石家庄铁道大学毕业设计
3.4.2 环状管网
环状管网的系统型式见图3-2。
图3-2 环状管网
环状管网和枝状管网相比，热网投资增大，运行管理更为复杂，热网要有较高的自动控制措施。
根据本设计的特点，综合比较后，决定采用适用小范围供热、形式简单、成本低廉的枝状管网型式进行管线布置。
3.5 供热系统热用户与热水网路的连接方式
供暖系统热用户与热水网路的连接方式可分为直接连接和间接连接两种方式。 直接连接使用户系统直接连接于热水网路上。热水网路的水力工况(压力和流量状况)和供热工况与供暖热用户有着密切的联系。间接连接方式是在供暖系统热用户设置表面式水-水换热器(或在热力站处设置担负该区供暖热负荷的表面式水-水换热器)，用户系统与热水网路被表面式水-水换热器隔离，形成两个独立的系统。用户与网路之间的水力工况互不影响。
供暖系统热用户于热水网路的连接方式，常见的有以下几种方式： (1)无混合装置的直接连接
热水由热网供水管直接进入供暖系统热用户，在散热器内放热后，返回热网回水管去。这种直接连接方式最简单，造价低。但这种连接方式，只能在网路的设计供水温度不超过规范规定的散热器供暖系统的最高热媒温度时，且用户引入口处热网的供、回水管的资用压差大于供暖系统用户要求的压力损失时方可应用。
(2)装水喷射器的直接连接
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热网供水管的高温水进入水喷射器，在喷嘴出形成很高的流速，喷嘴出口处动压升高，静压降低到低于回水管的压力，回水管的低温水被抽引进入喷射器，并与供水混合，使进入用户供暖系统的供水温度低于热网供水温度，符合用户系统的要求。
水喷射器无活动部件、构造简单、运行可靠、网路系统的水力稳定性好。但由于水喷射器需要消耗能量，热网供、回水之间需要足够的资用压差，才能保证水喷射器正常工作。这种连接方式只用在单幢建筑物的供暖系统上，需要分散管理。
(3)装混合水泵的直接连接
当建筑物用户引入口处，热水网路的供、回水压差较小，不能满足水喷射器正常工作所需的压差，或设集中泵站将高温水转为低温水，想多幢或街区建筑物供暖时，可采用这种连接方式。
在热力站处设置混合水泵的连接方式，可适当的集中管理。但混合水泵连接方式的造价比采用水喷射器的方式高，运行中需要经常维护并消耗电能。
(4)间接连接
热网供水管的热水进入设置在建筑物用户引入口或热力站的表面式水-水换热器内，通过换热器的表面将热能传递给供暖系统热用户的循环水，冷却后的回水返回热网回水管区。
间接连接方式需要在建筑物用户入口处或热力站内设置表面式水-水换热器和供暖系统热用户的循环水泵等设备，造价比直接连接高得多。循环水泵需经常维护，并消耗电能，运行费用增加。但热源的补水率大大减少，同时热网的压力工况和流量工况不受用户的影响，便于热网运行管理。
这种连接方式只有在热网回水关在用户入口处的压力超过该用户散热器的承受能力，或高层建筑采用直接连接，影响到整个热水网路压水平升高时才采用。
在本设计中都是多层建筑，而且采用低温水热水供暖系统，因此选择无混合装置的直接连接是最经济、最合理的方式。
3.6 供热管道的定线原则
3.6.1 热源位置
本设计热源为小区内的换热站
3.6.2 管网的走向
实际定向时要掌握地质，水文资料，地上，地下构筑物情况，除了技术经济合理外还要考虑维修管理方便，布置时应注意：
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(1)管道应尽量穿越负荷区，走向宜平行于建筑物。 (2)尽量少穿越公路，铁路等主要交通干线。 (3)为了施工及管理方便，管线应尽量走绿化地带。
(4)热力管沟外侧与其他建筑物，管线保持一定距离，与基础外边间距不小于1.5米。
(5)热网规划时应当适当考虑各小区连接方便及小区负荷对称。
3.6.3 敷设方式
合理的选择供热管道的敷设方式，应对节约投资、保证热网安全可靠地运行及交通情况等综合考虑，力求与总体布局协调一致。
