭管件； 所述預(yù)制直埋保溫管采用在鋼制管道外表面上設(shè)置保溫層和外護(hù)層的方 式，并且鋼制管道與其保溫層、外護(hù)層緊密結(jié)合為一體，使保溫層可隨鋼 制管道同步熱脹冷縮。
其中步驟(6)中預(yù)制直埋保溫管連接的方法采用鋼制管道焊接方式， 并在焊接完成后在未保溫部位裝設(shè)一接口套袖，在接口套袖內(nèi)填充接口保溫層。
步驟(7)回填溝槽在環(huán)境溫度下進(jìn)行，回填前管道不需要預(yù)熱，操 作時(shí)在管道周圍回填砂或過篩的細(xì)土，并分層夯實(shí)。
本發(fā)明的有益效果是
1.管道上不必在固定的間距內(nèi)安裝補(bǔ)償器來吸收因熱水升溫引起的 熱脹冷縮，在環(huán)境溫度下安裝管道不需要預(yù)熱，管道敷設(shè)方法簡單，占用空間小，施工周期短，工程投資低。
2. 管道上附件數(shù)量少，保溫管外護(hù)層斷點(diǎn)少，管道防水、防腐性能好，
使用壽命長；同時(shí)運(yùn)行中管道熱損失小，節(jié)約能源。
3. 在管道上很少設(shè)置補(bǔ)償器、固定支架、檢査室，減少了供熱管網(wǎng)事 故隱患，日常維護(hù)工作量小，運(yùn)行管理費(fèi)用低，提高供熱可靠性。


以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的橫斷面示意圖。 圖2是本發(fā)明管道接口敷設(shè)示意圖。
圖中l(wèi).預(yù)制直埋保溫管，2.鋼制管道，3.保溫層，4.外護(hù)層，5.接 口保溫層，6.接口套袖，7.溝槽，8.回填土
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一
如圖1、 2所示，本發(fā)明一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法，
采用的主干線管徑為DN1000，敷設(shè)方法包括以下步驟
(1) 設(shè)定供熱介質(zhì)溫度為13(TC，管道內(nèi)壓力為2.2MPa;
(2) 根據(jù)沿線地下交叉管線情況確定直埋管道敷設(shè)深度，溝槽7開 挖深度約為3. 5 4. 5 m;直埋管道指由多根預(yù)制直埋保溫管1連接的整個(gè) 管系；
(3) 將溝槽7的底部夯實(shí)找平，如果土質(zhì)軟硬不一致則需要處理， 使底部承載能力不致相差過大；
(4) 在工廠加工預(yù)制直埋保溫管1，預(yù)制直埋保溫管1由鋼制管道2、 保溫層3、外護(hù)層4組成，預(yù)制直埋保溫管1包括直管管件、彎管管件和 彎頭管件。鋼制管道2采用低碳鋼制成，保溫處理采用在鋼制管道2外表 面上設(shè)置保溫層3和外護(hù)層4的方式，并且鋼制管道2與其保溫層3、外 護(hù)層4緊密結(jié)合為一體，使保溫層3、外護(hù)層4可隨鋼制管道2同步熱脹
7冷縮；保溫層3的材料采用聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料，其壓縮強(qiáng)度為0. 3 MPa 0.7MPa;外護(hù)層4的材料采用高密度聚乙烯塑料。
(5) 將預(yù)制直埋保溫管1放入溝槽7內(nèi)；
(6) 將各段預(yù)制直埋保溫管1相互連接鋼制管道2的連接方式為 焊接方式；焊接完成后在未保溫部位裝設(shè)一接口套袖6并與外護(hù)層4密封 粘接；在接口套袖6內(nèi)填充接口保溫層5。所述接口保溫層5材料與保溫 層3材料相同，采用聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料；接口套袖6使用的材料與外護(hù) 層4的材料相同，采用高密度聚乙烯塑料，并與外護(hù)層4緊密粘接。在本 實(shí)施例中，接口保溫層5采用聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡的工藝完成，接口套袖6與 外護(hù)層4采用電熱熔焊粘接。
本實(shí)施例中直線段可以直接將DN1000管徑的預(yù)制直埋保溫管連接， 不用設(shè)置補(bǔ)償器和固定支架。
當(dāng)敷設(shè)時(shí)遇到有轉(zhuǎn)彎的路線時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)彎的角度采用以下三種方式進(jìn) 行轉(zhuǎn)彎處理
①70。 90°轉(zhuǎn)角，根據(jù)管道埋設(shè)深度、直管段長度，采用彎曲半徑 3 5倍鋼管管徑的彎頭管件；
(2)1° 5°轉(zhuǎn)角，根據(jù)管道埋設(shè)深度，采用彎曲半徑3 5倍鋼管管 徑的彎管管件；
G)O。 1°轉(zhuǎn)角，利用直管管件本身具有的彈性，現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)時(shí)可完成 小角度轉(zhuǎn)彎。
(7) 管道在環(huán)境溫度下進(jìn)行溝槽7回填，在本實(shí)施例中采用過篩的 回填土8，回填時(shí)分層夯實(shí)至地面道路結(jié)構(gòu)層，恢復(fù)路面。
實(shí)施例二
采用的主干線管徑為DN800，敷設(shè)方法同實(shí)施例一的步驟，其中，供 熱介質(zhì)設(shè)定為7(TC，管道內(nèi)壓力為0. 8MPa;在工廠加工預(yù)制直埋保溫管1， 鋼制管道2采用低碳鋼材料制作，包括直管管件、彎管管件和彎頭管件，直管管件長度一般為6 12米，彎管管件和彎頭管件按照設(shè)計(jì)尺寸預(yù)制； 將鋼制管道2、保溫層3和外護(hù)層4預(yù)制為整體結(jié)構(gòu)，保溫層3采用壓縮 強(qiáng)度不小于0. 3MP的聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料。
