l低温液体输送管道的结构设计

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低温液体输送管道的结构设计是确保低温流体（如液氧、液氮、液氢等）安全、高效传输的关键环节。由于低温液体温度极低，容易导致材料脆化、热应力集中及冷量损失等问题，因此其结构设计需综合考虑保温性能、材料选择、机械强度和密封性等因素。

首先，管道通常采用双层或多层结构，内管用于直接输送低温液体，外管起到保护和隔热作用。内外管之间填充高效的绝热材料（如真空多层绝热或泡沫玻璃），以最大限度减少冷量损失和外部热量侵入。此外，为避免冷凝水冻结或冰堵，还需在管道外部设置防潮层。

第三，管道系统的设计需充分考虑热膨胀补偿。由于低温环境下管道可能产生较大的温差变形，通常会在管道中设置波纹管膨胀节或U型弯管，以吸收热胀冷缩带来的应力变化。

最后，密封性是低温管道设计的重要内容。通过使用低温专用垫片（如金属缠绕垫）和精密加工的法兰面0443.青海红十字医院手术器械采购及设备采购，可有效防止泄漏。同时，管道支撑和固定装置也需合理布置，以减少振动和应力集中。

综上所述，低温液体输送管道的结构设计是一个复杂而精细的过程，需要在材料、绝热、力学和密封等方面进行全面优化，以确保系统的可靠性和经济性。

其外管直径小，便于敷设而且能够长距离输 送。还可采用统一规格的部件，工厂制造， 现场安装，这样施工比较方便，质量也能得 到保证。 二、介绍一种低温输液管道的具体结构 观就一种真空绝热管道系统的结构作 一

观就一种真空绝热管道系统的结构作

介绍。真空绝热低温液体管道由直管段、 外管补偿器的直管段、弯头、T形管接头、 吸附管段、带异径管的管段、带内管补偿器 的管段、与外管对接的管接头、支架等。 以上部件在低温液体管道系统中的设置 见图1。

现对每个构件的结构及作用分述如下。 1.直管段 直管段由内管、外管、指形支架、隔热层 组成，内管1置于外管4的中心，低温液体 通过内管输送，外管4作为外壳。内管靠指 形支架3支撑在外管上。低温液体管道的直 管段中，内管和外管之间没有刚性联结。支 架为活动式，能在操作条件下以及运输过程 中，自动补偿内管。沿内管金长做隔热层， 在装配工作完成后，内管与外管之间抽真空。 见图2。

带外管补偿器直管段结构见图3。

1.内管2.外管3.管子4.双头螺栓5.可伸缩部件6.螺母 7.挡锲 8。隔热层9.图环10.半敲形部件11。内管补偿器

可伸缩部件5两端焊有管子3，管子3 上焊有四块用槽钢制成的挡铁7，挡铁7用 四根双头螺栓拉紧。双头螺栓的端部配有螺 母，旋动螺母对可伸缩部件的行程进行调节 及限制。管子3与外管焊接。外管补偿器的 波形由两个半波片焊制而成。

可伸缩部件5两端焊有管子3，管子3 上焊有四块用槽钢制成的挡铁7，挡铁7用 四根双头螺栓拉紧。双头螺栓的端部配有螺 母，旋动螺母对可伸缩部件的行程进行调节 及限制。管子3与外管焊接。外管补偿器的 波形由两个半波片焊制而成。 3.弯头 在管道方向改变时设置弯头，弯头的结 构能不依靠可伸缩部件，独立承受在管道工 作压力下产生的各种力。还可将这种力传送 到支架及基础。弯头有真空绝热层，弯头的 具体结构见图4。 4.T形管接头 在低温管道的分岔处，设置T形管接头。 T形管接头的结构可保证不依靠可伸缩部件 的情况下，独立承受在管道工作压力下产生

图4弯头结构 齿管 2.隔热层3.支架

种力，并将这些力传送到支架及基础。 管接头同样有隔热层，其结构见图5所 5.吸附管段 吸附管段的作用是利用装在管道绝热腔

及附管段的作用是利用装在管道绝热腔

有可完成解吸过程的装置。 吸附管段结构较为复杂。在外壳2中的 支柱1上安装内管5，在绝热腔内用铜粉烧 结制成的扇形片4和筋片7隔出空间，其中 充填吸附剂8（分子筛）。 此处将隔热层6加在护板9上。以便使 剩余气体自由进入吸附剂。 为了对装在环形空间中的吸附剂（分子 筛）进行再生，内部安装有蛇形管11。蛇形管 两端有伸出外壳的管接头10和3。管接头10 连接加热气体进口（进气管），管接头3用以 排出加热气体（排气管）。 吸附剂的再生，应该和管道抽真空同时 进行。 吸附管段结构见图6

