Aus einzelnen Abschnitten bestehende, doppelwandige Rohrleitung für Flüssigkeiten oder Gase hoher Temperatur. Die Erfindung betrifft eine aus einzel nen Abschnitten bestehende, doppelwandige Rohrleitung für Flüssigkeiten oder Gase hoher Temperatur, mit einer innern, das För dermittel leitenden und einer äussern, den Druck des durchströmenden Mittels aufneh menden Wandung und einer Wärmeisolie rung zwischen beiden Wandungen.
Bei den bekannten Rohrleitungen dieser Art ist der innere Mantel in Rohrabschnitte unterteilt. Sie haben den Nachteil, dass durch die Trennfugen zwischen den Rohrabschnit ten das durchströmende Mittel hindurch treten und eine Durchströmung des Raumes zwischen Innen- und Aussenmantel erfolgen kann. Wenn es sich dabei auch nur um ver- hältnismässig geringe Mengen handelt, so be steht die Gefahr, dass trotzdem der Aussen mantel auf eine hohe Temperatur erhitzt wird und, da. er absichtlich zwecks Verbilli gung der Rohrleitung aus nicht wärmefestem Material besteht, Schaden leiden kann.
Zur Beseitigung dieses Nachteils wird erfindungsgemäss die Innenwandung der ein zelnen Abschnitte gegen die äussere Wan ,dung derart abgedichtet, d,ass das Förder- mittel den Raum zwischen der innern und der äussern Wandung nicht durchströmen kann.
Vorzugsweise ,sind die Abschnitte des Innenmantels in der Weise .getrennt, dass die Trennfugen längs Linien gleichen Druckes verlaufen. Ipsbesondere kann die Abdichtung zwischen Innen- und Aussenmantel derart nachgiebig ausgebildet sein, dass trotz der Unterschiede sowohl in Temperatur als auch in radialer Ausdehnung beider Mäntel eine Überschreitung der zulässigen Spannungen in der Abdichtung vermieden ist. Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt den Längsschnitt einer Rohr leitung nach der Erfindung, Fig. 2 den Querschnitt II-II zu Fig. 1, Fig. 3 die Zentrierung des, innern Mantels, Fig. 4 eine Abänderung von Fig. 1, Fib. 5 die Trennun-@ der Rohrabschnitle in einem Rohrkrümmer.
Die Rohrleitung 1 in Fig. 1 hat einen Innenmantel 2, der in Rohrabschnitte unter teilt und der hohen Temperatur des durch- strömenden Mittels ausgesetzt ist und dein- entsprechend aus einem Material besteht, das z. B. durch geeignete Legierung oder Ober- fläc-henbehandlung hitzebeständig resp. zun- derfest ist. Die Rohrabschnitte des Innen mantels 2 sind von Isolationsschichten 3 um geben.
Dadurch werden die Rohre des Aussen mantels 4 vor .der hohen Temperatur des durchströmenden Mittels geschützt, hingegen nehmen sie den Gasdruck des durchströmen den Mittels auf und sind durch Flanschen a- miteinander verbunden und gegeneinander abgedichtet.
An das Ende 6 der Innenmantel-Rolir- abschnitte -2 ist die Abdichtung 7, ein "1,s Kegelmantel geformtes Blech, angeschweisst. Die Abdichtung 7 ist mittels des Flansches 8 gegen den Aussenmantel ohne Zerstörung lösbar abgedichtet, indem dieser zwischen. den Rohrflanschen 5 eingespannt ist.
Somit sind die Rohrabschnitte 2 des Innenmantels gegen den Aussenmantel 4 derart abgedichtet, da.ss eine Durchströmung des Raumes zwi- sehen Innenmantel und Aussenmantel, näm lich der Isolation 3 und des Ringspaltes 9, von der Trennfuge 10 bis zur Trennfuge 11 verhindert wird. Die Isolation 3 ist am untern Ende durch einen Schutzring 12, am obern. Ende durch ein Schutzblech 13 gegen Abbröckeln geschützt.
Der Schutzring 12 ist mit der Abdichtung 7 verschweisst, während das Schutzblech 13, am Ende 14 des Innen mantelabschnittes 2 angeschweisst, konisch gestaltet und mit Lappen 15, Fig. 3, ver sehen ist, die sich gegen den Aussenmantel 4 abstützen. Durch die Lappen 15 wird der Irn.enmantel 2 am freien Ende 14 zentriert, ohne die Verbindung des Ringspaltes 9 mit dem Innern der Rohrleitung 1 zu unter brechen. Der Ringspalt 9 dient dazu, wenn die Rohrleitung 1 vom Druck entlastet wird, dass da-s. in der Isolation 3 enthaltene Gas rasch und ohne Schaden für die Isolation ent weichen kann.
