Теплоизоляция энергетического оборудования

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности атомной энергетики, и касается теплоизоляции корпусов крупногабаритного высокотемпературного оборудования (теплообменных аппаратов и сосудов) высокого давления. Техническим результатом изобретения является улучшение теплоизоляционных свойств, улучшение монтажепригодности, обеспечение ремонтопригодности энергетического оборудования, а также снижение времени, затрачиваемого на монтаж и демонтаж теплоизоляции энергетического оборудования. В теплоизоляции энергетического оборудования теплоизоляционные блоки размещены непосредственно на корпусе энергетического оборудования, а бандажи и стяжки размещены на внешней стороне теплоизоляционных блоков, причем бандажи соединены с блоками при помощи резьбовых соединений, а стяжки жестко соединены с бандажами. 8 з.п.ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности атомной энергетики, и касается теплоизоляции корпусов крупногабаритного высокотемпературного оборудования (теплообменных аппаратов и сосудов) высокого давления.

Известна конструкция панели теплоизоляции внутренней поверхности энергетического оборудования, включающая газонаполненные теплоизоляционные блоки, выполненные в виде металлических кожухов, с пористой структурой внутри, и крепежные элементы. В данной конструкции кожухи блоков теплоизоляции выполнены с отбортованными краями. Между блоками теплоизоляции двух соединенных рядов размещен ряд блоков, удлиненные концы кожухов которых прикреплены к верхнему ряду блоков и свободно перекрывают нижний ряд блоков, при этом торцевое соединение блоков теплоизоляции выполнено с уступом [1].

Недостатком данной конструкции панели теплоизоляции является то, что, учитывая расположение панелей внутри энергетического оборудования, где протекают высокотемпературные процессы при значительном давлении, панели теплоизоляции могут быть повреждены потоками среды, и замена отдельных панелей теплоизоляции требует разборки нескольких рядов блоков, что усложняет монтажепригодность и ухудшает ремонтопригодность.

Известна конструкция изоляции радиационно-конвективного рекуператора [2].

Теплоизоляция выполнена из отдельных блоков. Блоки представляют собой каркас из уголков, заполненный минераловатными матами или термовкладышами из минеральной ваты в фольге и в сетке, обшиваемой металлическим кожухом.

Недостатком данной конструкции теплоизоляции является необходимость крепления верхних блоков к каркасу рекуперативного теплообменника, т.е. для теплоизоляции энергетического оборудования, в частности оборудования АЭС, данное крепление неприемлемо, т.к. оно не имеет наружных каркасов, что ухудшает ремонтопригодность.

Известна конструкция теплоизоляции оборудования (теплообменных аппаратов и сосудов) и трубопроводов, основанная на использовании теплоизоляционных блоков, в котором теплоизолирующий элемент заключен в металлический короб, предохраняющий его от воздействия внешних разрушающих факторов [3].

Крепление блоков указанной конструкции осуществляется к каркасу, выполненному в виде системы бандажей и стяжек, размещенного непосредственно на корпусе оборудования, с помощью болтов, проходящих через отверстия в теплоизоляционных блоках.

Недостатком такой конструкции теплоизоляции является недоступность к элементам каркаса в процессе эксплуатации оборудования с целью регулирования усилия затяжки бандажей и стяжек, а также сложность монтажа блоков, связанная с точностью выполнения проходок для болтов в блоках теплоизоляции по отношению к резьбовым отверстиям в каркасе. Кроме того, наличие в блоках сквозных отверстий приводит к перетечкам тепла на наружную поверхность теплоизоляционных блоков, что ухудшает их теплоизоляционные свойства. При плотной посадке каркаса теплоизоляции на корпус оборудования, имеющего высокую температуру, требуется увеличение сечения бандажей и стяжек, т.к. в процессе эксплуатации при росте температуры геометрические размеры оборудования, обусловленные термическим расширением, по длине и периметру увеличиваются, и в элементах каркаса возникают напряжения, вызванные разностью температур корпуса оборудования и каркасом.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение монтажепригодности, обеспечение ремонтопригодности энергетического оборудования, а также снижение времени, затрачиваемого на монтаж и демонтаж теплоизоляции энергетического оборудования, а также улучшение теплофизических свойств теплоизоляции.

