CH659118A5

CH659118A5 - DEVICE FOR PROTECTING WATER-CONTAINING PIPELINES AGAINST PRESSURE SHAFT.

Info

Publication number: CH659118A5
Application number: CH762782A
Authority: CH
Inventors: Reinhard Herrmann
Original assignee: Kraftwerk Union Ag
Priority date: 1982-03-15
Filing date: 1982-12-30
Publication date: 1986-12-31
Also published as: DE3209386A1; DE3209386C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum kanten der Ringscheiben bzw. Wendeln freigeben, an denen The invention relates to a device for edging the washers or coils to release

Schutz wasserführender Rohrleitungen gegen Druckwellen, nun die Druckwellen wie an einer Blende gebeugt werden, insbesondere der Rohrleitungen von Kühlwasserversor- Im folgenden wird anhand eines in der Zeichnung darge- Protection of water-bearing pipelines against pressure waves, now the pressure waves are diffracted like a diaphragm, especially the pipes of cooling water supply.

gungen bei Kraftwerken. Explosionen unter Wasser haben - stellten Ausführungsbeispiels die Erfindung noch näher da das Wasser im wesentlichen inkompressibel ist - Druck- 60 erläutert. Darin zeigt in vereinfachter, teils schematischer wellen zur Folge, die die Wände von Kanälen und Rohrlei- Darstellung : in power plants. Explosions under water have - illustrated embodiment of the invention even closer since the water is essentially incompressible - pressure 60. It shows in simplified, partly schematic waves that result in the walls of ducts and pipe lines:

tungen, welche mit dem Explosionsort hydraulisch kommunizieren, aber auch Teile im Innern des Kraftwerkes, beschä- Fig. 1 die Schutzeinrichtung innerhalb eines Rohrleidigen können. Zur Beherrschung und zum Abbau der auf- tungsstückes im Schnitt, wobei der Polsterschlauch nur auf grand von Unterwasserdetonationen entstehenden Druck- 6s einem Teilstück dargestellt ist ; lines that communicate hydraulically with the explosion site, but also parts inside the power plant, can damage the protective device within a pipe. For mastering and dismantling the ear piece on average, the padded hose is only shown on a large section of pressure caused by underwater detonations;

wellen ist es durch die DE-OS 2 840 593 bekannt, eine Druck- Fig. 2 die Seitenansicht A aus Fig. 1 und abbaukammer im Zuge eines Kühlwasserkanals vorzusehen, Fig. 3 im Ausschnitt perspektivisch das Einfügen des in der sich mehrere zueinander parallele, mit elastischem Dämpfungsfutters in ein Rohrleitungsstück. waves, it is known from DE-OS 2 840 593 to provide a pressure, FIG. 2, the side view A from FIG. 1 and the dismantling chamber in the course of a cooling water duct, FIG. 3 in perspective the insertion of the in which several mutually parallel, with elastic damping lining in a pipe section.