Indem das Ende 14 des InnenmanIel- abschnittes 2 in die trichterförmige Abdich tung 7 dey anschliessenden M Mantelabschnittes 2 hineinragt, ;sind- die näher .dem Aussen mantel 4 gelegenen Teile der Abdichtung 7, z. B. der Flansch 8, gegen die unmittelbare Einwirkung der Temperatur des durch strömenden Mittels geschützt.
Dies wird noch dadurch gefördert, dass sich die Isolation 3 a a ueh zwischen dein Ende 14 und dem koni- sehen Schutzblech 1-3 erstreckt.
Von, dem heissen Innenmantel 2 strömt Wärme durch die angeschweisste Abdichtung 7 zum Aussenmantel 4 hin. Um diesen Wärmeabfluss zu verringern, ist die Blech dicke der Abdichtung 7 geringer als die Blechdicke des Innenmantels 2.
Das Aussenrohr 4 ist von einer weiteren Isolation issehielit 16 umgeben. Durch eine bestimmte Beme,sung der beiden Isölier- schichten 3 und 16 bezw. durch ein bestimm tes Verhältnis ihrer Dicken im Zusammen hang mit der Wahl des Isoliermaterials kann erzielt werden, da.ss die.
Temperatur des Aussenrohres 4 in einem für das =legierte Material dieses Rohres zulässigen Bereich liegt. Die Isolierschicht 3 kann auf dei- Aul3enseite auch wellenförmig ausgestaltet sein, wie in einem Teil der Fig. 2 punktiert angegeben, damit die Isolierschicht 3 sich gegen das Aussenrohr 4 abstützen kann. Die Schicht 16 kann aus anderem Material als die Schicht 3 sein.
Die Isolationsschicht 3 kann. ferner noch von einem besonderen Schutzmantel 25, z. 13. aus perforiertem Blech oder Drahtgitter, umgeben sein.
In Fig. 4 ist die Abdichtung 7 sowohl am Innenmantel-Rohrabselinitt 2 als auch am Aussenmantel 4 angeschweisst, wobei das Ende 6 des Rohrabschnittes 2 über die Schweissstelle 17 vorsteht, damit das freie Ende 14 des untern Rohrabschnittes 2 zentriert werden kann. Hierfür ist der Zen trierring 18, der das Ende 6 umfasst, an dem untern Rohrabschnitt 2 angeschweisst.
Der Zentrierring 18 ist mit Offnungen 19 ver- sehen, damit der Ringspalt 9 und die Innen- i.cöla.tion 3 mit dem Innern der Rohrleitung l in Verbindung stehen.
Die Trennfugen, 10 und! 11, Fig. 1, ver laufen längs Linien gleichen Druckes, damit nicht durch Druckunterschiede an verschie denen Stellen der Trennfugen eine geringe Zirkulation des heissen durchströmenden 11Tittels im Raum zwischen. Innenmantel 2 und Aussenmantel 4 stattfinden kann und' ein Teil des Aussenmantels in der Nähe der Trennfuge 10 bezw. 11 auf die hohe Tempe ratur des durchströmenden Mittels erhitzt wird.
In den geraden Rohrstücken der Lei tung 1 stehen die Linien gleichen Druckes senkrecht zur Rohrachse, innerhalb eines Krümmers verlaufen sie ganz anders, näm lich wie die Trennfuge 20 in Fig. 5.
Würden die Rohrabschnitte 2 längs der s.trichpunk- tierten Trennfuge 21 senkrecht zur Rohr achse getrennt, so bestände, weil an der Stelle 22 ein anderer Druck als an der Stelle 23 herrscht, die Gefahr,,dass an der Stelle 23 das heisse Mittel in den Raum 9 ,gelangt, um längs des Aussenrohres 4 zur Stelle 22 zu strömen, wodurch örtlich eine Erhitzung des Aussenrohres 4 stattfinden würde. Da die Trennfuge 20 gemäss einer Linie gleichen Druckes im Krümmer bei der Durch strömung im Sinne des Pfeils 24 verläuft, kann eine siolche Strömung längs des Aussen mantels 4 nicht auftreten.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass in einem Rohrstück des Aussenmantels 4 auch mehr als ein Abschnitt des Innenmantels 2 vor gesehen sein kann. Dies, kann sowohl bei ge raden Rohrstücken als bei Rohrkrümmern der Fall sein.
