用于输送高温气体的管道的制作方法

本申请涉及高温介质的传输，具体而言，涉及一种用于输送高温气体的管道。

背景技术：

本实用新型的技术方案的应用场景包含火力发电厂的四大管道：主蒸汽管道，热再热蒸汽管道，冷再热蒸汽管道，主给水管道，但不限于此。本实用新型也可以应用于温度低于800℃的其他管道系统。

电力及化工等领域涉及的设备和蒸汽热力管网众多，目前对这些设备和管道的保温主要采用岩棉、硅酸铝、玻璃丝绵等传统保温材料。为了连接方便，用于输送高温流体的管道通常都是采用法兰进行连接的。用法兰盘连接管道虽然便于管道的连接，但是在管道连接后，由于法兰的外径要高出管道外径许多，因此在铺设保温材料时会变得非常困难。如果不能对法兰盘进行有针对性的处理，会大大影响管道保温的效果。

此外，传统的保温材料的保温效果较差，特别是保温效果随环境条件而呈现明显衰减，保温时效性低，因此迫切需要开发新型的保温材料，从而最大限度地节省成本、降低热损和煤耗。

在火力发电厂中的四大管道中，主蒸汽管道运行温度为580～600℃，热再热蒸汽管道运行温度为608℃，冷再热蒸汽管道运行温度为515℃，主给水管道运行温度为297.7℃。对于这样的管道设备的保温材料的应用既要能够抵抗管道的高温，又要能够防水耐腐蚀、使用寿命长。

在传统的保温材料中，由于材料本身的自重，材料结构松散，极易出现保温材料下沉的状况。再者，在火力发电厂的管道中，由于蒸汽管道常年处于高温高压的状态，保温材料处于潮湿环境下，往往几年之后，原有的保温材料就失去了效用。

常用的保温材料有硅酸盐材料、以及绝热纤维材料等，但是以上材料各有各自的缺点。

硅酸盐保温材料具有优良的保温隔热性能，其耐热程度好，在800℃以下均可使用，并且其价格便宜，所需成本低。但是其导热系数偏高，并不是良好的管道保温材料。并且硅酸盐保温材料不耐水，易溶于水，热稳定性差其使用寿命也较短仅有3～8年。并且其价格便宜、成本低。

绝热纤维保温材料的优点是，价格便宜、成本低。但是其具有导热系数较高，不耐高温的缺点，在高于400℃其结构极易损坏。并且其不耐水，憎水性差，不仅表面容易附着水分，并且也内部也容易吸收水分；在使用过程中含粘合剂，热稳定性差；在防火性能方面其易燃，不适用于高温的保温环境；并且厚度较厚，占空间较大。再者其使用寿命仅有3-8年(如果吸水以后，其寿命更受影响)，就以上这些方面，大大限制了绝热纤维保温材料的应用范围。

这两种材料各有优缺点，单独的将其应用火力发电厂的管道系统的保温都不可能实现火力发电厂的要求。针对上述电力管道系统保温性能差和使用寿命短问题，单纯使用一种绝热材料，并不能达到火力发电厂管道保温效果稳定长久持续，安全性能高，耐腐蚀，防水性能好的目标。在以往的记载之中尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了用于输送高温气体的管道，以至少解决电力管道系统保温性能差和使用寿命短的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于输送高温气体的管道。管道包括：输送管以及位于输送管两端的法兰。管道还包括：围绕输送管设置的多个环状隔离件；以及覆盖法兰和环状隔离件而设置的保温材料复合层。其中，多个环状隔离件由硅酸盐材料形成，沿输送管的轴向方向非连续设置，并且多个环状隔离件之间形成空气间隙。其中，多个环状隔离件的外径与法兰的外径一致。保温材料复合层从所述环状隔离件起由内向外依次包括：包括多个介孔的第一绝热纤维材料层；第一硅酸盐材料层；以及第一纳米孔绝热材料层。