Технический результат достигается за счет того, что теплоизоляция энергетического оборудования включает теплоизоляционные блоки и каркас, состоящий из бандажей и стяжек; теплоизоляционные блоки размещены непосредственно на корпусе энергетического оборудования, а бандажи и стяжки размещены на внешней стороне теплоизоляционных блоков, причем бандажи соединены с блоками при помощи резьбовых соединений, а стяжки жестко соединены с бандажами; и по вариантам: бандажи и стяжки выполнены из отдельных частей; отверстия в бандажах для крепления теплоизоляционных блоков выполнены продолговатыми; теплоизоляционные блоки снабжены крепежными элементами и зафиксированы относительно смежных теплоизоляционных блоков по длине корпуса энергетического оборудования; теплоизоляционный блок для теплоизоляции энергетического оборудования, содержащий металлический корпус, заполненный теплоизоляционным материалом, снабжен шпильками, размещенными на наружной его поверхности; на внутренней поверхности теплоизоляционного блока, прилегающей к корпусу энергетического оборудования, размещена эластичная прокладка; внутренняя поверхность теплоизоляционного блока, прилегающая к корпусу энергетического оборудования, выполнена из эластичного термостойкого материала; на боковых стенках теплоизоляционного блока по периметру размещен уплотняющий элемент; уплотняющий элемент размещен на блоках, расположенных в шахматном порядке на корпусе энергетического оборудования.

Предлагаемая конструкция теплоизоляции энергетического оборудования по настоящему изобретению включает в себя теплоизоляционные блоки 1 и внешний каркас, состоящий из бандажей 2 и стяжек 3, закрепленных на внешней стороне теплоизоляционных блоков.

Теплоизоляционные блоки 1 размещаются непосредственно на корпусе оборудования, а бандажи 2 и стяжки 3 каркаса теплоизоляции размещаются на наружной поверхности теплоизоляционных блоков.

Перед установкой на оборудование теплоизоляционные блоки 1 с помощью имеющихся на их внешней стороне шпилек 4 и гаек 5 закрепляются на бандаже 2. Отверстия на бандаже под шпильки 4 выполнены овальными, обеспечивая равномерное размещение теплоизоляционных блоков по длине бандажа.

При большом диаметре энергетического оборудования (теплообменного аппарата или сосуда) бандажи и стяжки, выполненные составными по длине из нескольких частей, соединены между собой с помощью резьбовой пары (болт 6, гайка 7).

Теплоизоляция энергетического оборудования, расположенная на участках, где проводится контроль сварных соединений в процессе эксплуатации снабжены крепежными элементами 8 и фиксируются относительно смежных теплоизоляционных блоков по длине корпуса энергетического оборудования.

Теплоизоляционный блок 1 выполнен в виде коробчатой конструкции и состоит из стальной оболочки 9 и теплоизолирующего наполнителя 10. На внешней стороне теплоизолирующего блока 1 размещена шпилька 4. При значительном по длине размере блока число шпилек может быть увеличено. На торцевой поверхности теплоизоляционного блока 1 может быть закреплен уплотняющий элемент 11, выполненный, например, в виде эластичного шнура и препятствующий утечке тепла от корпуса энергетического оборудования (теплообменного аппарата или сосуда) через щели между теплоизоляционными блоками 1 в окружающую среду.

По вариантам исполнения теплоизоляционный блок 1 может быть выполнен: с размещенной на внутренней, обращенной к стенке теплообменного аппарата или сосуда, поверхности жесткой коробчатой конструкции упругого плоского теплоизолирующего элемента 12; с размещенной на внутренней, обращенной к стенке теплообменного аппарата или сосуда, поверхности жесткой коробчатой конструкции упругого плоского теплоизолирующего элемента 13, выполненного в виде отдельных полос, перекрывающих внутреннюю поверхность теплоизоляционного блока по ширине или по длине; с выполнением внутренней стенки коробчатой конструкции из металлической или синтетической сетки или же плотной синтетической ткани 14.

Указанные варианты исполнения позволяют осуществить более плотное прилегание теплоизоляционного блока к стенкам теплообменного оборудования, предотвращающего циркуляцию воздуха между стенками теплообменного оборудования и теплоизоляцией, а также смягчить воздействие термического расширения корпуса на теплоизолирующие блоки и, соответственно, на каркас теплоизоляции.

Размещение бандажей 2 и стяжек 3 на внешней стороне теплоизоляционных блоков 1 снижает термическое влияние на них, что дает возможность при высокой температуре стенки энергетического оборудования уменьшить их поперечное сечение, а следовательно, и массу каркаса.

