专利名称：大管径热水管道无补偿直埋敷设方法
技术领域：
本发明涉及一种城镇供热管网建设方法，特别是一种大管径热水管道 无补偿直埋敷设方法。
背景技术：
目前，随着我国城市建设和集中供热事业的大规模发展，高效、节能 的高温热水管网建设日益增多，同时供热管网规模越来越大。而热网规模 的扩大，就要求其直埋供热管道的管径要足够大，才能满足规模日益扩大
的供热管网的供热需求。因此在工程实践当中管径在DN500以上管道直埋 敷设的情况很多。众所周知，当管道内热水温度升高或降低时，钢管会随 之热胀冷縮。管道安装时必须考虑如何吸收因热胀冷縮引起的热伸长，以 保证管道不破坏。此外，为了避免在热水输送过程中的能量损失，热水管 道敷设时需要保温。保温层应适合管道敷设方式，具有足够的强度和长期 的保温效果，在运行中不易破坏。
一般来说，地下敷设大管径热水管道的常规方法为管沟敷设，管沟结 构形式为钢筋混凝土或砖混结构。管道安装在管沟内，钢管焊接就位后外 包保温层，管沟结构能保护管道和保温结构不受外力和地下水的侵袭。管 沟内的管道，在升温降温的循环工作过程中可以自由地热胀冷縮。对较长 距离敷设的热水管道，为了限制管端总位移量不致过大，就需要用固定支 架将整个管道划分为若干管段，每个管段分别设置补偿器，吸收本管段的 热伸长量。管径DN600 DN1200的热水管道， 一般情况固定支架间距为不 超过170米，两个固定支架之间需设一个补偿器。管沟敷设方法便于管道 检查和维修，但结构复杂、施工周期长、费用较高、占用地下空间大。因 此如果能采用直埋敷设方式，将能有效节省施工周期和地下空间。然而我国现行的行业标准《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T
8卜98是建设部1999年发布实施的，该规程是我国唯一针对直埋敷设热水 热力网设计计算的标准，当敷设条件满足规程规定时，可以实现无补偿直 埋敷设，但其采用的管道强度验算方法仅适用于直埋管道管径《DN500的 情况。同时国外目前也没有针对直埋热力管道的设计标准，只有欧洲区域 供热管道厂商协会编制的《区域供热手册》，该手册对管径在DN500以上 的大管径管道直埋敷设没有详细的设计数据和示例。
我国目前常见的针对管径DN500以上大口径、输送温度IO(TC以上高 温热水管道的直埋敷设，多数设计采用有补偿方式，少数设计采用预热方 式。有补偿敷设方法不进行详细的应力分析，按照传统热力管沟的设计方 法，将管道划分为一定长度的补偿段，结果是固定支架和补偿器的数量很 多， 一个补偿段长度一般为几十米。补偿器的安装方式主要有两种， 一种 方式是采用常规型式的补偿器，安装在检査室内，需要建设检査室，并及 时排除检査室内积水，保持补偿器及保温管端头不被水浸泡；另一种方式 是采用直埋补偿器，不建设检查室，因补偿器的作用是吸收管道变形，安 装补偿器处管道及保温结构必须断开，地下水会接触补偿器的金属部分造 成腐蚀，运行人员不易及时检查和发现设备故障。
由于补偿器的寿命比钢管短很多，因此有补偿直埋敷设管道运行时， 事故隐患多，需要经常进行维护并更换补偿器，工程投资和运行维修成本 很咼。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的是为了降低工程投资和运行维修成本， 减少占用土地资源、节约建设和运行中的能源消耗，消除补偿器等管件的 事故隐患，提高供热系统的可靠性，提供一种可以大量减少补偿器和固定 支架在管道上使用的大管径热水管道无补偿直埋敷设方法。
本发明所采用的技术方案是一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法，适用于公称直径在
DN600 DN1200之间的管道敷设，管道上不必在固定的间距内安装补偿器 来吸收因热水升温引起的热胀冷縮，在环境温度下安装管道不需要预热，
本方法包括以下步骤
(1) 将供热介质温度和管道内压力设定在一定范围内；
(2) 按照敷设路线确定直埋管道敷设深度并开挖沟槽；
(3) 将沟槽的底部夯实找平；
(4) 在工厂加工预制直埋保温管；
(5) 将预制直埋保温管安放入沟槽内；
(6) 将各段预制直埋保温管相互连接，不必在固定的间距内安装补
偿器；
(7) 沟槽回填。
其中步骤(1)设定的范围应控制在供热介质温度在50 135'C之间、 管道内压力在0.1 2.5 MPa之间。
其中步骤(4)预制直埋保温管包括直管管件、弯管管件和弯头管件； 所述预制直埋保温管采用在钢制管道外表面上设置保温层和外护层的方 式，并且钢制管道与其保温层、外护层紧密结合为一体，使保温层可随钢 制管道同步热胀冷縮。
