Нагреватель трубопровода

Изобретение относится к области строительства и ремонта трубопроводов, а более конкретно к технологии нанесения изоляционного покрытия, предназначенного для защиты от почвенной коррозии магистральных трубопроводов. Нагреватель трубопровода, содержащий нагревательный блок с теплоизоляционным слоем и электронагревательными элементами, дополнительно содержит теплостабилизирующую камеру, соединяющую нагревательный блок с кольцевой камерой, при этом на торцах нагревательного блока и кольцевой камеры установлены гибкие уплотнительные элементы, а нагревательный блок дополнительно снабжен отражателями, расположенными между теплоизоляционным слоем и электронагревательными элементами. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении равномерности нагрева и снижении теплопотерь. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и ремонта трубопроводов, а более конкретно к технологии нанесения изоляционного покрытия, предназначенного для защиты от почвенной коррозии магистральных трубопроводов.

Необходимые условия для достижения надежной изоляционной защиты регламентируются строительными нормами «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Противокоррозионная и тепловая изоляция» ВСН 008-88. Миннефтегазстрой. Москва 1990 г.

Важная роль при нанесении изоляционного покрытия в строительных нормах отводится температурной подготовке поверхности изолируемого трубопровода. В разделе «2.2. Подготовка поверхности трубопроводов под противокоррозионные покрытия» сформулированы требования к температурной подготовке изолируемой поверхности магистральных трубопроводов, по которым при температуре воздуха ниже плюс 10°С поверхность трубопровода необходимо подогреть до температуры не ниже плюс 15°С (но не выше плюс 50°С). Для обеспечения этого требования в трассовых условиях применяются нагревательные или осушные устройства.

Известны установки осушки трубопроводов, например СТ 372...СТ 1424. Установки предназначены для осушки наружной поверхности трубопроводов и их нагрева перед нанесением изоляции для улучшения адгезии изоляционной мастики или изоляционной полимерно-мастичной пленки к поверхности трубопровода.

В упомянутых установках осушки реализован огневой способ, т.е. осушка и нагрев трубопровода осуществляется открытым пламенем. Возможность применения таких установок на газопроводах ограничена по соображениям пожарной безопасности.

Известна установка для нанесения изоляционного ленточного мастичного покрытия на трубопровод, защищенная патентом РФ №2151942, кл. F16L 1/10, опубл. 2000.06.27. Установка содержит изолировочный комбайн, имеющий механизм очистки трубопровода, механизм праймирования, наматывающее устройство рулонного материала и ходовой механизм, а также облучатель, имеющий блок ИК излучателей с параболическими отражателями и привод его перемещения вдоль трубопровода.

Намотанную на трубопровод изоляционную ленту прогревают с помощью ИК излучателей с параболическими отражателями. Равномерность облучения обеспечивается необходимым набором единичных параболических отражателей, а интенсивность нагрева количеством и мощностью единичных ИК-излучателей, а также скоростью перемещения излучателя вдоль трубопровода. В известной установке поверхность трубопровода с нанесенным изоляционным слоем нагревается от отдельных параболических излучателей, не составляющих единую замкнутую зону нагрева.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является нагреватель трубопровода, защищенный патентом на полезную модель №38214, кл. F16L 53/00, опубл. 2004.05.27.

В известном нагревателе, содержащем греющие блоки, каждый из которых расположен вокруг обогреваемого торубопровода и включает теплоизоляционный слой с вмонтированным в него электронагревательным элементом, подключенным к токонесущим проводам, каждый греющий блок выполнен в виде двух спаренных греющих секций, каждая из которых содержит корпус, имеющий форму полого пустотелого тонкостенного полуцилиндра, внутренняя полость которого заполнена теплоизоляционным материалом, и электронагревательный элемент, размещенный внутри корпуса на его стенке, примыкающей к обогреваемому трубопроводу, при этом электронагревательный элемент выполнен в виде проволоки, изготовленной из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением и снабженной изолирующими элементами, внутренний диаметр корпуса греющей секции равен наружному диаметру обогреваемого трубопровода, а в каждом греющем блоке греющие секции соединены друг с другом наружными легкосъемными хомутами, расположенными на концевых участках греющих секций.

Недостатками известного нагревателя трубопровода являются недостаточные равномерность и скорость нагрева, а также значительные теплопотери.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - совершенствование нагревателя трубопровода.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении равномерности нагрева и снижении теплопотерь.