可选地，绝热纤维材料层的厚度为40～50mm、第一硅酸盐材料层的厚度为50～70mm和/或第一纳米孔绝热材料层厚度为20～30mm。

可选地，从第一纳米孔绝热材料层起由内向外还包括：第二硅酸盐材料层、第二绝热纤维材料层以及第二纳米孔材料层。

可选地，第二硅酸盐材料层的厚度为50～70mm、第二绝热纤维材料层的厚度为40～50mm和/或第一纳米孔绝热材料层厚度为20～30mm。

可选地，第一绝热纤维材料层和第二绝热纤维材料层为玻璃棉材料层或者岩棉材料层。

可选地，在输送管与环状隔离件之间还设置有减震材料层。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种用于火力发电厂的管道系统，所述管道系统包括：主蒸汽管道、热再热蒸汽管道、冷再热蒸汽管道以及主给水管道。其中，主蒸汽管道、热再热蒸汽管道以及冷再热蒸汽管道中的至少一个为以上任意一项所述的管道。

在本实用新型中，由于采用了环状隔离件，并且环状隔离件的外径与法兰的外径一致，因此可以覆盖环状隔离件和法兰覆盖保温材料复合层。从而，使得法兰能够充分地得到保温材料复合层的覆盖，保温效果优良。

此外，在本实用新型的实施方式中采用了纳米孔绝热材料。其中，纳米孔绝热材料具有超低的导热系数，热能不易流失。纳米孔结构稳定，绝热稳定性好。纳米孔绝热材料防水性能好，产品整体憎水，吸水率<0.6％。纳米孔绝热材料具有超高安全性，防火等级为A级。此外，纳米孔绝热材料具有超高使用寿命，能持续使用20年以上，与应用管道寿命近似。纳米孔绝热材料的制备采用绿色无机工艺，具有环保、无毒、无短纤维飘落和极低的有机物残留和燃烧热值等特点。纳米孔绝热材料还具有抗拉、抗震、隔音的特点，能够有效避免运输、施工、使用过程的结构破坏。但是，纳米孔绝热材料也存在价格昂贵，成本高的缺点，在很大程度上限制了纳米孔绝热材料的广泛应用。因此本实用新型中采用了价格便宜的硅酸盐材料层和绝热纤维材料层，由于其价格便宜，因此便于降低施工成本。并且由于在硅酸盐材料层和绝热纤维材料层之外设置了纳米孔绝热材料层，又使得硅酸盐材料层和绝热纤维材料层能够得到纳米孔绝热材料层的保护，从而实现了复合层中各个层的优势互补。

综上所述，申请人通过在输送管上设置所述环状隔离件，从而使得法兰能够充分得到保温材料复合层的覆盖，增强了保温效果。并且通过将以上各材料层进行结合构成复合材料层，从而使得各个材料层之间优势互补，在改善了保温层的隔热性、耐高温性、防水性、防火性以及使用寿命的同时，降低了产品的成本。从而解决了电力管道系统保温性能差和使用寿命短等技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型的实施例所述的用于输送高温气体的管道的示意图；

图2和图3示出了是根据本实用新型实施例所述的用于输送高温气体的管道的横截面图；

图4示出了根据本实用新型实施例所述的管道的保温材料复合层的结构图；以及

图5示出了根据本实用新型实施例所述的管道的保温材料复合层的进一步改进例的结构图。

附图标记说明：

1：输送管；12：法兰；13：环状隔离件；14：空气间隙；2：减震层； 3：第一绝热纤维材料层；4：第一硅酸盐材料层；5：第一纳米孔绝热材料层；6：第二硅酸盐材料层；7：第二绝热纤维材料层；8：第二纳米孔材料层；9：保温材料复合层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

