<Desc/Clms Page number 1>
Doppelwandiger Hohlkörper für die Aufnahme eines heissen, unter Druck stehenden gasförmigen Mediums
Die Erfindung betrifft einen doppelwandigen Hohlkörper für die Aufnahme eines heissen, unter Druck stehenden gasförmigen Mediums, welcher im Raum zwischen Innen- und Aussenwand einen wärmeisolierenden Stoff enthält, und bei welchem die Innenwand mit Öffnungen zur Herstellung eines Druckausgleiches zwischen dem den Isolierstoff enthaltenden Raum und dem Innenraum des Hohlkörpers versehen ist,
Solche Hohlkörper werden vorzugsweise als Gehäuse für Apparate und Maschinen und als Rohrleitungen in Wärmekraftanlagen verwendet, bei welchen ein gasförmiges Arbeitsmittel einen Kreislauf beschreibt.
Die Aussenwand hat hiebei den Druck des Arbeitsmittels aufzunehmen, wobei sie aber wegen des zwischen Innen- und Aussenwand eingebrachten Isolierstoffes verhältnismässig kühl bleibt, auch wenn im Innern des Hohlkörpers ein hocherhitztes Arbeitsmittel strömt. Da der Druck zwischen dem den Isolierstoff enthaltenden Raum und dem Innenraum des Hohlkörpers ausgeglichen ist, ist das Innenrohr nur der hohen Temperatur des Arbeitsmittels ausgesetzt, jedoch nicht bezüglich Festigkeit beansprucht.
Bei Änderung des Arbeitsmitteldruckes tritt bei diesen Hohlkörpern ein Gasaustausch zwischen dem mit Isolierstoff gefüllten Raum und dem Innenraum auf, so dass die Gefahr besteht, dass Isolierstoffteilchen in den Arbeitsmittelraum hineingerissen werden und sich mit dem Arbeitsmittel des Kreislaufes vermischen. Eine bekannte Massnahme, diesem Lbelstand entgegenzuwirken, besteht darin, dass der Druckausgleich durch Rohre verhältnismässig kleinen Durchmessers hergestellt wird, welche von einer Stelle des Innenrohres ausgehen und den Isolierstoffraum in Längsrichtung durchdringen. Diese Rohre sind auf ihrer ganzen Länge mit einer Vielzahl von kleinen Öffnungen versehen.
Anderseits ist auch die Massnahme bekannt, bei der Aussenseite der Innenwand des Hohlkörpers einen unmittelbar von demselben und ferner von einem durchlochten, sich an den Isolierstoff anschmiegenden Mantel begrenzten Hohlraum vorzusehen, der durch ein Druckausgleichsloch in der Innenwand auch mit dem Innern des Hohlkörpers in Verbindung steht.
Diese mit einer Vielzahl von kleinen Löchern versehenen Teile vermögen wohl ein Mitreissen von Isolierstoff in den Arbeitsmittelraum so weit zu verhindern, dass im Arbeitsmittelkreislauf keine den Betrieb störenden Ablagerungen verursacht werden. Indessen vermögen diese Mittel jenen Anforderungen nicht zu genügen, welche dann gestellt werden, wenn das gasförmige Arbeitsmittel in einem Kernreaktor erhitzt wird, da dann peinlich zu vermeiden ist, auch nur ganz geringe Mengen von neutronenabsorbierendem Stoff durch den Reaktor zu führen.
Bei einem doppelwandigen Hohlkörper der eingangs beschriebenen Art wird nun gemäss der Erfindung zwischen dem Isolierstoff und der Innenwand des Hohlkörpers eine Filterschicht eingelegt, welche verhindert, dass Isolierstoffteile durch die Öffnungen der Innenwand in den Innenraum des Hohlkörpers gelangen.
Durch diese Massnahme wird erreicht, dass auch ganz kleine Isolierstoffteilchen zurückgehalten werden und nicht zu den Öffnungen in der Innenwand gelangen und durch diese hindurchtreten können.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines solchen Hohlkörpers als gasführenden Teil in einer Wärmekraftanlage mit Kreislauf eines gasförmigen Arbeitsmittels, welches in einem Atomkernreaktor erhitzt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 ein gasführendes Doppelrohr und Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
<Desc/Clms Page number 2>
Die Aussenwand des Hohlkörpers besteht aus einem Rohr 1, welches beispielsweise aus ferritischem Baustoff bestehen kann. Ein koaxial zum Rohr 1 angeordnetes Innenrohr 2 bildet die Innenwand des Hohlkörpers und dient zur Führung eines heissen Gases unter Druck. Das Innenrohr 2 ist mit Öffnungen 3 versehen, welche dazu dienen, einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum und dem Raum zwischen dem Aussenrohr 1 und dem Innenrohr 2 herzustellen.