Указанный результат достигается тем, что нагреватель трубопровода, содержащий нагревательный блок с теплоизоляционным слоем и электронагревательными элементами, дополнительно содержит теплостабилизирующую камеру, соединяющую нагревательный блок с кольцевой камерой, при этом на торцах нагревательного блока и кольцевой камеры установлены гибкие уплотнительные элементы, а нагревательный блок дополнительно снабжен отражателями, расположенными между теплоизоляционным слоем и электронагревательными элементами. Теплостабилизирующая камера состоит из теплоизоляционного полотна, каркаса и толкающей штанги с шарнирами. В качестве электронагревательных элементов используют такие как инфракрасные излучатели, теплоэлектрические нагреватели. Теплостабилизирующая камера может быть соединена с нагревательным блоком и кольцевой камерой шарнирно. Теплостабилизирующая камера, нагревательный блок и кольцевая камера могут быть выполнены цилиндрическими. Нагревательный блок, теплостабилизирующая камера и кольцевая камера могут быть выполнены разъемными. Гибкие уплотнительные элементы могут быть выполнены в виде пластин, между которыми расположен слой теплоизоляционного материала. Отражатели, теплоизоляционный слой, электронагревательные элементы и гибкие уплотнительные элементы расположены по окружности. Отражатели могут быть выполнены в виде изогнутых частей металлического листа с высокой степенью отражения с возможностью их стыковки.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид установки, на фиг.2 - нагревательный блок, на фиг.3 - нагревательный блок, вид сбоку, на фиг.4 - теплостабилизирующая камера, на фиг.5 - теплостабилизирующая камера, вид сбоку, на фиг.6 - кольцевая камера, на фиг.7 - кольцевая камера, вид сбоку.

Нагреватель трубопровода (фиг.1) содержит нагревательный блок 1 (фиг.2, 3), теплостабилизирующую камеру 2 (фиг.4, 5) и кольцевую камеру 3 (фиг.6, 7).

Нагревательный блок 1 (фиг.2, 3) включает в себя корпус 4, в котором расположены теплоизоляционный слой 5 и электронагревательные элементы 6.

На торцах нагревательного блока 1 (фиг.3) и кольцевой камеры 3 (фиг.7) установлены гибкие уплотнительные элементы 7. Нагревательный блок 1 (фиг.3) дополнительно снабжен отражателями 8, расположенными между теплоизоляционным слоем 5 и электронагревательными элементами 6.

Теплостабилизирующая камера 2 (фиг.4, 5) состоит из теплоизоляционного полотна 9, каркаса 10 и толкающей штанги 11 с шарнирами 12.

Теплостабилизирующая камера 2 соединяет нагревательный блок 1 с кольцевой камерой 3 (фиг.1).

Теплостабилизирующая камера 2 может быть соединена с нагревательным блоком 1 и кольцевой камерой 3 при помощи шарниров 12 (фиг.1).

Теплостабилизирующая камера 2 (фиг.5), нагревательный блок 1 (фиг.3) и кольцевая камера 3 (фиг.7) могут быть выполнены цилиндрическими.

Нагревательный блок 1 (фиг.3), теплостабилизирующая камера 2 (фиг.5) и кольцевая камера 3 (фиг.7) могут быть выполнены разъемными.

Гибкие уплотнительные элементы 7 могут быть выполнены в виде пластин, между которыми расположен слой теплоизоляционного материала 13 (фиг.3, 7).

Отражатели 8, теплоизоляционный слой 5 и электронагревательные элементы 6, гибкие уплотнительные элементы 7 расположены по окружности (фиг.3).

Отражатели 8 (фиг.3) могут быть выполнены в виде изогнутых частей металлического листа с высокой степенью отражения с возможностью их стыковки.

Работа предлагаемого нагревателя трубопровода осуществляется следующим образом.

Перед использованием нагревателя трубопровода трубопровод очищают от старой изоляции очистными машинами. Затем устанавливают нагреватель трубопровода (фиг.1) на трубопровод в следующей последовательности:

- нагревательный блок 1 (фиг.2, 3), содержащий корпус 4, в котором расположены теплоизоляционный слой 5, электронагревательные элементы 6, гибкие уплотнительные элементы 7, между которыми расположен слой теплоизоляционного материала 13, отражатели 8;

- кольцевую камеру 3 (фиг.6, 7) с гибкими уплотнительными элементами 7, между которыми расположен слой теплоизоляционного материала 13;

- теплостабилизирующую камеру 2 (фиг.4, 5), состоящую из теплоизоляционного полотна 9, каркаса 10 и толкающей штанги 11 с шарнирами 12.