Монтаж теплоизоляции осуществляется укладкой на корпусе теплоизолируемого оборудования бандажей (или участков бандажей) с закрепленными на них теплоизоляционными блоками. Далее, к установленным бандажам привариваются продольные стяжки и скрепляются между собой с помощью болтов и гаек. Перед окончательной затяжкой бандажей гайки, крепящие теплоизоляционные блоки к бандажам, ослабляются для равномерного распределения теплоизоляционных блоков по окружности теплообменного оборудования и равномерного уплотнения их по боковым торцам. После обжатия бандажей гайки, крепящие теплоизоляционные блоки к бандажам, затягиваются. К поясу теплоизоляции с помощью продольных стяжек прижимается следующий пояс теплоизоляции, обеспечивая необходимое уплотнение между теплоизоляционными блоками. Дальнейший процесс сборки и уплотнения осуществляется аналогично указанному выше.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами на фиг.1-12, где показаны на фиг.1 - теплообменный аппарат, на корпусе которого размещена блочная теплоизоляция предлагаемой конструкции; фиг.2 - вид А на фиг.1; фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; фиг.4 - отдельный участок сборного бандажа с закрепленными на нем блоками теплоизоляции; фиг.5 - показан узел соединения отдельных участков бандажа; фиг.6 - участок бандажа со стяжками; фиг.7 - участок теплоизоляции со снятым участком бандажа; фиг.8 - крепежный элемент теплоизоляционного блока; фиг.9 - теплоизоляционный блок с уплотняющим элементом; фиг.10 - теплоизоляционный блок с упругим элементом на внутренней поверхности; фиг.11 - теплоизоляционный блок с упругим элементом на внутренней поверхности. выполненным в виде отдельных полос; фиг.12 - теплоизоляционный блок с эластичной термостойкой внутренней поверхностью.

Предлагаемая конструкция теплоизоляции энергетического оборудования и теплоизоляционных блоков позволяет снизить тепловые потери от поверхности теплоизолируемого оборудования через щелевые зазоры между теплоизоляционными блоками.

В то же время предлагаемая конструкция теплоизоляции энергетического оборудования и теплоизоляционных блоков позволяет в процессе эксплуатации упростить процесс снятия теплоизоляционных блоков в районе сварных соединений на корпусе теплообменного оборудования и его сборки в случаях проведения периодического контроля сварных соединений корпуса. Причем снятие блоков можно осуществлять не на полном периметре оборудования, а только на его части.

Наличие крепежных элементов на блоках теплоизоляции энергетического оборудования, особенно на блоках, расположенных на нижней части теплоизолируемого корпуса, предотвращает самопроизвольное выпадение их при снятом бандаже или его части.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1010141, кл. С 21 С 13/00, F 16 L 59/00. 2. Л.М.Факторович. Проектирование и монтаж тепловой изоляции. - Ленинград:. Гостоптехиздат. 1960, с.319. 3. А.Н.Матюхин, Г.Т.Щепкина, В.А.Неелов. Теплоизоляционные и гидроизоляционные работы. - М.: Высшая школа, 1991, с.44-50.

Формула изобретения

1. Теплоизоляция энергетического оборудования, включающая теплоизоляционные блоки и каркас, состоящий из бандажей и стяжек, отличающаяся тем, что теплоизоляционные блоки размещены непосредственно на корпусе энергетического оборудования, а бандажи и стяжки размещены на внешней стороне теплоизоляционных блоков, причем бандажи соединены с блоками с помощью резьбовых соединений, а стяжки жестко соединены с бандажами.

2. Теплоизоляция энергетического оборудования по п.1, отличающаяся тем, что бандажи и стяжки выполнены из отдельных частей.

3. Теплоизоляция энергетического оборудования по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что отверстия в бандажах для крепления теплоизоляционных блоков выполнены продолговатыми.

4. Теплоизоляция энергетического оборудования по пп.1-3, отличающаяся тем, что теплоизоляционные блоки снабжены крепежными элементами и зафиксированы относительно смежных теплоизоляционных блоков по длине корпуса энергетического оборудования.

5. Теплоизоляция энергетического оборудования по п.1, отличающаяся тем, что теплоизоляционный блок снабжен шпильками, размещенными на наружной его поверхности.

6. Теплоизоляция энергетического оборудования по пп.1-4, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности теплоизоляционного блока, прилегающей к корпусу энергетического оборудования, размещена эластичная прокладка.

7. Теплоизоляция энергетического оборудования по пп.1-4, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность теплоизоляционного блока, прилегающая к корпусу энергетического оборудования, выполнена из эластичного термостойкого материала.

8. Теплоизоляция энергетического оборудования по пп.1-7, отличающаяся тем, что на боковых стенках теплоизоляционного блока, по периметру, размещен уплотняющий элемент.

9. Теплоизоляция энергетического оборудования по пп.1-8, отличающаяся тем, что уплотняющий элемент размещен на блоках, расположенных в шахматном порядке на корпусе энергетического оборудования.

РИСУНКИ