本發(fā)明一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法，管道上不必在固定 的間距內(nèi)安裝補(bǔ)償器來吸收因熱水升溫引起的熱脹冷縮，在環(huán)境溫度下安 裝管道不需要預(yù)熱，管道敷設(shè)方法簡單，占用空間小，施工周期短，工程 投資低，也減少了供熱管網(wǎng)事故隱患，日常維護(hù)工作量小，運(yùn)行管理費(fèi)用 低，提高供熱可靠性。同時(shí)由于管道上附件數(shù)量少，保溫管外護(hù)層斷點(diǎn)少， 因此管道防水、防腐性能好，使用壽命長，在運(yùn)行中管道熱損失小，節(jié)約 能源。
權(quán)利要求
1. 一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法，適用于公稱直徑在DN600～DN1200之間的管道敷設(shè)，其特征在于本方法包括以下步驟(1)將供熱介質(zhì)溫度和管道內(nèi)壓力設(shè)定在一定范圍內(nèi)；(2)按照敷設(shè)路線確定直埋管道敷設(shè)深度并開挖溝槽；(3)將溝槽的底部夯實(shí)找平；(4)在工廠加工預(yù)制直埋保溫管；(5)將預(yù)制直埋保溫管安放入溝槽內(nèi)；(6)將各段預(yù)制直埋保溫管相互連接；(7)溝槽回填。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法， 其特征在于所述步驟(1)設(shè)定的范圍應(yīng)控制在供熱介質(zhì)溫度在50 135 。C之間、管道內(nèi)壓力在0.1 2.5MPa之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法， 其特征在于所述步驟(4)預(yù)制直埋保溫管包括直管管件、彎管管件和 彎頭管件；所述預(yù)制直埋保溫管采用在鋼制管道外表面上設(shè)置保溫層和外 護(hù)層的方式，并且鋼制管道與其保溫層、外護(hù)層緊密結(jié)合為一體，使保溫 層可隨鋼制管道同步熱脹冷縮。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法， 其特征在于所述保溫層材料采用聚氨酯硬質(zhì)泡沬塑料制成，所用聚氨酯 硬質(zhì)泡沫塑料的壓縮強(qiáng)度為0.3MPa 0.7MPa。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法， 其特征在于所述外護(hù)層材料采用高密度聚乙烯塑料或玻璃鋼制成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法， 其特征在于所述步驟(6)中預(yù)制直埋保溫管連接的方法采用鋼制管道焊接方式，并在焊接完成后在未保溫部位裝設(shè)一接口套袖，在接口套袖內(nèi) 填充接口保溫層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法， 其特征在于所述接口保溫層材料與預(yù)制直埋保溫管保溫層材料相同，所 述接口套袖使用的材料與預(yù)制直埋保溫管外護(hù)層材料相同，并與外護(hù)層緊 密粘接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法， 其特征在于所述步驟(5)中安放管道包括安放直線段管道和轉(zhuǎn)彎段管 道，其中轉(zhuǎn)彎段管道的安放處理分為如下三個(gè)方式-①70。 90°轉(zhuǎn)角，根據(jù)管道規(guī)格、埋設(shè)深度、直管段長度，采用彎 曲半徑1.5 5倍鋼管管徑的彎頭管件;⑦T 5°轉(zhuǎn)角，根據(jù)管道規(guī)格、埋設(shè)深度，采用彎曲半徑1 5倍 鋼管管徑的彎管管件；G)0° 1°轉(zhuǎn)角，利用直管管件本身具有的彈性，現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)時(shí)可完成 小角度轉(zhuǎn)彎。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法， 其特征在于所述步驟(7)回填溝槽在環(huán)境溫度下進(jìn)行，操作時(shí)在管道 周圍回填砂或過篩的細(xì)土，并分層夯實(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大管徑熱水管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)方法，包括以下步驟(1)將供熱介質(zhì)溫度和管道內(nèi)壓力設(shè)定在一定范圍內(nèi)；(2)按照敷設(shè)路線確定直埋管道敷設(shè)深度并開挖溝槽；(3)將溝槽的底部夯實(shí)找平；(4)在工廠加工預(yù)制直埋保溫管；(5)將預(yù)制直埋保溫管安放入溝槽內(nèi)；(6)將各段預(yù)制直埋保溫管相互連接，不必在固定的間距內(nèi)安裝補(bǔ)償器；(7)在環(huán)境溫度下回填溝槽，回填前管道不需要預(yù)熱。本發(fā)明管道敷設(shè)方法簡單，管道上不必在固定的間距內(nèi)安裝補(bǔ)償器來吸收因熱水升溫引起的熱脹冷縮，減少了供熱管網(wǎng)事故隱患，日常維護(hù)工作量小，同時(shí)防水、防腐性能好，熱損失小，使用壽命長，施工周期短，工程投資低，適用于公稱直徑在DN600～DN1200之間的管道敷設(shè)。
文檔編號(hào)F16L1/036GK101457854SQ200710179229
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月11日
發(fā)明者馮繼蓓 申請(qǐng)人:北京市煤氣熱力工程設(shè)計(jì)院有限公司