双孔并列热力管的制作方法

本发明涉及一种双孔并列热力管，涉及热力管网工程，特别是涉及热力管网的一种管材及配件。

背景技术：

城市热力管网采用的介质主要有蒸汽和热水两种。《城镇供热管网设计规范》（cjj34-2010）规定，“当生产工艺热负荷为主要负荷，且必须采用蒸汽供热时，应采用蒸汽作供热介质；当以水为供热介质能够满足生产工艺需要（包括在用户处转换为蒸汽），且技术经济合理时，应采用水作供热介质”。现有技术用于城市采暖、通风、空调热负荷的热力管网的介质以热水为主，热力管网形式采用闭式双管制，即从热电厂或区域热力站通过管道向用户供热，经过热交换后送回热电厂或区域热力站再进行加热，热力管由两根管道组成，一个为供水管，水温一般是95℃左右，另一个为回水管，水温70℃左右，两根管道并排铺设。

在热力管道铺设时，由于接口焊接、接口处保温层制作需要一定的空间，两条管道之间要留有一定的间距，热力管道带有保温层，因此，热力管道在城市道路下铺设占用的宽度较大。城市道路下铺设的各种管线都有相应间距要求，《城市工程管线综合规划规范》（gb50289-2016）规定，热力管与给排水管道的最小水平净距1.5m，距电力管线最小水平净距2.0m。当受道路宽度、断面以及现状工程管线位置等因素限制难以满足要求时，可根据实际情况采取安全措施后减少。在城市道路综合管线设计与施工时，遇到有热力管道的情况，各种管线布设间距成为一个难题。双管并排铺设不但占用较大的空间，管道施工时沟槽开挖土方量也较大。

热力管的介质温度较高，为了减少热能损耗需要设置保温层，保温层厚度是根据管网内介质温度和环境温度计算的，两者温差越大保温层的厚度越厚，换言之相同厚度的保温层，介质与环境的温差越大，热能损耗也越大；管道的表面积越大热能损耗也大，双管的表面积较大，相应热能损耗也大。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种双孔并列热力管，断面由椭圆形的管壁中间设置隔板，构成两个水平并列的管孔，外侧设置保温层，两个管孔断面积相等，分别用作热力管网的供水管和回水管，管孔的截面积与同规格公称直径的圆管相同。其有益效果是：可在保证供水管和回水管断面面积的前提下，减小管道铺设宽度，节约了地下空间，有利于地下管线的敷设，减少沟槽土方工程量，施工中管道吊装、定位工作量也较现有技术较少；管壁的外表面积较现有技术的两根管小，可有效地减少热能损耗，节约能源；钢制管节的钢材用量和外保温层用都较现有技术的双管少，节约材料。

本发明是通过以下技术实现的：双孔并列热力管由供水管、回水管、保温层组成，主要包括管节10、分离管20、变径管30、旁路三通40、支管三通50。管节10由管壁1、中隔板2、保温层3组成，管壁1左右对称于中隔板2，呈横置的“θ”形，管壁1和中隔板2构成两个水平并列的管孔4，分别构成供水管和回水管，每个管孔4由一个截面为半圆和一个矩形组成，一个管孔4截面呈“d”形。管节10长度为6～12ｍ，管壁1、中隔板2采用钢制，两端设有管壁接口5和中隔板接口6，中隔板接口6长出管壁接口5，管壁1的外层设置保温层3，管壁接口5外侧无保温层3。

所述的管孔4的净高dn等于组成管孔4的半圆的2倍半径r，矩形的长边等于2倍半圆半径r，矩形的短边等于π/4倍半圆半径r，管孔4横截面半圆的面积等于矩形面积，管孔4横截面面积与直径为dn圆的面积相等。

所述的管节10两根管相连接采用焊接，中隔板接口6对接双面焊，形成两面焊缝8，对应管壁接口5的部分采用接口板7与管壁接口5焊接，形成外侧单面焊缝8，接口板7呈横置的“u”形，接口的所有焊缝采用坡口焊。

所述的分离管20为双孔并列过渡到双管分列管的管件，分离管20呈“y”形，用于双孔并列管与并排分列双管的衔接，管壁1和中隔板2构成的并列管逐渐分开变为由二个独立的分列管壁21构成的双管分列管，“d”形管孔4逐渐变为圆形分列管孔22，分列管孔22的截面形状为直径等于管孔4净高dn的圆，分列管孔22的截面积等于管孔4的截面积，分列管接口23为圆形。

所述的变径管30为双孔并列管改变管径的管件，管壁1和中隔板2构成的双孔并列管通过渐缩管31逐渐变径，缩径管壁32、缩径中隔板33构成两个并列的缩径管孔34，缩径的一端设有缩径管壁接口35和缩径中隔板接口36。

所述的旁路三通40为双孔并列管向一侧引出双孔并列管的管件，用于热力管向一侧引出旁路管的三通，旁路管仍然是双孔并列管。与引出方向相同的同侧旁路管41从同侧的管孔4的管壁1的侧面引出，另一侧的管孔4从管壁1的上部采用连通管43与反侧旁路管42连通引出，同侧旁路管41和反侧旁路管42与旁路管中隔板44构成两个并列的旁路管孔45，旁路管设有旁路管壁接口46和旁路管中隔板接口47。旁路管从主管一侧引出，与主管的中心标高相同。

