3.4. Выбор способа прокладки и компенсаторов тепловых удлинений трубопроводов

В населенных пунктах применяется подземная прокладка - канальная или бесканальная. Вне зоны застройки, на территории промышленных зон и отдельных предприятий применяется надземная прокладка: вне зоны застройки - на низких железобетонных опорах, а на территориях промзон - на эстакадах, мачтах или кронштейнах вдоль стен зданий. Следует иметь в виду, что канальная прокладка дороже бесканальной на 30 - 40 %, а бесканальная дороже надземной на 20-40 %. В связи с созданием в России базы для индустриального производства труб в изоляции из пенополиуретана (ППУ) с гидрозащитной полиэтиленовой оболочкой целесообразно в зоне застройки преимущественное применение бесканальной прокладки.

В таких теплопроводах на стальной трубо­провод наложена, в заводских условиях, обо­лочка, совмещающая тепло- и гидроизоля­ционные конструкции Звенья таких эле­ментов теплопровода длиной до 12 м дос­тавляются с завода на место строительства, где выполняется их укладка в подготовлен­ную траншею, стыковая сварка отдельных звеньев между собой и накладка изоляцион­ных слоев на стыковое соединение. Современным требованиям к надежно­сти и долговечности достаточно полно удовлетворяют теплопроводы с монолит­ной теплоизоляцией из ячеистого полимер­ного материала типа пенополиуретана с замкнутыми порами и интегральной структурой, выполненной методом формо­вания на стальной трубе в полиэтиленовой оболочке (типа «труба в трубе»)

Применение полимерного материала по­зволяет создавать изоляционную конструк­цию с заранее заданными свойствами

Надземные теплопроводы обычно укладываются на от­дельно стоящих опорах (низких или высо­ких). Прокладку тепловых сетей по территории, не подлежащей застройке вне населенных пунктов, будем выполнять надземную на низких опорах. Типовые конструкции надземных теплопроводов на отдельно стоящих высоких и низких железобетонных опорах (серии ИС-01-06 и ИС-01-07). При прокладке теплопроводов на низких опорах расстояние между нижней образующей изо­ляционном оболочки трубопровода и по­верхностью земли принимается не менее 0,35 м при ширине группы труб до 1,5 м и не менее 0,5 м при ширине группы труб бо­лее 1,5 м.

Компенсация тепловых удлинений осуществляется с помощью сальниковых компенсаторов.

Компенсаторы должны иметь достаточную компенсирующую способность для восприятия температурного удлинения участка трубопровода между неподвижными опорами, при этом максимальные напряжения в радиальных компенсаторах не должны превышать допускаемых (обычно 110 МПа).

3.5. Расчет на прочность элементов тепловых сетей

В курсовом проекте в учебных целях производится определение нагрузок на неподвижные опоры: разгруженные и неразгруженные, т.е. на которые не передается или передается сила внутреннего давления теплоносителя. Расчет производится в соответствии с требованиями СНиП 2.04.07-86* [3].

1) Сила трения в подвижных опорах при надземной или канальной прокладке, кН

[3.60.]

Dу=300 кН

Dу=400 кН

Dу=600 кН

где m₁ - масса 1 м трубопровода с теплоносителем и изоляционной конструкцией, кг/м; g = 9,81 м/с²; L - расстояние между двумя смежными неподвижными опорами, м; μ - коэффициент трения скользящих подвижных опор (μ =0,3 [3]).

2) Сила трения изолированного трубопровода о грунт при бесканальной прокладке, кН

[3.61.]

Dу=300

Dу=400

Dу=600

где k - коэффициент перегрузки от давления грунта на трубопровод (k=1,15); μ - коэффициент трения гидрозащитной оболочки о грунт (μ=0,4); - наружный диаметр гидрозащитной оболочки, м; - средняя интенсивность давления грунта на теплопровод, кН/м² (зависит от угла внутреннего трения грунта, составляющего обычно 19-30°).

3) Жесткость сильфонного компенсатора, кН

Dу=300

Dу=400

Dу=600

4) Распорное усилие от внутреннего давления, Н

[3.63.]

Dу=300 Н = 111 кН

Dу=400 Н = 173,1 кН

Dу=600 Н = 383,7 кН

где Р_р – рабочее давление теплоносителя, кПа; А_s – эффективная площадь поперечного сечения компенсатора, м².

Горизонтальная осевая нагрузка на концевую неподвижную опору определяется как сумма действующих сил, а на промежуточную – как разность сумм сил, действующих с каждой стороны.

Таблица 3.11. Нагрузки на неподвижные опоры

Расчетная схема участка	Расчет