Gemäss Fig. 1 ist in ein beliebiges Rohrleitungsstück, im folgenden als Druckrohr 1 bezeichnet, eine schraubenförmig gewundene Stützspirale 2 eingebaut, welche sich mit dem Aussenumfang 2a ihrer flachkantgewickelten Wendeln 2.1 am Rohrinnenumfang Ii abstützt und einen durchgehenden kreisförmigen Innenquerschnitt Qi freilässt. Im Grenzbereich zwischen der Stützspirale 2 und dem Innenquerschnitt Qi werden in Rohrachsrichtung weisende Stützstreben 3 in die Stützspirale 2 eingebaut, und zwar im dargestellten Ausführungsbeispiel in axial fluchtende Bohrungen 3.1 der Stützspirale 2 eingeschoben. Die Stützstreben 3 sind also im Bereich der Innenumfangszonen der Wendeln 2. langeordnet; sie dienen zum einen zur Stabilisierung der Stützspirale 2, d.h. zur mindestens nachgiebigen Abstandshaltung der Wendeln 2.1 zueinander. Unter mindestens nachgiebig wird verstanden, dass zumindest eine reibschlüssige Verbindung zwischen den Stützstreben 3 und den Wendeln 2.1 besteht ; die Verbindung könnte jedoch auch mindestens in axialen Teilbereichen der Stützspirale 2 starr sein. Zum anderen verhindern die Stützstreben 3 ein Ablösen des im folgenden als Polsterschlauch bezeichneten, mit Dämpfungsmaterial gefüllten Schlauches 4, der zwischen die Wendel 2.1 der Stützspirale 2 spiralig eingefügt bzw. eingewunden ist und mit seinem Aussenumfang an der Rohrinnenwand 1 i anliegt. Der Polsterschlauch 4 ist insbesondere ein innen gummierter Gewerbeschlauch, z.B. Feuerwehrschlauch, welcher unter Vordruck mit elastischem Schaumstoff gefüllt ist, und dessen Lage zwischen der Rohrinnenwand 1 i und den Stützstreben 3 der Stützspirale 2 in radialer Lage fixiert wird. In axialer Lage wird der Polsterschlauch 4 von den Wendeln 2.1 der Stützspirale 2 gehalten. 1, a helically wound support spiral 2 is installed in any piece of pipe, hereinafter referred to as pressure pipe 1, which is supported with the outer circumference 2a of its flat-wound coils 2.1 on the inner circumference Ii of the pipe and leaves a continuous circular inner cross-section Qi. In the boundary region between the support spiral 2 and the inner cross section Qi, support struts 3 pointing in the pipe axis direction are installed in the support spiral 2, in the exemplary embodiment shown being inserted into axially aligned bores 3.1 of the support spiral 2. The support struts 3 are thus long-order in the area of the inner circumferential zones of the spirals 2; on the one hand they serve to stabilize the support spiral 2, i.e. for at least compliant spacing of the coils 2.1 from one another. At least compliant is understood to mean that there is at least one frictional connection between the support struts 3 and the helices 2.1; however, the connection could also be rigid at least in axial partial regions of the support spiral 2. On the other hand, the support struts 3 prevent detachment of the hose 4, referred to below as the cushioning hose, filled with damping material, which is inserted or wound spirally between the helix 2.1 of the support spiral 2 and lies with its outer circumference on the inner pipe wall 1 i. The upholstery hose 4 is in particular an industrial rubber hose, e.g. Fire hose, which is filled with elastic foam under pre-pressure, and whose position between the inner tube wall 1 i and the support struts 3 of the support spiral 2 is fixed in a radial position. In the axial position, the cushioning tube 4 is held by the spirals 2.1 of the support spiral 2.

In Fig. 3 ist schematisch bei 6 der elastische, geschlossenporige Schaumstoff angedeutet, der insbesondere bei 1 bar eine Dichte von ca. 100 kg/m3 hat. Die Stützspirale 2 und die Stützstreben 3 bilden einen Stützkäfig für den Polsterschlauch 4. Die Bohrungen 3.1 zur Aufnahme der Stützstreben 3 sind vorzugsweise gleichmässig über den Innenumfang der Wendeln 2.1 verteilt. Bei der Montage kann der noch nicht mit Druckluft, aber bereits mit Schaumstoff gefüllte Polsterschlauch 4 auf den Stützkäfig 2,3 aufgewik-kelt und die so gebildete Anordnung in das Druckrohr 1 geschoben werden. Jetzt kann das eine Ende des Schlauches In Fig. 3, the elastic, closed-pore foam is indicated schematically at 6, which has a density of approximately 100 kg / m3, in particular at 1 bar. The support spiral 2 and the support struts 3 form a support cage for the upholstery tube 4. The bores 3.1 for receiving the support struts 3 are preferably distributed uniformly over the inner circumference of the helices 2.1. During assembly, the cushion hose 4, which has not yet been filled with compressed air, but already filled with foam, can be wound onto the support cage 2, 3 and the arrangement thus formed can be pushed into the pressure pipe 1. Now one end of the hose can