其中步骤(6)中预制直埋保温管连接的方法采用钢制管道焊接方式， 并在焊接完成后在未保温部位装设一接口套袖，在接口套袖内填充接口保温层。
步骤(7)回填沟槽在环境温度下进行，回填前管道不需要预热，操 作时在管道周围回填砂或过筛的细土，并分层夯实。
本发明的有益效果是
1.管道上不必在固定的间距内安装补偿器来吸收因热水升温引起的 热胀冷縮，在环境温度下安装管道不需要预热，管道敷设方法简单，占用空间小，施工周期短，工程投资低。
2. 管道上附件数量少，保温管外护层断点少，管道防水、防腐性能好，
使用寿命长；同时运行中管道热损失小，节约能源。
3. 在管道上很少设置补偿器、固定支架、检査室，减少了供热管网事 故隐患，日常维护工作量小，运行管理费用低，提高供热可靠性。
以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。 图1是本发明实施例的横断面示意图。 图2是本发明管道接口敷设示意图。
图中l.预制直埋保温管，2.钢制管道，3.保温层，4.外护层，5.接 口保温层，6.接口套袖，7.沟槽，8.回填土
具体实施例方式
实施例一
如图1、 2所示，本发明一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法，
采用的主干线管径为DN1000，敷设方法包括以下步骤
(1) 设定供热介质温度为13(TC，管道内压力为2.2MPa;
(2) 根据沿线地下交叉管线情况确定直埋管道敷设深度，沟槽7开 挖深度约为3. 5 4. 5 m;直埋管道指由多根预制直埋保温管1连接的整个 管系；
(3) 将沟槽7的底部夯实找平，如果土质软硬不一致则需要处理， 使底部承载能力不致相差过大；
(4) 在工厂加工预制直埋保温管1，预制直埋保温管1由钢制管道2、 保温层3、外护层4组成，预制直埋保温管1包括直管管件、弯管管件和 弯头管件。钢制管道2采用低碳钢制成，保温处理采用在钢制管道2外表 面上设置保温层3和外护层4的方式，并且钢制管道2与其保温层3、外 护层4紧密结合为一体，使保温层3、外护层4可随钢制管道2同步热胀
7冷縮；保温层3的材料采用聚氨酯硬质泡沫塑料，其压縮强度为0. 3 MPa 0.7MPa;外护层4的材料采用高密度聚乙烯塑料。
(5) 将预制直埋保温管1放入沟槽7内；
(6) 将各段预制直埋保温管1相互连接钢制管道2的连接方式为 焊接方式；焊接完成后在未保温部位装设一接口套袖6并与外护层4密封 粘接；在接口套袖6内填充接口保温层5。所述接口保温层5材料与保温 层3材料相同，采用聚氨酯硬质泡沫塑料；接口套袖6使用的材料与外护 层4的材料相同，采用高密度聚乙烯塑料，并与外护层4紧密粘接。在本 实施例中，接口保温层5采用聚氨酯现场发泡的工艺完成，接口套袖6与 外护层4采用电热熔焊粘接。
本实施例中直线段可以直接将DN1000管径的预制直埋保温管连接， 不用设置补偿器和固定支架。
当敷设时遇到有转弯的路线时，根据转弯的角度采用以下三种方式进 行转弯处理
①70。 90°转角，根据管道埋设深度、直管段长度，采用弯曲半径 3 5倍钢管管径的弯头管件；
(2)1° 5°转角，根据管道埋设深度，采用弯曲半径3 5倍钢管管 径的弯管管件；
G)O。 1°转角，利用直管管件本身具有的弹性，现场敷设时可完成 小角度转弯。
(7) 管道在环境温度下进行沟槽7回填，在本实施例中采用过筛的 回填土8，回填时分层夯实至地面道路结构层，恢复路面。
实施例二
采用的主干线管径为DN800，敷设方法同实施例一的步骤，其中，供 热介质设定为7(TC，管道内压力为0. 8MPa;在工厂加工预制直埋保温管1， 钢制管道2采用低碳钢材料制作，包括直管管件、弯管管件和弯头管件，直管管件长度一般为6 12米，弯管管件和弯头管件按照设计尺寸预制； 将钢制管道2、保温层3和外护层4预制为整体结构，保温层3采用压縮 强度不小于0. 3MP的聚氨酯硬质泡沫塑料。
本发明一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法，管道上不必在固定 的间距内安装补偿器来吸收因热水升温引起的热胀冷縮，在环境温度下安 装管道不需要预热，管道敷设方法简单，占用空间小，施工周期短，工程 投资低，也减少了供热管网事故隐患，日常维护工作量小，运行管理费用 低，提高供热可靠性。同时由于管道上附件数量少，保温管外护层断点少， 因此管道防水、防腐性能好，使用寿命长，在运行中管道热损失小，节约 能源。