Weil die B.eiriebstemperatur des Innen rohres 2? höher ist als diejenige des Aussen rohres 4, dehnen ;sich die Innenrohrabschnitte 2 sowohl in der Richtung der Rohrachse als auch radial viel mehr,als -die Rohrstücke des Aussenmantels. Schon aus diesem Grunde müssen die Trennfugen 10, 11, Fig. 1, und 20, Fig. 5, der achsialen Ausdehnung des betreffenden Innenrohrabschnittes 2 ent sprechend bemessen. sein.
Bei dem Unterschied in der Radial- dehnung zwischen Innenmantel 2 und Aussenmantel 4 würde eine Abdichtung 7 in einer Ebene senkrecht zur Rohrachse an geordnet zu wenig nachgiebig sein, da in einer solchen Radialabdichtung am Innen mantel 2 durch,die auftretenden hohen Tem peraturen für die Festigkeit des Materials unzulässig hohe Spannungen auftreten.
Des halb ist die Abdichtung 7 zwischen Innen- und Aussenmantel durch die trichterförmige Ausbildung derart nachgiebig gestaltet, dass trotz der Unterschiede sowohl in Tempera tur als auch in radialer Ausdehnung beider 14läntel eine Überschreitung der zulässigen Spannungen im Werkstoff der Abdichtung 7 vermieden ist.
An Stelle der trichterförmi gen Ausbildung könnte der Querschnitt der Abdichtung 7 in -der Längsrichtung auch S-förmig, Z-förmig oder auf andere Art nachgiebig gestaltet sein.
Double-walled pipeline consisting of individual sections for liquids or gases of high temperature. The invention relates to a double-walled pipeline for liquids or gases of high temperature, consisting of individual NEN sections, with an inner, the För dermittel conductive and an outer, the pressure of the flowing agent receiving wall and a thermal insulation between the two walls.
In the known pipelines of this type, the inner jacket is divided into pipe sections. They have the disadvantage that the medium flowing through passes through the joints between the pipe sections and the space between the inner and outer casing can flow through. If the amounts involved are even relatively small, there is a risk that the outer jacket will nevertheless be heated to a high temperature and, there. it is intentionally made of non-heat-resistant material in order to make the pipeline cheaper and can suffer damage.
To eliminate this disadvantage, according to the invention, the inner wall of the individual sections is sealed against the outer wall in such a way that the conveying means cannot flow through the space between the inner and outer walls.
The sections of the inner jacket are preferably separated in such a way that the joints run along lines of equal pressure. In particular, the seal between the inner and outer sheaths can be designed to be flexible in such a way that, despite the differences both in temperature and in the radial expansion of the two shells, the permissible stresses in the seal are prevented from being exceeded. Three exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing.
Fig. 1 shows the longitudinal section of a pipe line according to the invention, Fig. 2 shows the cross-section II-II to Fig. 1, Fig. 3 shows the centering of the inner jacket, Fig. 4 is a modification of Fig. 1, Fib. 5 the separation @ of the pipe sections in a pipe bend.
The pipeline 1 in FIG. 1 has an inner jacket 2 which divides into pipe sections and is exposed to the high temperature of the medium flowing through it and accordingly consists of a material which, for B. by suitable alloy or surface treatment heat-resistant, respectively. is solid. The pipe sections of the inner jacket 2 are of insulation layers 3 to give.
As a result, the tubes of the outer jacket 4 are protected from the high temperature of the medium flowing through, but they absorb the gas pressure of the medium flowing through and are connected to one another by flanges a- and sealed against one another.
The seal 7, a sheet metal shaped like a cone shell, is welded to the end 6 of the inner jacket roll-off sections -2. The seal 7 is detachably sealed against the outer jacket by means of the flange 8 by placing it between the pipe flanges 5 is clamped.
Thus, the pipe sections 2 of the inner jacket are sealed against the outer jacket 4 in such a way that flow through the space between the inner jacket and the outer jacket, namely the insulation 3 and the annular gap 9, from the separating line 10 to the separating line 11 is prevented. The insulation 3 is at the lower end by a protective ring 12, at the top. The end is protected against crumbling by a protective plate 13.