659118 659118

verschlossen und am anderen Ende ein Füllanschluss für ein inneres Luftpolster zwischen Schlauch und Schaumstoff angeschlossen werden. Der Druckluft-Fülldruck für den Polsterschlauch 4 richtet sich nach dem Betriebsdruck des Druckrohres 1. Es ist auch möglich, so wie es Fig. 2 zeigt, das Druckrohr 1 am Anfang und am Ende mit je einem Schlauchstutzen 5a, 5e zu versehen, wobei der eine Schlauchstutzen 5e mit einem Blindflansch zum dichtenden Einspannen des betreffenden Schlauchendes versehen ist und der andere Stutzen 5a ebenfalls mit einem Schlaucheinspanndeckel versehen ist, jedoch zusätzlich mit einem Reifenventil 5 zur Wiederholungsprüfung und Dichtheitsmessung des Polsterschlauches 4. closed and at the other end a filling connection for an inner air cushion between hose and foam. The compressed air filling pressure for the upholstery hose 4 depends on the operating pressure of the pressure pipe 1. It is also possible, as shown in FIG. 2, to provide the pressure pipe 1 at the beginning and at the end with a hose connector 5a, 5e, the one hose connector 5e is provided with a blind flange for sealingly clamping the relevant hose end, and the other connector 5a is also provided with a hose clamping cover, but additionally with a tire valve 5 for the repeat test and leak measurement of the cushioned hose 4.

Die Stützspirale 2 besteht zweckmässig aus nicht rostendem korrosionsbeständigem Stahl, insbesondere aus der gleichen Stahllegierung wie das Druckrohr 1 bzw. die betreffende Rohrleitung. Die Länge der dargestellten Schutzeinrichtung kann je nach abzubauendem Druck und Einwirkdauer der Druckwellen das 3- bis 10-fache des hydraulischen Rohrdurchmessers betragen. The support spiral 2 expediently consists of rustproof, corrosion-resistant steel, in particular of the same steel alloy as the pressure pipe 1 or the relevant pipeline. Depending on the pressure to be reduced and the duration of the pressure waves, the length of the protective device shown can be 3 to 10 times the hydraulic pipe diameter.

Läuft eine Druckwelle in ein gemäss Fig. 1 bis 3 mit Stützkäfig 2,3 und Polsterschlauch 4 ausgestattetes Druckrohr 1 ein, so wird etwa zeitgleich mit dem örtlichen Auftreten des Druckes der Polsterschlauch 4 in Richtung Rohrinnenwand ligepresst und ausserdem die Druckwelle an den dann freistehenden Wendelzonen der Stützspirale 2 wie bei einer Blende gebeugt. Beim Zurückweichen des Polsterschlauches 4 bricht der örtliche Druck zusammen. Die dabei entzogene Druckwellenenergie wird erst verzögert bei der Rückfederung des Polsterschlauches der Druckwelle mitgeteilt. Auf diese Weise können durch Streckung des Druck-Zeit-Verlaufes der Druckwelle, durch die Verluste aufgrund innerer und äusserer Reibung im Wasser und Polsterschlauch 4 sowie durch die Beugungserscheinungen wesentliche Druckminderungen erreicht werden. If a pressure wave runs into a pressure pipe 1 equipped with a support cage 2, 3 and upholstery hose 4 according to FIGS. 1 to 3, the upholstery hose 4 is pressed towards the inner wall of the pipe at about the same time as the pressure occurs, and the pressure wave at the then free-standing spiral zones the support spiral 2 bent like a diaphragm. When the cushion hose 4 withdraws, the local pressure collapses. The pressure wave energy extracted in this process is only delayed when the cushioning hose springs back to the pressure wave. In this way, substantial pressure reductions can be achieved by stretching the pressure-time curve of the pressure wave, by the losses due to internal and external friction in the water and the cushioning tube 4, and by the diffraction phenomena.

Unter «flachkant» bzw. «flachkantgewickelt» wird hier wie im vorstehenden verstanden, dass man bei Betrachtung des Ringscheibenpaketes bzw. der spiraligen Windungen in Achs- bzw. Wickelachsrichtung auf eine der beiden grossflächigen Ring- bzw. Windungsseiten sieht, wogegen die Mantelflächen (Innen- und Aussenumfang) von relativ schmalen Streifen gebildet werden. “Flat-edged” or “flat-edged” is understood here, as in the preceding, to mean that when looking at the ring disk package or the spiral windings in the axial or winding axis direction, one can see one of the two large-area ring or winding sides, whereas the outer surfaces (inside - And outer circumference) are formed by relatively narrow strips.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

