Результат интеллектуальной деятельности: Блочная тепловая изоляция отражательного типа для трубопроводов или оборудования реакторных установок

Изобретение относится к атомной энергетике, в общем случае к теплообменному оборудованию атомных станций, в частности, к тепловой изоляции трубопроводов и оборудования реакторных установок.

Известно техническое решение, в котором теплоизоляция трубопровода осуществляется путем ослабления лучистого теплообмена экранами (патент РФ на изобретение №2219425, МПК F16L 59/06, приоритет 20.11.2002).

Недостатками данного устройства являются сложность организации большого количества замкнутых воздушных полостей, сложность монтажа и ремонта устройства, отсутствие возможности отвода избыточного тепла.

Известно техническое решение «Высокотемпературная экранная теплоизоляция», в котором тепловая изоляция выполнена в виде набора чередующихся гофрированных и фольговых экранов разной толщины (заявка 2003106471/06, МПК F16L 59/06, F16L 59/08, приоритет 12.03.2003).

Недостатками данного устройства являются открытые воздушные полости между экранами, сложность монтажа и ремонта устройства, монолитная конструкция, отсутствие крепежных элементов.

Известно техническое решение «Блочная съемная тепловая изоляция отражательного типа» (патент РФ на полезную модель №179691, МПК F16L 59/00, приоритет 08.06.2017).

Недостатками данного устройства являются большая металлоемкость, отсутствие возможности отвода избыточного тепла и сложность изготовления.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство блочной тепловой изоляция отражательного типа для трубопроводов и/или оборудования реакторных установок по патенту РФ на изобретение №2754833, (МПК F16L 59/06, приоритет 04.08.2020), содержащее размещенные на наружной поверхности трубопровода и/или оборудования реакторных установок скрепленные быстродействующими натяжными замками съемные короба, внутри которых размещены многослойные теплоизолирующие пакеты, состоящие из разделенных воздушными зазорами тонких листов коррозионно-стойкой пуклеванной нержавеющей стали.

Недостатками указанного устройства, принятого за прототип, являются тепловые потери, в том числе на стыках, а также недостаточная жесткость съемных коробов.

Указанные недостатки устраняются заявляемым устройством.

Задачей изобретения является создание устройства блочной тепловой изоляции, обеспечивающего технологические параметры и безопасность эксплуатации реакторной установки (далее - РУ).

Техническим результатом настоящего изобретения является снижение тепловых потерь, упрощение монтажа, обеспечение надежности конструкции, обеспечение выполнения санитарных норм и безопасной эксплуатации устройства блочной тепловой изоляции.

Технический результат достигается тем, что блочная тепловая изоляция отражательного типа для трубопроводов или оборудования реакторных установок, содержащая установленные с воздушным зазором вокруг наружной поверхности трубопровода или оборудования реакторной установки и скрепленные быстродействующими натяжными замками съемные короба, выполненные из тонколистовой нержавеющей стали, внутри которых размещены многослойные теплоизолирующие пакеты, состоящие из разделенных воздушными зазорами тонких листов коррозионно-стойкой пуклеванной нержавеющей стали, согласно заявляемому изобретению по всему периметру в местах торцевых стыков между съемными коробами снабжена установленными снаружи с воздушным зазором накладками, выполненными в виде набора листов пуклеванной тонколистовой нержавеющей стали, горизонтальные участки трубопроводов или конструкций реакторных установок снабжены опорами и защитным кожухом, установленным над блочной тепловой изоляцией эквидистантно ей и с перекрытием, как минимум, 1/3 наружной поверхности блочной тепловой изоляции, в съемных коробах, размещенных в местах установки трубопровода или оборудования реакторной установки на опоры, выполнены выемки для установки съемного короба на верхнюю часть опоры с образованием между опорой и примыкающим к ней съемным коробом технологического зазора, в который установлены уплотнительные вставки, а участки трубопроводов или оборудования реакторных установок, расположенные вертикально, снабжены установленными между съемными коробами горизонтальными опорными кольцами, наружный размер которых меньше наружного размера наружной поверхности съемных коробов блочной тепловой изоляции, а многослойный пакет разделен, как минимум, одной поперечной перегородкой, установленной перпендикулярно относительно листов многослойного пакета.