The protective ring 12 is welded to the seal 7, while the protective plate 13, welded to the end 14 of the inner jacket section 2, is conical and is seen with tabs 15, FIG. 3, which are supported against the outer jacket 4. By means of the tabs 15, the inner jacket 2 is centered at the free end 14 without breaking the connection between the annular gap 9 and the interior of the pipeline 1. The annular gap 9 is used when the pipeline 1 is relieved of pressure that da-s. Gas contained in the insulation 3 can escape quickly and without damage to the insulation.
By the end 14 of the inner casing section 2 protruding into the funnel-shaped sealing device 7 dey adjoining M casing section 2, the closer .dem outer casing 4 parts of the seal 7, z. B. the flange 8, protected against the direct effect of the temperature of the flowing medium.
This is further promoted by the fact that the insulation 3 a also extends between your end 14 and the conical guard plate 1-3.
From the hot inner jacket 2, heat flows through the welded-on seal 7 to the outer jacket 4. In order to reduce this heat dissipation, the sheet metal thickness of the seal 7 is less than the sheet metal thickness of the inner jacket 2.
The outer tube 4 is surrounded by a further insulation layer 16. By a certain Beme, solution of the two Isölier- layers 3 and 16 respectively. through a certain ratio of their thicknesses in connection with the choice of insulating material can be achieved that the.
Temperature of the outer tube 4 is in a range permissible for the alloyed material of this tube. The insulating layer 3 can also be configured in a wave-shaped manner on the outside, as indicated by dotted lines in a part of FIG. 2, so that the insulating layer 3 can be supported against the outer tube 4. The layer 16 can be made of a different material than the layer 3.
The insulation layer 3 can. also of a special protective sheath 25, for. 13. made of perforated sheet metal or wire mesh.
In Fig. 4, the seal 7 is welded both to the inner jacket pipe section 2 and to the outer jacket 4, the end 6 of the pipe section 2 protruding over the weld 17 so that the free end 14 of the lower pipe section 2 can be centered. For this purpose, the Zen trier ring 18, which includes the end 6, is welded to the lower pipe section 2.
The centering ring 18 is provided with openings 19 so that the annular gap 9 and the internal oil connection 3 are connected to the interior of the pipeline 1.
The parting lines, 10 and! 11, Fig. 1, ver run along lines of the same pressure, so that there is no low circulation of the hot flowing through 11Tittels in the space between due to pressure differences at different points of the parting lines. Inner jacket 2 and outer jacket 4 can take place and 'a part of the outer jacket in the vicinity of the parting line 10 respectively. 11 is heated to the high tempe temperature of the medium flowing through.
In the straight pipe sections of the Lei device 1, the lines of the same pressure are perpendicular to the pipe axis; within a bend they run quite differently, namely like the parting line 20 in FIG. 5.
If the pipe sections 2 were to be separated along the dotted dividing line 21 perpendicular to the pipe axis, there would be the risk that the hot medium in the position 23 would occur because the pressure at point 22 differs from that at point 23 the space 9, in order to flow along the outer pipe 4 to the point 22, whereby a local heating of the outer pipe 4 would take place. Since the parting line 20 runs along a line of equal pressure in the bend when the flow is through in the direction of the arrow 24, such a flow along the outer jacket 4 cannot occur.
From Fig. 5 it can be seen that more than a section of the inner jacket 2 can be seen in a pipe section of the outer jacket 4. This can be the case for straight pipe sections as well as pipe bends.
Because the operating temperature of the inner pipe 2? is higher than that of the outer tube 4; the inner tube sections 2 both in the direction of the tube axis and radially much more than the tube pieces of the outer jacket. For this reason alone, the parting lines 10, 11, Fig. 1, and 20, Fig. 5, the axial extent of the inner pipe section 2 in question dimensioned accordingly. his.
Given the difference in the radial expansion between the inner jacket 2 and the outer jacket 4, a seal 7 in a plane perpendicular to the pipe axis would not be sufficiently flexible, since in such a radial seal on the inner jacket 2, the high temperatures that occur for strength inadmissibly high tensions occur in the material.
Therefore, the seal 7 between the inner and outer shell is designed to be flexible due to the funnel-shaped design that, despite the differences in both temperature and radial expansion, the permissible stresses in the material of the seal 7 are avoided.
Instead of the funnel-shaped design, the cross-section of the seal 7 in the longitudinal direction could also be S-shaped, Z-shaped or resilient in some other way.