Соединение теплостабилизирующей камеры 2 с нагревательным блоком 1 и кольцевой камерой 3 происходит через толкающую штангу 11 с шарнирами 12 (фиг.1), что позволяет проходить нагревателю трубопровода радиусные участки трубопровода.

Части теплоизоляционного полотна 9 теплостабилизирующей камеры 2 соединяются между собой, образуя цилиндрическую поверхность (фиг.5). Торцевые части полученной цилиндрической поверхности крепятся на нагревательном блоке 1 и кольцевой камере 3 (фиг.1), образуя замкнутый объем между гибкими уплотнительными элементами 7, между которыми расположен слой теплоизоляционного материала 13, установленными с торцов нагревательного блока 1 (фиг.3) и кольцевой камеры 3 (фиг.7).

Гибкие уплотнительные элементы 7, между которыми расположен слой теплоизоляционного материала 13, нагревательного блока 1 (фиг.3) и кольцевой камеры 3 (фиг.7), расположены по окружности, что позволяет компенсировать овальность трубопровода и исключить потери тепла.

В процессе работы нагревателя трубопровода трубопровод нагревается под действием электронагревательных элементов 6 нагревательного блока 1 (фиг.3), затем тепло, исходящее от нагретого трубопровода, сохраняется в замкнутом объеме, образованном между гибкими уплотнительными элементами 7, между которыми расположен слой теплоизоляционного материала 13, установленными с торцов нагревательного блока 1 (фиг.3) и кольцевой камеры 3 (фиг.7), тем самым продлевая зону нагрева трубопровода и время воздействия на него горячего воздуха.

В нагревателе трубопровода можно условно выделить две зоны нагрева:

- зона активного нагрева (фиг.1), которая осуществляется в нагревательном блоке 1 за счет расположенных по окружности электронагревательных элементов 6, излучающих электромагнитное излучение, отраженное на поверхность трубопровода отражателями 8, при этом теплоизоляционный слой 5 препятствует теплообмену с окружающей средой, исключая теплопотери (фиг.3);

- зона пассивного нагрева (фиг.1), которую формирует теплостабилизирующая камера 2, образуя замкнутый объем между гибкими уплотнительными элементами 7, между которыми расположен слой теплоизоляционного материала 13, установленными с торцов нагревательного блока 1 (фиг.3) и кольцевой камеры 3 (фиг.7), предназначенная для продления зоны нагрева трубопровода, сохранения температуры, исходящей от нагретого трубопровода нагревательным блоком 1, а также для увеличения времени воздействия подогретого воздуха на трубопровод.

Теплоизоляционное полотно 9 теплостабилизирующей камеры 2 (фиг.4) состоит из нескольких слоев: внутренний слой изготавливается из слоев теплоизоляционного материала (например, асбеста), тем самым исключая теплообменные процессы с окружающей средой, а наружный слой - из тентового материала (например, теза), для защиты теплоизоляционного полотна от воздействий внешний среды.

Кольцевая камера 3 (фиг.6, 7) и корпус 4 нагревательного блока 1 (фиг.2, 3) выполняются стальными.

Гибкие уплотнительные элементы 7 нагревательного блока 1 (фиг.3) и кольцевой камеры 3 (фиг.7) изготавливаются из пружинной стали для обеспечения необходимой упругости элементов и их плотного прилегания к поверхности трубопровода.

В качестве электронагревательных элементов 6 нагревательного блока 1 (фиг.3) применяются ТЭНы.

Отражатели 8 нагревательного блока 1 (фиг.3) изготавливаются из нержавеющей стали.

В качестве теплоизоляционного слоя 5 нагревательного блока 1 (фиг.3) применяется минеральная вата.

Предлагаемый нагреватель по сравнению с прототипом повышает эффективность нагрева трубопровода благодаря:

1) более равномерному нагреву, который достигается за счет расположенных по окружности электронагревательных элементов, излучающих электромагнитное излучение, отраженное на поверхность трубопровода расположенными по окружности отражателями;

2) увеличению зоны и времени воздействия горячего воздуха на трубопровод за счет введения зоны пассивного нагрева, которая образуется теплостабилизирующей камерой и гибкими уплотнительными элементами, между которыми расположен слой теплоизоляционного материала, установленными с торцов нагревательного блока и кольцевой камеры;

3) снижению теплопотерь за счет гибких уплотнительных элементов, между которыми расположен слой теплоизоляционного материала, установленных с торцов нагревательного блока и кольцевой камеры, а также за счет теплоизоляционного полотна теплостабилизирующей камеры;

4) прохождению нагревателем трубопровода радиусных участков трубопровода за счет шарнирного соединения теплостабилизирующей камеры с нагревательным блоком и кольцевой камерой, а также гибких уплотнительных элементов нагревательного блока и кольцевой камеры, которые позволяют компенсировать овальность трубопровода.

