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龙图腾网获悉国能河北定州发电有限责任公司;中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司申请的专利一种超大直径直埋热水管道及其设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115823365B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211531058.X，技术领域涉及：F16L9/14；该发明授权一种超大直径直埋热水管道及其设计方法是由李宝银;韩泓池;胡增旗;刘卫国;李国新;季广辉;董舟;李凯;张德宁;阎占良;郑立国设计研发完成，并于2022-12-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种超大直径直埋热水管道及其设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种超大直径直埋热水管道及其设计方法，属于汽水管道系统设计领域，由内到外依次将承担管道介质压力的工作内管、负责工作内管防腐作用的内防腐层、负责工作内管的保温及支撑承重作用的聚氨酯保温层、负责承受土壤和交通荷载外力作用的钢外护管和负责钢外护管防腐作用的外防腐层整合为一个整体；所述工作内管的外径尺寸DN≥1800mm；所述设计方法采用先局部后整体的分析方法分析超大直径直埋热水管道模型的受力情况并验证可行性。本发明解决了远距离大流量下的直埋热水输送因管径所限而必须选择双管输送的问题，填补了直埋热水管道的技术空白，开创了国内外先例。

本发明授权一种超大直径直埋热水管道及其设计方法在权利要求书中公布了：1.一种超大直径直埋热水管道的设计方法，其特征在于：由内到外依次将承担管道介质压力的工作内管1、负责工作内管1防腐作用的内防腐层2、负责工作内管1的保温及支撑承重作用的聚氨酯保温层3、负责承受土壤和交通荷载外力作用的钢外护管4和负责钢外护管4防腐作用的外防腐层5整合为一个整体；所述工作内管1的DN≥1800mm； 设计方法包括以下步骤： 步骤1，根据直埋热水管道逐渐向高压力和大管径方向的发展要求，通过研究已有相关技术标准，分析架空管道和埋地管道的力学属性，提出超大直径的直埋热水管道模型； 步骤2，采用先局部后整体的分析方法分析超大直径直埋热水管道的受力情况并验证可行性；具体包括以下步骤： 2.1，对管道受力进行局部独立分析： 2.1.1计算工作内管1的壁厚； 由工作内管1承受工作介质内压力，不考虑土壤外压力对工作内管1的作用，计算工作内管1的壁厚；计算过程如下： 根据公式： 式中，Di为管道内径，单位为mm；G为介质质量流量，单位为th；υ为介质比容，单位为m3kg，取0.001；ω为介质流速，单位为ms，根据规范选择1.5ms～3ms； 将数据代入公式，求得Di； 超大直径直埋热水管道的工作内管只考虑工作介质的内压作用，计算管道的最小壁厚，公式如下： 式中，Sm为管子最小壁厚，单位为mm；p为设计压力，单位为MPa；[σ]t为设计温度下，该材质管道的许用应力，单位为MPa，取123MPa；D0为管子外径，单位为mm；Y为修正系数，取0.4；η为许用应力的修正系数，取0.9；C为腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度，单位为mm； 管道计算壁厚公式如下： Sc＝Sm+C1 式中，Sc为管子的计算壁厚，单位为mm；C1为管子壁厚负偏差的附加值，单位为mm； 将设计参数及系数带入公式，取一定附加值，求得最终工作内管1的壁厚，从而确定最终工作内管1的外径； 2.1.2计算钢外护管4的壁厚； 由钢外护管4承担包括交通荷载的土壤外压力，不考虑工作介质内压对其影响，计算钢外护管4的壁厚；计算过程如下： 关于埋深和交通荷载参数带入，在强度校核时，按照两轴集中载荷考虑； 地面交通载荷引起的应力计算是采用Bousinnesq方程，两轴载荷计算公式如下： 式中：P为交通载荷；hi为管顶埋深；xi为应力计算点距离管道竖直中心线的距离； 将数据代入上式中，得出σy，进而得出钢外护管4的壁厚，加上硬质聚氨酯保温层3的厚度，最终计算出钢外护管4的外径； 2.1.3计算聚氨酯保温层3的壁厚及压缩强度； 在工作内管1和钢外护管4之间，采用一定厚度的硬质聚氨酯作为保温层，硬质聚氨酯同时也承担工作内管1的支撑和防水作用；根据超大直径直埋热水管道模型中工作内管1充满热水后管道单重重量，计算保温层的抗压强度，为了保证工作内管1的支撑要求，确定聚氨酯保温层3的厚度及压缩应力； 2.1.4，设置防腐层； 在工作内管1外设置用于保护工作内管1的具有防腐作用内防腐层2；在钢外护管4外设置用于保护钢外护管4的具有防腐作用外防腐层5； 2.2对管道模型进行整体分析： 将超大直径的直埋热水管道模型的五个部分：工作内管1、内防腐层2、聚氨酯保温层3、钢外护管4和外防腐层5，进行整体分析，保证管道在设计参数下安全稳定的运行；要求超大直径的直埋热水管道模型需克服内部轴向力和切向剪切力，并将轴向力和切向剪切力两数值作为超大直径的直埋热水管道模型的校验值，以保证管道的安全性和稳定性； 步骤3，构建超大直径直埋热水管道的模型。

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