1.内管2.隔热层3.5支架 4.外壳5。接管

1.内管2.隔热层3.5支架 4.外壳5。接管

中的吸附剂的吸收能力，吸收并承受管道绝 热腔中的最小剩余压力，保证绝热腔中的真 空度。它与其他部件的区别在于其绝热腔中 装有可吸附气体分子的固体（分子筛），并带

2.外壳3。排气管4。铜粉烧结成的扇形片 7.筋片8.吸附剂9.护板10.进气管11。站

，外壳3，排气管4：铜粉烧结成的扇形片5.！ 筛片8。吸附剂9.护板10.进气管11，蛇形

腔分成若干不相通的部分，以便分段进行管 道加热，吸附剂再生及管道绝热腔抽真空。 带异径管的管段见图7。 7.内管补偿器 在低温管道工作过程中，内管在373K （加热时）至77K（液氮温度）下工作。由于温 差大，从而引起内管有较大的温度变形，因 此需设置内管补偿器。内管补偿器为波纹管 型，依靠波形部分的弹性变形来吸收内管的 长度变化。内管补偿器的型号、数量及安装 地点，需根据工艺计算确定。

6.带异径管的管段 带异径管的管段用来将内管产生的负荷 传送到低温管道的外管及支架上。 异径管有两种型式，一种异径管上面钻 孔而另一种则不钻孔。上面钻孔的异径管用 于代替内管支架，使内管和外管固定连接。 不带孔异径管用于把低温管道的绝热腔分隔 成几个独立的区段。不带孔异径管一般用在 与低温设备进出口连接处的外部管段上，使 低温管道的绝热腔与外界隔断：也可用在较 长低温管道的指定区段。把低温管道的绝热

有开性日 1.内管2.外管3.支柱4.隔热层5.异径管 内管补偿器的安装连接见图8。

图7 带异径管的管段

图8中补偿器4装在套管2和内环3之 间，沿端面焊接。再将环1焊在套管2上， 在套管2中标出补偿器的公称尺寸。套管2 上的“n”形凸肩用作压紧补偿器的挡块。用 专用工具将补偿器预先压紧，当补偿器压紧 至规定的长度后，安装焊接在内管上。 8.外管管接头 外管管接头是低温液体管道绝热腔连接 的特殊部件，它是一段圆简形管子，其上安有 焊接连接的真空阀、保护膜，有时还配有单 波外管补偿器。真空阀用于保证绝热腔的密 封，当检查低温管道绝热腔的压力，或对管

图8内管补医 环 2.套管3.内环4.补偿器 5.内管

道绝热腔进行抽真空时使用真空阀。用金属 软管将真空阀与测量仪表或真空机组连接起 来，打开真空阀，即可进行抽真空等作业。 保护膜用于在内管密封被破坏、低温液 体管道绝热腔内压力突然升高时，保护外管 不被破坏。其作用原理为：当低温管道绝热 腔中压力突然升高时，保护膜发生变形，并 被安装在保护外罩中的顶针顶破，使管道绝 热腔泄压。因此，保护膜起到保护外管不被 破坏的作用。 外管管接头，根据管段长度及布置决定 其数量及安装位置。

各种基础施工方案外管管接头的结构见图9。

②活动支座 活动支座中，管道与支座之间不固结， 可产生相对移动，活动支座只承受管道自重 产生的垂直负荷，不承受轴向负荷。活动支 座形式见图10（b），活动支座的布置要根据 管道允许的跨距决定。活动支座在图1中以 H型示出。

1.内管2、管接头3、真空阀4.单 波补偿器5。保护膜6.环7.外單 8.顶针9.法兰盘10.隔热层

9.管道支架 低温管道支架分为上部支座及下部支承 结构，上部支座为制造厂制造，下部支承结 构为土建专业设计，现场施工。 （1）上部支座 上部支座用于将外管固定（或支撑）于下 部支承结构上。上部支座又分为固定式及活 动式两种。· ①固定支座 固定支座承受外管温度变形产生的轴向 负荷及管道自重产生的垂直负荷。它与外管 管壁之间的连接为固结，互相之间不产生相 对位移。固定支座的形式见图10（a），固定 支座的布置见图1中K型支座。

图10低温管道上部支座

（2）下部专承结构 可为落地支架及架设在建筑物上的托 架。在低温管道支座下，沿整个管道长度铺 设连续槽钢（或工字钢），把上部支座焊于槽 钢上。低温液体管道自重产生的垂直负荷及 温度变形产生的轴向负荷均作用槽钢上， 槽 钢再传到支架上。槽钢的允许挠度（在各种 负荷的作用下）不得大于10mm。

【1994年9月22日）

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