1. Нагреватель трубопровода, содержащий нагревательный блок с теплоизоляционным слоем и электронагревательными элементами, отличающийся тем, что он дополнительно содержит теплостабилизирующую камеру, соединяющую нагревательный блок с кольцевой камерой, при этом на торцах нагревательного блока и кольцевой камеры установлены гибкие уплотнительные элементы, а нагревательный блок дополнительно снабжен отражателями, расположенными между теплоизоляционным слоем и электронагревательными элементами.

2. Нагреватель трубопровода по п.1, отличающийся тем, что теплостабилизирующая камера состоит из теплоизоляционного полотна, каркаса и толкающей штанги с шарнирами.

3. Нагреватель трубопровода по п.1, отличающийся тем, что в качестве электронагревательных элементов используют такие, как инфракрасные излучатели, теплоэлектрические нагреватели.

4. Нагреватель трубопровода по п.1, отличающийся тем, что теплостабилизирующая камера соединена с нагревательным блоком и кольцевой камерой шарнирно.

5. Нагреватель трубопровода по п.1, отличающийся тем, что теплостабилизирующая камера, нагревательный блок и кольцевая камера выполнены цилиндрическими.

6. Нагреватель трубопровода по п.1, отличающийся тем, что нагревательный блок, теплостабилизирующая камера и кольцевая камера выполнены разъемными.

7. Нагреватель трубопровода по п.1, отличающийся тем, что гибкие уплотнительные элементы выполнены в виде пластин, между которыми расположен слой теплоизоляционного материала.

8. Нагреватель трубопровода по п.1, отличающийся тем, что отражатели, теплоизоляционный слой, электронагревательные элементы и гибкие уплотнительные элементы расположены по окружности.

9. Нагреватель трубопровода по п.1, отличающийся тем, что отражатели выполнены в виде изогнутых частей металлического листа с высокой степенью отражения с возможностью их стыковки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется при сооружении трубопроводов, транспортирующих вязкие и легкозастывающие продукты.

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется в нефтяной и газовой промышленности при ремонте нефте- и газопроводов. .
Изобретение относится к криогенной технике, а именно к способам герметизации соединений трубопроводов, работающих при экстремально низких температурах, и может быть использовано в ракетно-космической, авиационной, ядерной, судостроительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к газонефтяной промышленности и может быть использовано в процессах промысловой и заводской обработки углеводородного газа, в частности при охлаждении углеводородного газа после дожимных компрессоров перед последующей осушкой и подготовкой к транспорту.

Изобретение относится к строительству трубопроводов, а именно к прокладке внутри здания в каналах низкотемпературной магистрали вблизи строительных конструкций и может быть использовано в энергетике, химической, пищевой и других отраслях, преимущественно эксплуатирующих трубопроводные магистрали с низкотемпературными веществами.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано для эффективного редуцирования магистрального газа на газораспределительных станциях и газорегуляторных пунктах.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для подогрева жидкостей и газов в обеспечение эффективности технологических процессов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например, - для подогрева природного газа на входе газораспределительных станций с целью предотвращения процесса гидратообразования.

Изобретение относится к строительству и может найти применение при прокладке магистральных трубопроводов. .

Изобретение относится к равномерной нагревательной системе сквозного электрического тока подводных гибких трубопроводов, основанного на эффекте Джоуля, то есть тепло производится посредством циркуляции электрического тока через металлическое броневое покрытие трубопровода, в котором посредством нагревания или поддержания текущей температуры сырой нефти возможно уменьшить падение давления в трубопроводе и увеличить период текучести, при этом, следовательно, больше нефти будет извлечено.