所述的支管三通50为双孔并列管向一侧分支双管分列管的管件，用于热力管分支接用户管的三通，用户管管径较小，采用双管分列形式。两根支管51分别从管壁1的上部引出，采用90°弯头引向一侧，支管51的截面为圆形。支管从主管上部引出，支管高于主管。

本发明与现有技术相比，同管径的热力管，可以减小管道的构造宽度，减小外表面积，减少钢材用量，减少保温层材料用量。以dn500的热力管，壁厚10mm的钢管，保温层厚50mm为例，普通热力管保温层外径620mm，施工时两根管外壁间距200mm，两根热力管并排铺设，构造宽度为1440mm，按每侧300mm的工作宽度开挖沟槽，沟槽深2000mm，沟槽每延长米的土方量为4.08m³。双孔并列管采用相同厚度管壁厚，相同厚度的保温层，构造宽度为1022mm，沟槽每延长米的土方量为3.25m³，减少20.3%。用钢量每延长米两根dn500钢管周长3.14m，用钢量246.49kg，双孔并列管周长（含中隔板）2.855m，用钢量224.118kg，减少9.1%。双孔并列管并列的供水管和回水管，供水管的热量通过中隔板传递给回水管的部分，回水管的热水再加热循环，不涉及热量损失。保温层材料用量双孔并列管钢管的外表面积是两根钢管外表面积的75%，因此可以减少热量损失。双孔并列管保温层用量是两根热力管用量的75%。节约了制作热力管的材料用量。

附图说明

图1为本发明水平剖面图；

图2为本发明管节横剖面图（图1的a-a剖面图）；

图3为接口处水平剖面图；

图4为分离管水平剖面图；

图5为变径管水平剖面图；

图6为旁路三通立体图；

图7为旁路三通同侧旁路管剖面图；

图8为旁路三通反侧旁路管剖面图；

图9为支管三通立体图。

图中：10-管节，20-分离管，30-变径管，40-旁路三通，50-支管三通，1-管壁，2-中隔板，3-保温层，4-管孔，5-管壁接口，6-中隔板接口，7-接口板，8-焊缝，9-接口保温层，21-分列管壁，22-分列管孔，33-分列管接口，31-渐缩管，32-缩径管壁，33-缩径中隔板，34-缩径管孔，35-缩径管壁接口，36-缩径中隔板接口，41-同侧旁路管，42-反侧旁路管，43-连通管，44-旁路管中隔板，45-旁路管孔，46-旁路管壁接口，47-旁路管中隔板接口，51-支管。

具体实施方式

本发明双孔并列热力管包括管节10、分离管20、变径管30、旁路三通40、支管三通50。管节10是主要材料，分离管20、变径管30、旁路三通40、支管三通50是构成热力管网的配件。管节10由管壁1、中隔板2、保温层3组成，管壁1左右对称于中隔板2，呈横置的“θ”形，管壁1和中隔板2构成两个水平并列的管孔4，分别构成供水管和回水管，每个管孔4由一个截面为半圆和一个矩形组成，管孔4截面呈“d”形。管节10长度为6～12ｍ，管壁1、中隔板2采用钢制，两端设有管壁接口5和中隔板接口6，中隔板接口6长出管壁接口5，管壁1的外层设置保温层3，管壁接口5外侧无保温层3。管节10的水平剖面图见图1，横剖面图见图2，图2是图1的a-a剖面图。从图1可以看出管壁接口5和中隔板接口6构造，中隔板接口6长出管壁接口5，便于管节10接口焊接。从图2可以看出，管壁1和中隔板2构成两个水平并列的管孔4，分别构成供水管和回水管，管孔4的净高dn等于组成管孔4的半圆的2倍半径r，半圆的直径即为管孔4的净高dn，矩形的长边等于2倍半圆半径r，即矩形的长边等于净高dn，矩形的短边等于π/4倍半圆半径r，管孔4横截面面积与直径为dn圆的面积相等，设计热力管时，即可按照公称直径dn的圆管进行水力计算。

管节10为了制造、运输、安装方便，一般制成长度6～12ｍ的定尺长度，现场焊接成热力管道。制造管节10采用的钢材应符合《城镇供热管网设计规范》（cjj34-2010）的要求，按照公称直径dn制造不同规格的双孔并列管。按照公称直径dn下料管壁1、中隔板2，中隔板2的宽度即为公称直径dn，长度为管节10的定尺长度；管壁1按照图2一个管孔4的周长，在加上焊缝余量确定宽度，与中隔板2焊接部分的余量为1/3中隔板2的厚度，管壁1的长度为中隔板2长度减去两个中隔板接口6长出的管壁接口5的长度，一般为1/2公称直径dn，两个中隔板接口6对接后，两根管的管壁接口5间有公称直径左右的间隙，以便于接口焊接。下好的管壁1板材采用压力圈管机圈制成“u”形，将圈制好的两个管壁1和中隔板2固定在自动焊机上，两个管壁1各搭在中隔板2上1/3，中间露出1/3的中隔板2，自动焊接机沿三块板的搭接焊接，两侧的焊缝焊接好，采用无损探伤探测焊接质量，符合要求后留出管壁接口5的部分制作保温层，保温层外缠绕聚乙烯保护。