权利要求
1. 一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法，适用于公称直径在DN600～DN1200之间的管道敷设，其特征在于本方法包括以下步骤(1)将供热介质温度和管道内压力设定在一定范围内；(2)按照敷设路线确定直埋管道敷设深度并开挖沟槽；(3)将沟槽的底部夯实找平；(4)在工厂加工预制直埋保温管；(5)将预制直埋保温管安放入沟槽内；(6)将各段预制直埋保温管相互连接；(7)沟槽回填。
2. 根据权利要求1所述的一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法， 其特征在于所述步骤(1)设定的范围应控制在供热介质温度在50 135 。C之间、管道内压力在0.1 2.5MPa之间。
3. 根据权利要求1所述的一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法， 其特征在于所述步骤(4)预制直埋保温管包括直管管件、弯管管件和 弯头管件；所述预制直埋保温管采用在钢制管道外表面上设置保温层和外 护层的方式，并且钢制管道与其保温层、外护层紧密结合为一体，使保温 层可随钢制管道同步热胀冷縮。
4. 根据权利要求3所述的一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法， 其特征在于所述保温层材料采用聚氨酯硬质泡沬塑料制成，所用聚氨酯 硬质泡沫塑料的压縮强度为0.3MPa 0.7MPa。
5. 根据权利要求3所述的一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法， 其特征在于所述外护层材料采用高密度聚乙烯塑料或玻璃钢制成。
6. 根据权利要求1所述的一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法， 其特征在于所述步骤(6)中预制直埋保温管连接的方法采用钢制管道焊接方式，并在焊接完成后在未保温部位装设一接口套袖，在接口套袖内 填充接口保温层。
7. 根据权利要求6所述的一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法， 其特征在于所述接口保温层材料与预制直埋保温管保温层材料相同，所 述接口套袖使用的材料与预制直埋保温管外护层材料相同，并与外护层紧 密粘接。
8. 根据权利要求1所述的一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法， 其特征在于所述步骤(5)中安放管道包括安放直线段管道和转弯段管 道，其中转弯段管道的安放处理分为如下三个方式-①70。 90°转角，根据管道规格、埋设深度、直管段长度，采用弯 曲半径1.5 5倍钢管管径的弯头管件;⑦T 5°转角，根据管道规格、埋设深度，采用弯曲半径1 5倍 钢管管径的弯管管件；G)0° 1°转角，利用直管管件本身具有的弹性，现场敷设时可完成 小角度转弯。
9. 根据权利要求1所述的一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法， 其特征在于所述步骤(7)回填沟槽在环境温度下进行，操作时在管道 周围回填砂或过筛的细土，并分层夯实。
全文摘要
本发明涉及一种大管径热水管道无补偿直埋敷设方法，包括以下步骤(1)将供热介质温度和管道内压力设定在一定范围内；(2)按照敷设路线确定直埋管道敷设深度并开挖沟槽；(3)将沟槽的底部夯实找平；(4)在工厂加工预制直埋保温管；(5)将预制直埋保温管安放入沟槽内；(6)将各段预制直埋保温管相互连接，不必在固定的间距内安装补偿器；(7)在环境温度下回填沟槽，回填前管道不需要预热。本发明管道敷设方法简单，管道上不必在固定的间距内安装补偿器来吸收因热水升温引起的热胀冷缩，减少了供热管网事故隐患，日常维护工作量小，同时防水、防腐性能好，热损失小，使用寿命长，施工周期短，工程投资低，适用于公称直径在DN600～DN1200之间的管道敷设。
文档编号F16L1/036GK101457854SQ200710179229
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月11日 优先权日2007年12月11日
发明者冯继蓓 申请人:北京市煤气热力工程设计院有限公司