Изобретение относится к ремонту магистральных нефтепроводов без остановки перекачки и может быть использовано для подготовки наружной поверхности трубопроводов перед нанесением новых покрытий

Изобретение относится к транспортно-пусковым устройствам для ракет и используется в различных областях техники при изготовлении стеклопластиковых конструкций контейнерного типа со встроенной системой термостатирования

Изобретение относится к нефтяной и нефтехимической промышленности и может быть использовано в качестве подогревателей трубопроводов, предназначенных для транспортировки высоковязких продуктов, в частности для транспортировки нефти и нефтепродуктов

Изобретение относится к области электротермии и может быть использовано для поддержания температуры трубопроводов в рабочем диапазоне, а также для защиты от замораживания трубопроводов и стартового разогрева трубопроводов до рабочей температуры

Изобретение относится к жидкостным трубопроводам

Группа изобретений относится к трубопроводной арматуре. Соединитель для трубопровода для текучей среды содержит корпус (2), имеющий соединительный патрубок (3) для соединения с трубой (4) и соединительный геометрический элемент (7) для соединения с сопряженным элементом. Желательно вывести вспомогательный элемент из трубопровода для текучей среды таким образом, чтобы риск протечки был малым. С этой целью корпус (2) имеет выходное отверстие (9), через которое из корпуса (2) наружу выходит по меньшей мере один вспомогательный элемент (10, 11), при этом вспомогательный элемент (10, 11) проходит через эластомерное тело (12), которое при нагружении давлением параллельно направлению прохода через него вспомогательного элемента (10, 11) расширяется перпендикулярно к направлению прохода и которое при необходимости удерживается в выходном отверстии (9) при помощи удерживающего устройства (19, 20, 21). Технический результат заключается в уменьшении протечек текучей среды из трубопровода. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к трубопроводу для текучей среды. Трубопровод (1) для текучей среды содержит трубу (2), соединитель (3), имеющий соединительный патрубок (4) и установленный на одном конце трубы (2), и нагревательное устройство, расположенное в трубе (2). Нагревательное устройство выполнено в виде нагревательного стержня (12), проходящего из трубы (2) в соединительный патрубок (4) соединителя (3) и выходящего из соединителя (3) через отверстие (11). Отверстие (11) уплотнено при помощи кольцевого уплотнения (20), которое прилегает к нагревательному стержню (12), при этом предусмотрена пробка (21), которая удерживает кольцевое уплотнение (20) в соединителе (3) без сжимания указанного уплотнения (20). Изобретение повышает надежность трубопровода для текучей среды в эксплуатации. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Муфта предназначена для обогрева труб водо- и теплоснабжения в зимнее время, в периоды аварийной ситуации на пунктах центрального отопления. Муфта выполнена в виде комплекта последовательно размещенных на трубах или радиаторах манжет, каждая из которых содержит подключенную параллельно подводящему проводу электророзетку, установленную на внешней стороне манжеты, на входе провода в манжету, при этом крайняя манжета комплекта посредством провода с электровилкой подключена к внешней электросети, каждая последующая манжета подключена своей электровилкой к электророзетке каждой последующей манжеты, а по краям манжет установлены элементы крепления, выполненные, например, из такни велькро. Для второго варианта муфта для обогрева труб водо- и теплоснабжения, содержащая текстильное полотно с внутренним электрическим термоэлементом, дополнительно содержит внутри гибкую трубку с дистиллированной водой, прилегающую к электрическому термоэлементу, муфта выполнена в виде протяженной эластичной прямоугольной пластины, длина которой кратно превышает ее ширину, а вдоль длинных сторон муфты размещены элементы крепления, выполненные, например, в виде ткани велькро. Технический результат - обеспечение плотного и надежного контакта нагревателя с трубами водо- и теплоснабжения на всех участках их расположения. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Нагреватель предназначен для подогрева магистральных трубопроводов, транспортирующих нефть и газ с морских платформ ледового класса, в том числе использующих в качестве источника энергии атомные реакторы. Нагреватель содержит греющие блоки, каждый из которых расположен вокруг обогреваемого трубопровода и содержит теплоизоляционный слой с вмонтированным в него электронагревательным элементом, подключенным к токонесущим проводам, при этом греющий блок, расположенный в начальной части трубопровода, выполнен в виде теплообменника с промежуточным теплоносителем, использующим тепловую энергию конденсатора перегретого пара атомного реактора; причем каждый последующий греющий блок обеспечен датчиком температуры стенки трубопровода, электрически связанным с управляющим процессором, расположенным в блоке управления морской платформы; при этом нагревательный элемент каждого греющего блока содержит механизм пуска и отключения контакта с токонесущими проводами, взаимосвязанными с управляющим процессором, при этом трубопровод с греющими секциями и токопроводящими элементами помещены в едином теплоизолированном кожухе. Технический результат - стабильное поддержание диапазона заданной температуры прокачиваемого по магистральному трубопроводу продукта в условиях охлаждающего воздействия окружающей среды. 2 ил.
Наверх