供热管道的敷设方式可分为架空敷设和地下敷设。考虑到北京地区的气候条件，小区所在地的地质条件，地下水位及供暖管网与小区整体环境和协调性等条件，本设计均采用地下敷设方式。
地下敷设可分为两种方式： (1)地沟敷设
①通行地沟敷设：工作人员可能直立通行的地沟，但造价高。
②半通行地沟敷设：当管道根数较多，采用单排水平布置沟宽度受到限制时，可采用半通行地沟。
③不通行地沟敷设：当管道根数不多且维修工作量不大时，可采用不通行地沟，其造价较低、占地小，但检修方便。
(2)无沟(直埋)敷设
直埋设于土壤中，最多采用的型式是供热管道、保温层和保护外壳三者紧密 粘合在一起，形成整体式的预制保温管结构型式。
①直埋敷设的优点
直埋敷施工工期短，对其他管道埋设道路工程及现场运输影响很少；开挖土方量少，只有半通行地沟敷设的20%，而挖出土壤最后可全部回填不必外运，不少资料报导，直埋敷设比半通行地沟敷设节省投资30%左右；聚氨脂直接在管道外围发泡形成的保温效果比其他任何保温材料导热系数小，牢固性强，玻璃钢外壳封闭性好，地下水及冷土层对它无影响，据国外资料报导，使用寿命长达40～50年，中间无须维修，因此我选用直埋敷设。由于受土壤摩擦力的约束，预制保温管可实现无补偿直埋敷设。本设计埋深大于0.8m。
②无补偿直埋供热管道施工方法及应注意的问题
1)为了减小管道的温度应力，管道埋土前进行预加热，加热温度一般可取其工作
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温度的一半，这时使管道产生热伸长，直至敷土夯实完毕，再让它降温。这时管道无法收缩就产生了冷拉应力，此拉应力也正好是管道工作热压应力之半，这样待日后管道再升温时，此拉应力将逐步减小，待温升到复土预加热温度后，管壁拉、压应力正好完全抵消，等管道温升到工作温度时，则其热应力只有不预热条件之半，因此这是管道工作温度较高时必须采取的安全措施。管道预热措施可在管网适应位置架一水箱将水烧热，然后用泵注入管道，并在各用热户终端临时接通供、回水管，使之水循环，以保证预热水温较长时间恒定；
2)管道保温材料必须采用聚氨脂，并直接在钢管四周发泡完成，切勿采用预制瓦块式的复合保温材料，以保证整个聚氨脂保温层与钢管之间产生强大的粘结力；
3)直埋管段中一般不宜连接什么阀件，如须安装平衡阀、入户总阀等应设在户内，如果必须在直埋管段上安装阀件，则必须附阀件紧按套管伸缩器，以便日后可以拆卸检修阀件。这时的伸缩器是不作补偿用的，故在它们两端2m深处直埋管段上各捣制一座钢筋混凝土固定墩以防止直埋管产生伸缩位移；
4)当直埋管与地沟或架空混合敷设时，直埋管快伸出土壤2m处应捣制一座钢筋混凝土固定墩；
5)如遇直埋敷设支管与非直埋主管连接时，直埋支管接近主管处应留一段地沟以便主管伸缩位移时，支管可随之产生横向摆动，以防止与主管连接处产生强大剪力而破坏其焊缝，此段地沟敷设的长度应按支管管径弹性应力条件决定；
6)固定墩结构一般应通过反推力荷重计算确定，但计算时一般很难准确，特别是埋土与玻璃钢管壁的摩擦系数，影响因素较多，取值范围太大根本无法实际应用。对DN200～DN300钢管计算，结果一般达20～30t，故固定墩可采用C20混凝土，双向配筋主筋应与钢管焊接，固定墩厚300mm，上下左右均伸出钢管壁300mm为妥； 7)供、回水双管平行直埋时，宜采取斜向布置，以便连接分支管时，可避免支管上绕与下绕跨管焊接弯头，使之难以抵抗轴向应力，造成焊缝破坏；
8)检查井数量要求少，不应设在交通要道和人行车流频繁处，在管道分支有阀门处及其他各种阀门处；套筒补偿器处；需要经常维修的设备和部件处应设检查井； 9)直埋管埋深应按规范规定，太浅则不能无补偿直埋。
表3-1 直埋敷设管道最小覆土深度
公称直径(mm) 车行道下(m) 非车行道下(m)
≦125 0.8 0.6
150~200 1.0 0.6
250~300 1.0 0.7
350~400 1.2 0.8
450~500 1.2 0.9
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