Преимущественно уплотнительные вставки блочной тепловой изоляции выполнены в виде набора легко деформируемых пустотелых элементов, заключенных в общий кожух, а толщина каждой вставки больше величины технологического зазора между опорой и поверхностью выемки съемного короба блочной тепловой изоляции.

Преимущественно блочная тепловая изоляция дополнительно снабжена установленными над горизонтальными участками трубопровода или оборудования реакторных установок переходными мостиками для персонала и опорными конструкциями к ним, содержащими стойки, связанные с нижними концами стоек резьбовые шпильки и установленные непосредственно на трубопроводе или оборудовании реакторных установок стяжные хомуты, в которых выполнены резьбовые отверстия под шпильки, причем каждая шпилька снабжена лепестковым уплотнением, установлена в сквозном отверстии съемного короба и закреплена верхним концом в резьбовом отверстии стяжного хомута.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид блочной тепловой изоляции отражательного типа для трубопроводов или оборудования реакторных установок. На фиг. 2 показан разрез блока тепловой изоляции. На фиг. 3 показана тепловая изоляция в месте опоры трубопровода. На фиг. 4 изображена уплотнительная вставка. На фиг. 5 показан разрез блоков тепловой изоляции на вертикальном участке трубопровода. На фиг. 6 показан участок тепловой изоляции с переходным мостиком. На фиг. 7 изображена шпилька с лепестковым уплотнением.

Блочная тепловая изоляция отражательного типа для трубопроводов или оборудования реакторных установок содержит установленные с воздушным зазором вокруг наружной поверхности трубопровода 1 или оборудования реакторной установки и скрепленные быстродействующими натяжными замками 2 съемные короба 3, выполненные из тонколистовой нержавеющей стали, внутри которых размещены многослойные теплоизолирующие пакеты, состоящие из разделенных воздушными зазорами тонких листов 4 коррозионно-стойкой пуклеванной нержавеющей стали.

Блочная тепловая изоляция по всему периметру в местах торцевых стыков между съемными коробами 3 снабжена установленными снаружи с воздушным зазором накладками 5, выполненными в виде набора листов 4 пуклеванной тонколистовой нержавеющей стали. Горизонтальные участки трубопроводов 1 или конструкций реакторных установок снабжены опорами 6 и защитным кожухом 7, установленным над блочной тепловой изоляцией эквидистантно ей и с перекрытием, как минимум, 1/3 наружной поверхности блочной тепловой изоляции. В съемных коробах 3, размещенных в местах установки трубопровода 1 или оборудования реакторной установки на опоры 6, выполнены выемки для установки съемного короба 3 на верхнюю часть опоры 6 с образованием между опорой 6 и примыкающим к ней съемным коробом 3 технологического зазора, в который установлены уплотнительные вставки 8.

Вертикально расположенные участки трубопроводов 1 снабжены установленными между съемными коробами 3 горизонтальными опорными кольцами 9, наружный размер которых меньше наружного размера наружной поверхности съемных коробов 3 блочной тепловой изоляции, а многослойный пакет разделен, как минимум, одной поперечной перегородкой 10, установленной перпендикулярно относительно листов 4 многослойного пакета.

Уплотнительные вставки 8 выполнены в виде набора легко деформируемых пустотелых элементов 11, заключенных в общий кожух 12, а толщина каждой уплотнительной вставки 8 больше величины технологического зазора между опорой 6 и поверхностью выемки съемного короба 3 блочной тепловой изоляции.