首先，在对本申请实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：

介孔，是指孔径介在2～50nm的孔。

图1示出了根据本实用新型的实施例所述的用于输送高温气体的管道的示意图。图2和图3分别示出了用于输送高温气体的管道的横截面图。

参考图1至图3所示，本实用新型实施例1提供了一种用于输送高温气体的管道，所述管道包括：输送管1以及位于输送管1两端的法兰12。管道还包括：围绕所述输送管1设置的多个环状隔离件13；以及覆盖所述法兰12和所述环状隔离件13而设置的保温材料复合层9。所述多个环状隔离件13由硅酸盐材料形成，沿所述输送管1的轴向方向非连续设置，并且所述多个环状隔离件13之间形成空气间隙14。其中，所述多个环状隔离件13的外径与所述法兰12的外径一致。

参考图1至图3所示，由于采用了环状隔离件13，并且环状隔离件 13的外径与法兰12的外径一致，因此可以覆盖环状隔离件13和法兰12 覆盖保温材料复合层9。从而，使得法兰12能够充分地得到保温材料复合层9的覆盖，保温效果优良。并且，由于环状隔离件13非连续地设置，因此节省了材料成本，并且环状隔离件13之间形成空气间隙14，从而有利于减少管道的热损失。

此外，参考图4所示所述保温材料复合层9从所述环状隔离件13起由内向外依次包括：包括多个介孔的第一绝热纤维材料层3；第一硅酸盐材料层4；以及第一纳米孔绝热材料层5。从而，通过将纳米孔绝缘材料层、硅酸盐材料层以及绝热纤维材料层的结合，从而利用纳米孔绝热材料的防水性，避免硅酸盐材料层和绝热纤维材料层受到湿气和水汽的侵害。同时利用了纳米孔绝热材料的防水和防火性，避免硅酸盐材料层和绝热纤维材料层在火电厂等环境的使用中由于意外而被点燃的风险。

综上所述，申请人通过在输送管上设置所述环状隔离件，从而使得法兰能够充分得到保温材料复合层的覆盖，增强了保温效果。并且通过将以上各材料层进行结合构成复合材料层，从而使得各个材料层之间优势互补，在改善了保温层的隔热性、耐高温性、防水性、防火性以及使用寿命的同时，降低了产品的成本。从而解决了电力管道系统保温性能差和使用寿命短等技术问题。可选地，绝热纤维材料层3的厚度为40～50mm、第二硅酸盐材料层4的厚度为50～70mm和/或第一纳米孔绝热材料层5的厚度为 20～30mm。

可选地，从第一纳米孔绝热材料层起由内向外还包括：第二硅酸盐材料层6、第二绝热纤维材料层7以及第二纳米孔材料层8。从而通过第二硅酸盐材料层6、第二绝热纤维材料层7以及第二纳米孔材料层8的设置，本实用新型能够更好地实现保温效果。其中，第二硅酸盐材料层6和第二绝热纤维材料层7的价格便宜，保温效果好，但是其不耐水汽，因此设置于第二纳米孔材料层8之内，从而利用了第二纳米孔材料层8的特性保护第二硅酸盐材料层6和所述第二绝热纤维材料层不会因为环境原因而受到损害或寿星缩短。可选地，第二硅酸盐材料层6的厚度为50～70mm、第二绝热纤维材料层7的厚度为40～50mm和/或第二纳米孔绝热材料层8厚度为20～30mm。

可选地，第一绝热纤维材料层和第二绝热纤维材料层为玻璃棉材料层或者岩棉材料层。

可选地，在输送管与环状隔离件之间还设置有减震材料层。从而减震层2的设置可以减小管道的震动对于环状隔离件13和保温材料复合层9 的破坏，延长环状隔离件13和绝热材料复合层9的使用寿命。

通过上述实施例公开的方案，达到了提高保温性能目的，从而实现了电力管道系统保温性能差和使用寿命短的技术效果，进而解决了电力管道系统保温性能差和使用寿命短的技术问题。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“”、“”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

此外，上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。