[发明专利]复合保温管道

说明书

本发明公开了一种复合保温管道，包括管道主体、内衬管、支撑环、内保温层和外保温层，内衬管套设在管道主体内部，内衬管上设置有多个衡压孔；多个支撑环间隔套设在内衬管的外壁上，支撑环的外边缘与管道主体的内壁接触；内保温层设置在相邻的两个支撑环之间，用于填充内衬管和管道主体之间的空间；外保温层套设在管道主体外侧。本公开的技术方案通过在管道本体内设置比热小的内保温层，可以做到管道在常温下启动时，热能损失少，达到热平衡所需时间短，热响应速度快，尤其适合长距离运输管道，降低了投入成本和运行成本，延长使用寿命。

技术领域

本公开涉及保温管技术领域，具体涉及一种复合保温管道。

背景技术

管道在石油天然气、化工企业、发电厂等行业被广泛应用于输送流体，管道的保温能有效保证输送流体温度，同时减少管道的运行成本。另外，在航空发动机、燃气轮机部件试验台领域，以燃烧室试验台为例，按照燃烧室进口空气的变化特征，其压力、温度呈大幅度变化，目前温度最高达800℃，压力从常压至5MPa，而承担空气输运功能的管道则需快速响应，一方面期望缩短从启机到达到热平衡的周期，另一方面从工况变化需求角度期望按照变工况要求快速响应。

对应用于高温环境(高于600℃)下的压力管道，一般金属材料随着温度的升高，其抗拉强度迅速下降，因此，高温高压(3～10MPa)管道一般选用价格昂贵的高温合金材料制成，但还是存在诸多待解决和优化的问题：

(1)常规外保温管道在常温下启动时，由于金属管道材料的体积比热大，使得管道在常温下启动达到热平衡所需时间长，管道变工况时的动态热响应速度慢，且在同工况下，管道输送距离越长，管道的热平衡时间越长，动态热响应速度越慢；

(2)对于工作温度较高的管道，为了避免管道升温速率过大所带来的一系列热应力危害，设备管道启动前往往进行一段时间的预热，预热过程使得设备管道启动前耗时长，动态热响应速度慢，同时额外增加一定的预热运行成本；

(3)常规外保温管道的金属管道主体直接与管内流体接触，进行强制对流换热，且金属材料导热系数较大，导致常规外保温管道的金属管道迅速吸热升温，其带来的直接影响是，在达到热平衡前管道出口气流温度较低；同时金属管道主体沿轴向的温度梯度也较大，热应力较大，对金属管道主体损害较大，影响使用寿命；

(4)对于长距离的高温高压管道，采用高温合金作为管道材料，使得整个管线投资成本大；同时管道稳态下的工作温度与管内流体温度基本相同，管道所需考虑的热膨胀补偿大，成本较高；

(5)管道在稳定运行下，管道材料的工作温度与管内流体温度基本相同，设备的频繁启停导致其温度由常温升至工作温度，再由工作温度降低至常温，或是管道的变工况等，频繁大幅度的升温和降温易导致管道出现热疲劳，甚至裂纹，影响管道使用寿命。

发明内容

现有技术中，常规外保温管道在常温下启动，达到热平衡所需时间长，动态热响应速度慢，投入成本高，此外，预热工序额外增加运行成本，同时，频繁大幅度的升温和降温易导致管道出现热疲劳，甚至裂纹，影响管道使用寿命。鉴于上述缺陷，本公开提供一种用于高温高压下的符合保温管道结构，采用内外复合保温结构，管道在常温下启动所需的热平衡时间短，变工况热响应速度快，保温效果好，同时降低了对金属管道主体材料的耐温要求，提高了管道的使用寿命。

为了实现上述目的，本公开提供如下技术方案。

一种复合保温管道，包括管道主体、内衬管、支撑环、内保温层和外保温层。

所述内衬管，套设在所述管道主体内部，所述内衬管上设置有多个衡压孔。

所述支撑环，多个所述支撑环间隔套设在所述内衬管外壁上，所述支撑环的外边缘与所述管道主体的内壁接触。

所述内保温层，设置在相邻的两个所述支撑环之间，用于填充所述内衬管和所述管道主体之间的空间。