4.3.4. Компенсаторы температурных удлинений

Компенсаторы служат для восприятия деформаций стальных трубопроводов при изменениях температуры теплоносителя и для разгрузки их от возникающих температурных напряжений, для предохранения от разрушения арматуры теплопроводов. При повышении температуры теплоносителя на 100 °С удлинение стальных труб составляет порядка 1,2 мм на один метр длины. Например, теплопровод длиной 50 м, через который протекает горячая вода, имеющая температуру 100 °С, удлиняется на 1,2 ·1·50 = 60 мм. Если в трубопроводе нет компенсации температурных деформаций, то при сильном нагреве в стенке трубы могут возникнуть напряжения, недопустимые по прочности.

Для восприятия дополнительных нагрузок, возникающих при изменении температуры, трубопроводы тепловых сетей проектируют и строят так, чтобы они могли свободно удлиняться при нагревании и укорачиваться при охлаждении без перенапряжения материала и соединений трубопровода. Температурные удлинения трубопроводов при температуре теплоносителя от 50 °С и выше воспринимаются специальными компенсирующими устройствами, предохраняющими трубопровод от возникновения недопустимых деформаций и напряжений.

Надежность и безаварийность работы тепловых сетей во многом зависят от правильного решения вопросов компенсации температурных удлинений теплопроводов, выбора способа прокладки тепловых сетей и других местных условий. Для безаварийной работы тепловых сетей необходимо, чтобы компенсирующие устройства были рассчитаны на максимальные удлинения трубопроводов. Поэтому при расчете удлинений температуру теплоносителя принимают максимальной, а температуру окружающей среды - минимальной и равной: 1) расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления - для надземной прокладки тепловых сетей на открытом воздухе; 2) расчетной температуре воздуха в канале - для канальной прокладки сетей; 3) температуре грунта на глубине заложения бесканальных теплопроводов при расчетной температуре для проектирования отопления.

Способы компенсации температурных, удлинений, применяемые в тепловых сетях, весьма разнообразны. По принципу работы компенсаторы можно разделить на две группы: 1) радиальные и гибкие устройства, воспринимающие удлинения теплопроводов изгибом (плоских), кручением (пространственных) криволинейных участков труб или изгибом специальных эластичных вставок различной формы; 2) осевые устройства скользящего и упругого типов, в которых удлинения воспринимаются телескопическим перемещением труб или сжатием пружинящих вставок. Радиальную компенсацию выполняют с помощью П-образных компенсаторов, углов поворота трубопроводов, Z-образных участков; осевую - с помощью осевых (сальниковых и линзовых) компенсаторов (рис. 17)

Рис. 17. Компенсация температурных удлинений трубопровода между

неподвижными опорами П-образным и сильфонным компенсаторами.

Радиальную компенсацию широко применяют на теплотрассах, прокладываемых на промышленных предприятиях, и при небольших диаметрах теплопроводов до 200 мм в городских теплосетях. Гибкие компенсаторы из стальных труб (П-образные и т.п.), а также углы поворотов трубопроводов от 90° до 120° (самокомпенсация) применяют для компенсации тепловых удлинений труб независимо от параметров теплоносителя, способа прокладки и их диаметра (рис. 18-23).