Блочная тепловая изоляция дополнительно снабжена установленными над горизонтальными участками трубопровода 1 или оборудования реакторных установок переходными мостиками 13 для персонала и опорными конструкциями к ним. Опорные конструкции состоят из стоек 14, которые связаны нижними концами с резьбовыми шпильками 15. Резьбовые шпильки 15 опорной конструкции установлены в резьбовых отверстиях стяжных хомутов 16, которые установлены непосредственно на трубопроводе 1 или оборудовании реакторных установок. Каждая резьбовая шпилька 15 снабжена лепестковым уплотнением 17, установлена в сквозном отверстии 18 съемного короба 3 и закреплена верхним концом в резьбовом отверстии стяжного хомута 16.

Работа изделия осуществляется следующим образом.

Применение многослойного пакета из листов 4 пуклеванной нержавеющей коррозионно-стойкой тонколистовой стали, например, по ГОСТ 4986-79, позволяет снизить толщину и металлоемкость съемных коробов 3 блочной тепловой изоляции. Установка с открытым воздушным зазором защитного кожуха 7 поверх съемных коробов 3 и эквидистантно им на горизонтальных участках трубопровода 1 или оборудования реакторной установки допускает уменьшение толщины многослойного пакета блочной тепловой изоляции, гарантированно обеспечивает допустимую температуру поверхности тепловой изоляции.

На горизонтальных участках трубопроводов 1 или оборудования реакторной установки, установленных на опорах 6, в технологический зазор, образованный между опорой 6 и примыкающим к ней съемным коробом 3 установлены уплотнительные вставки 8 в виде набора пустотелых деформируемых элементов 11, которые заключены в общий кожух 12. При монтаже блочной тепловой изоляции происходит поджатие уплотнительной вставки 8 за счет деформации лепестков пустотелых элементов 11, чем обеспечивается уплотнение между опорой 6 и примыкающим к ней съемным коробом 3, и, тем самым, обеспечивается снижение тепловых потерь. Аналогичные уплотнительные вставки 8 предусмотрены для уплотнения выходов штоков арматуры, измерительного оборудования и др.

Переходные мостики 13 также защищают персонал от возможно повышенной температуры блочной тепловой изоляции и обеспечивают ее сохранность при перемещениях персонала.

Концы стяжных хомутов 16 в местах разъемов стянуты винтовой шпилькой 19, что обеспечивает возможность беспрепятственной установки съемных коробов 3. Лепестковое уплотнение 17 резьбовых шпилек 15 обеспечивает снижение тепловых потерь.

Для снижения конвективных процессов в съемных коробах 3 многослойный пакет разделен, как минимум, одной поперечной перегородкой 10, установленной перпендикулярно образующей листов 4 пуклеванной нержавеющей коррозионно-стойкой тонколистовой стали многослойного пакета.

На вертикально расположенных участках трубопровода 1 установлены опорные кольца 9, которые так же перекрывают конвективные тепловые потоки воздуха вдоль поверхности трубопровода 1 и исключают тепловые потери, поскольку не касаются наружной поверхности съемных коробов 3. Кроме того, между съемными коробами 3 блочной тепловой изоляции выполнены воздушные зазоры, необходимые для компенсации температурных перемещений съемных коробов 3. Накладки 5 съемных коробов 3 закрывают торцевые стыки между ними, при этом накладки 5 установлены с воздушным зазором от нижестоящих съемных коробов 3, причем величина накладок 5 перекрывает зону недопустимой температуры поверхности блочной тепловой изоляции, что также уменьшает тепловые потери и защищает персонал от возможной повышенной температуры на стыках съемных коробов 3. Как вариант, накладки 5 выполнены в виде многослойного пакета из тонких листов коррозионно-стойкой пуклеванной нержавеющей стали.

Таким образом, использование заявляемого технического решения в сравнении с известными устройствами обеспечивает снижение тепловых потерь, упрощение монтажа, повышение надежности конструкции, выполнение санитарных норм и безопасную эксплуатацию устройства. Описанная конструкция позволяет достичь указанный технический результат, может быть изготовлена промышленным способом.