In diesem Zwischenraum ist eine aus Isolierstoff bestehende Schichte a vorgesehen, welche am Aussenrohr 1 anliegt. Gegen innen füllt indessen diese Isolierstoffschichte 4 nicht den ganzen Zwischenraum aus, sondern es ist zwischen dem Isolierstoff 4 und dem Innenrohr 2 eine aus langfaserigem Stoff bestehende Filterschichte 5 eingelegt. Diese Filterschichte 5 verhindert, dass Isolierstoff der Schichte 4 durch die Öffnungen 3 des Innenrohres 2 in den Innenraum des Doppelmantelrohres gelangen und sich so dem darin strömenden Gas beimischen kann. Für die Isolierschichte4 kann beispielsweise eine. aus Mine- ralwolle bestehende Stopfisolation verwendet werden. Die Filterschichte 5 besteht dagegen vorzugsweise aus einem dichten langfaserigen mineralischen Geflecht oder Gewebe, das neben seiner Filtereigenschaft auch eine gute Isolierfähigkeit aufweist.
Als Unterlage für die Filterschichte 5 sind ferner zwischen ihr und dem Innenrohr 2 übereinandergelegte Drahtgeflechte 6 und 7 vorgesehen. Das der Filterschichte zunächstliegende Drahtgeflecht 7 weist eine kleinere Maschenweite auf als das auf der Seite des Innenroh - res 2 liegende Drahtgeflecht 6. Zwischen den Drahtgeflechten 6 und 7 können auch noch eine oder mehrere weitere Lagen von Drahtgeflechten vorgesehen sein. Ein um die Filterschichte 5 gewickeltes Band 8 dient dazu, diese Filterschichte mit den zwischengelegten Drahtgeflechte 6 und 7 auf dem Innenrohr festzuhalten.
Das hohen Gastemperaturen ausgesetzte Innenrohr wird vorzugsweise aus austenitischem Stahl gefertigt. Auch für die Drahtgeflechte 6 und 7 wird zweckmässig austenitischer Baustoff verwendet. Die Drahtgeflechte mit den Zwischenräumen zwischen den Maschen bilden selbst eine Isolierschichte, welche einen gewissen Temperaturabfall bis zur Filterschichte 5 bewirkt, so dass für diese eine geringere Temperaturbeständigkeit als für das Innenrohr 2 erforderlich ist.
Ausserdem erlaubt das die grössere Maschenweite aufweisende Drahtgeflecht 6 mit allfällig noch weiteren zwischen den Drahtgeflechten 6 und 7 vorgesehenen Lagen eine Gaszirkulation in der Längsrichtung des Rohres. Auch bei einem infolge von Reibungsverlusten auftretenden Druckgefälle im Innenraum in Längsrichtung des Rohres stellt sich so im Bereich der Drahtgeflechte ein gewisser Druckausgleich her. und es wird eine Gasströmung in der Filterschichte 5 und der Stopfisolation4 weitgehend vermieden.
Die freien Räume zwischen den Maschen der Drahtgeflechte 6 und 7 und allfälliger weiterer Lagen von Drahtgeflechten gestatten ferner, dass das bei einer Drucksteigerung im Innern des Rohres 2 durch die Öffnungen 3 in den Raum zwischen innenrohr 2 und Aussenrohr 1 einströmende Gas sich über die ganze Fläche der Fil- terschichte 5 ausbreitet, so dass diese mit nur sehr geringer Geschwindigkeit durchströmt wird. Umgekehrt strömt bei Drucksenkung im Innenraum das aus der Isolierschichte4 sich entladende Gas mit gleichmässig kleiner Geschwindigkeit durch die Filterschichte5 und konzentriert sich erst innerhalb der Drahtgeflechtlagen 7-6 auf die Abströmöffnungen 3 des Innenrohres. Auch dieser Umstand dient dazu, ein Mitreissen von Isolierstoff in den Innenraum des Rohres 2 zu vermeiden.
Zwischen dem Innenrohr 2 und der Filterschichte 5 können auch mehrere Lagen von Drahtgeflechten mit abgestufter Maschenweite vorgesehen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Doppelwandiger Hohlkörper für die Aufnahme eines heissen, unter Druck stehenden gasförmigen Mediums, welcher im Raum zwischen der Innen-und Aussenwand einen wärmeisolierenden Stoff enthält, und bei welchem die Innenwand mit Öffnungen zur Herstellung eines Druckausgleiches zwischen dem den Isolierstoff enthaltenden Raum und dem Innenraum des Hohlkörpers versehen ist. dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Isolierstoff (4) und der Innenwand (2) des Hohlkörpers eine aus langfaserigem Stoff bestehende Filterschichte (5) eingelegt ist, welche verhindert, dass Isolierstoffteile durch die Öffnungen (3) der Innenwand (2) in den Innenraum des Hohlkörpers gelangen.