双孔并列热力管实际应用时，定尺长度的管节10现场采用焊接，图3为接口处水平剖面图。两根管节10对接，先焊中隔板接口6，中隔板接口6对接两侧采用双面焊，形成两面焊缝8，焊好后采用无损探伤探测焊接质量，符合要求后，对应管壁接口5的部分采用接口板7与管壁接口5焊接，将二块接口板7安装在接口处，将接口板7与管壁接口5和中隔板接口6的的接缝处焊接，形成外侧单面焊缝8，焊好后采用无损探伤探测焊接质量。接口板7呈横置的“u”形，是与双孔并列管配套的接口配件，接口的所有焊缝采用坡口焊。最后在接口处现场发泡制作接口保温层9。

组成热力管网除管节10外，还需要与之配套的配件，双孔并列热力管的配件包括分离管20、变径管30、旁路三通40、支管三通50。

分离管20为双孔并列过渡到双管分列管的管件，在热力站、热交换器的供水管和回水管，都是分别采用两根管形式，与本发明的并列管衔接，就需要一个配件过渡，分离管20就是用于两根分列的热力管与本发明双孔并列管的转换衔接。分离管20呈“y”形，用于双孔并列管与并排双管分列管的衔接，管壁1和中隔板2构成的并列管逐渐分开变为由二个独立的分列管壁21构成的分列管，“d”形管孔4逐渐变为圆形分列管孔22，分列管孔22的截面形状为直径等于管孔4净高dn的圆，分列管孔22的截面积等于管孔4的截面积，分列管接口23为圆形，即双孔分离后只改变截面形状不改变截面面积。图4为分离管20水平剖面图，分离管20采用钢板制作、焊接成型，除接口部分设置保温层3。

在城市道路下的热力管网，根据道路两侧用户情况确定不同的管径，在道路的交叉口，热力管可能需要向一侧或者两侧引出旁路管，引出后直线方向的主管可能管径不需要原来这么大，管径可以缩小。变径管30为双孔并列管改变管径的管件，管壁1和中隔板2构成的并列管通过渐缩管31逐渐变径，缩径管壁32、缩径中隔板33构成两个并列的缩径管孔34，缩径的一端设有缩径管壁接口35和缩径中隔板接口36。图5为变径管30水平剖面图，渐缩管31是以中隔板2为中心四周向中心变径，变径后保持原来的形状，缩径管孔34的截面面积缩小。变径管30采用钢板制作、焊接成型，除接口部分设置保温层3。

在城市道路下的热力管网，在道路的交叉口根据需要有旁路管引出，旁路管与主管相比，管径只减小一到二个级别，有些旁路管还有可能与主管同管径，旁路管是一种分支的主管。旁路三通40是双孔并列管向一侧引出双孔并列管的管件，用于热力管向一侧引出旁路管的三通，旁路管仍然是双孔并列管。与引出方向相同的同侧旁路管41从同侧的管孔4的管壁1的侧面引出，另一侧的管孔4从管壁1的上部采用连通管43与反侧旁路管42连通引出，所述的反侧旁路管42就是与引出方向相反的管孔4引出的。同侧旁路管41和反侧旁路管42与旁路管中隔板44构成两个并列的旁路管孔45，旁路管设有旁路管壁接口46和旁路管中隔板接口47。图6为旁路三通40立体图，图7为旁路三通同侧旁路管剖面图，图8为旁路三通反侧旁路管剖面图。旁路管从主管一侧引出，与主管的中心标高相同。同侧旁路管41在管孔4侧面开孔焊接，反侧旁路管42从引出方向相反的管孔4的上部开孔，通过连通管43从上部跨越管壁1，再与反侧旁路管42连接。旁路三通40采用钢板制作、焊接成型，为了表述清楚图6、图7、图8未绘制保温层3，旁路三通40也可以不设保温层，与接口一同在焊接接口后现场制作保温层。

城市道路下的热力管网中，需要向道路两侧的用户引出支管，支管相对主管的管径小，可不采用双孔并列管，而是采用普通的双管分列管形式。支管三通50为双孔并列管向一侧分支双管分列管的管件，用于热力管分支接用户管的三通。两根支管51分别从管壁1的上部引出，采用90°弯头引向一侧，支管51的截面为圆形。图9为支管三通立体图，两根支管从主管上部引出，支管高于主管。支管三通50采用钢板制作、焊接成型，为了表述清楚图9未绘制保温层3，支管三通50也可以不设保温层，与接口一同在焊接接口后现场制作保温层。

除上述配件外，热力管网还需要弯头、伸缩管等配件。弯头可参照管节1制作成需要的转弯角度两端带接口的短管。双孔并列伸缩管较难实现，可在设置伸缩管处采用分离管20分成两根圆管，使用现有技术的伸缩管，再采用分离管20合并成双孔并列管。