659118 2

PATENT CLAIMS Foam coated panels are located at their levels

1. A device for protecting water-carrying pipe lines are arranged parallel to the water flow direction, against pressure waves, characterized in that this known pressure reduction device is relatively expensive, at least on parts of its length, the pipes (1), since they are special, in the concrete of the cooling channels with a Damping lining are lined, which requires pressure reduction chambers to be incorporated in s.

tube-axial direction lined up and on the Rohrin- The invention is based on the object, a counter

ring-shaped damping material layers lying against the inner wall via at least as effective protective device

(4) and create a support cage (2,3) for the damping material, the structural effort of which, however, is significantly reduced.

layers, with the support cage made of flat edges between which is supposed to be suitable for retrofitting

the layers arranged ring discs (2.1) with their io hender cooling water supply systems of power plants

Fit the outer circumference (2a) against the inner pipe wall (Ii) and bring about reasonable effort.

connected with the inner circumferential zones of the ring disks.

which holding means (3) for resilient mounting of the direction according to the preamble of claim 1 thereby

Damping material layers (4) in the radial direction and solved that the pipelines are lined with a damping chuck, at least on sections of at least flexible spacing of the washers, (2.1). which are lined up and in the pipe axial direction

2. Device according to claim 1, characterized by the tubular inner wall adjacent annular damping one in spiral windings (4.1) on the inner circumference (Ii) of the material layers and a support cage for the damping material pipe (1) adjacent, with damping material (6) has radial layers, whereby the support cage made of flat-edged, double-filled hose (4) as sealing material layers, through 20 see the layers arranged ring disks, with their one support spiral (2) for the hose (4), which lie with their flat outer circumference on the inner tube wall and out fertilizer connected with edge-wound coils (2.1) is arranged between the hose inner circumferential zones of the washers and is supported on the inner pipe circumference (Ii) by means of resilient mounting of the damping and by means of the inner circumferential zones of the supporting plastic layers in the radial direction and for at least rale (2) connected holding means (3) of the support cage (2,3). 25 common spacing of the washers to each other

3. Device according to claim 1 or 2, characterized thereby.

indicates that the holding means consist of support struts (3). In a preferred embodiment, the ring-shaped damping

which, in the tube-axial direction, in axially aligned bore material layers, the spiral windings of an inner circumference of the pipeline which bears against the inner circumference of the pipeline on the stanchions (3.1) of the annular disks or supporting spiral coils, with damping

(2.1) are inserted. 30 material-filled hose and are the washers

4. Device according to claim 3, characterized in flat-wound coils of a support spiral for the draws that the bores (3.1) are evenly distributed over the hose, the inner circumference of the washers or support spiral (2) arranged between the hose turns and are supported on the inner circumference of the pipe , see I'm at one. individual claim 2. According to

5. Device according to claim 2, characterized in that the support struts have proven to be particularly advantageous, characterized in that the hose (4) is an internally rubberized thread which is in the tubular axial direction in the axially aligned Boh hose. ring discs or spiral helices

6. Device according to claim 2 or 3, characterized thereby. For the further refinements of the countersignature, that the hose is filled under pre-pressure with the elastic state of claim 1, see claims 4 to 9. Foam (6). 40 The advantages that can be achieved with the invention are above all

7. Device according to claim 2 or 5, characterized in that the device draws in any pipes, that the hose (4) can be installed sealed at its ends inside, the diameter of which around and at least at one end with a Tire valve (5) space requirement of the device is increased. This can be used for pressure testing. even in most cases without a structural change

8. Device according to claim 1 or 2, characterized 45 power plant a subsequent retrofitting of unsigned that the ring disks or the support spirals (2) consist of stainless steel, corrosion-resistant steel that is adequately protected against pressure waves. The damping lining is made of the same steel alloy as the one that surrounds it, a cushion layer on the inside wall of the pipe, and the pipe (1). which, in response, abrasion, flexing due to pulsation

9. Device according to claim 1 or 2, characterized thereby and subject to changing static pressure, is characterized in that its length in the pipe axis direction is approximately 3 to and the support cage as a placeholder of the cushion layer and as 10 times the hydraulic pipe diameter. Walk and friction body for this, the effect of

Washers or support spiral coils in this respect a

is when the upholstery turns under the influence of the pressure

55 Wave back radially outwards and the inner