DE10065662A1 - Transporting pipeline for cryogenic fluids such as liquid helium, with insulation round both pipes together and on rigid insulation carrier linked to pipes via spacers - Google Patents
Transporting pipeline for cryogenic fluids such as liquid helium, with insulation round both pipes together and on rigid insulation carrier linked to pipes via spacersInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/12—Arrangements for supporting insulation from the wall or body insulated, e.g. by means of spacers between pipe and heat-insulating material; Arrangements specially adapted for supporting insulated bodies
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Transportleitung für tiefge kühlte Fluide, mit mindestens zwei Fluidtransportrohren und einer Isolierung in einem äußeren rohrförmigen Mantel.The invention relates to a transport line for deep cooled fluids, with at least two fluid transport tubes and insulation in an outer tubular jacket.
In Leitungen dieses Typs mit mehreren Rohren strömen durch die Rohre Fluide mit unterschiedlichen Temperaturen, was im nichtstationären und sogar im stationären Betrieb zu diffe renziellen Kontraktionen führt. Nach dem Stand der Technik haben die Rohre jeweils eine eigene Isolierung. Neben hohen Herstellungs- und Montagekosten hat dies den Nachteil, daß es aufgrund der unterschiedlich starken Dehnungen und Kon traktionen im Bereich der Zentriervorrichtungen der ver schiedenen Rohre entweder im nichtstationären oder im sta tionären Zustand zu Mängeln der Isolierung kommen kann.Flow through this type of pipe with multiple pipes the pipes are fluids with different temperatures, what im non-stationary and even in stationary operation to diffe leads to contractions. According to the state of the art the pipes each have their own insulation. In addition to high Manufacturing and assembly costs, this has the disadvantage that it due to the different degrees of expansion and con tractions in the area of the centering devices of the ver different pipes either in non-stationary or in sta functional condition can lead to insulation defects.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Kon struktion für Transportrohre für tiefgekühlte Fluide mit mehreren Rohren zu schaffen, die diese Probleme mindert.The invention has for its object a new Kon structure for transport pipes for frozen fluids with to create multiple pipes that alleviate these problems.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die im Patentan spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the patent claim 1 specified features solved.
Gemäß weiteren Merkmale der Erfindung
According to further features of the invention
- - besteht der Isolierungsträger aus aufeinanderfolgenden Teilstücken, von denen jedes starr mit einem Abstand halter und gleitend mit dem nächsten Abstandhalter verbunden ist, - The insulation carrier consists of successive Sections, each rigid with a distance holder and sliding with the next spacer connected is,
- - bestehen die Verbindungen zwischen den Zwischenstücken und dem ersten Rohr aus Winkeln und dem anderen Rohr aus Ringen,- there are connections between the intermediate pieces and the first tube of angles and the other tube from rings,
- - ist das erste Rohr das innere Rohr mit dem größeren oder größten Durchmesser bzw. das Hauptrohr.- the first pipe is the inner pipe with the larger one or largest diameter or the main pipe.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.Further features and advantages of the invention emerge from the following description of an embodiment.
Die einzige Figur zeigt schematisch eine Transportleitung gemäß der Erfindung im Teillängsschnitt.The only figure shows schematically a transport line according to the invention in partial longitudinal section.
Die Transportleitung für tiefgekühlte Fluide umfaßt in einem dichten Außenmantel 1 mindestens zwei Rohre 2 und 3 zum Transport von Fluiden unterschiedlicher Temperatur im Dauer betrieb, und zwar ein Hauptrohr 2 mit größerem Durchmesser und ein Sekundärrohr 3 mit kleinerem Durchmesser.The transport line for frozen fluids comprises in a tight outer jacket 1 at least two pipes 2 and 3 for transporting fluids of different temperatures in continuous operation, namely a main pipe 2 with a larger diameter and a secondary pipe 3 with a smaller diameter.
Eine Schicht aus Isoliermaterial 4 ist um das die Rohre 2 und 3 umfassende Bündel herum angeordnet. Dieses Isolierma terial sitzt auf einem starren Isolierungsträger oder Käfig 5 aus einem Material mit geringer spezifischer Wärmeleitfä higkeit. Der Querschnitt des Isolierungsträgers ist an die Abmessungen des Rohrbündels 2, 3 . . . angepaßt. Der Isolie rungsträger 5 besteht aus aufeinanderfolgenden Teilstücken 5a, 5b . . ., die jeweils mit dem Hauptrohr 2 über Abstand halter 6a, 6b starr verbunden sind, die aus einem Material mit geringer spezifischer Wärmeleitfähigkeit bestehen und axial in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sind. Die Abstandhalter 6a, 6b bestehen ihrerseits aus Platten, die dem Format bzw. der Geometrie des Rohrbündels 2, 3 entsprechende Abmessungen und Bohrungen zur Aufnahme der Rohre mit Spiel haben. Jeder Abstandhalter 6i ist mit dem Rohr 2 über Winkel 7 verschraubt, vernietet, verschweißt oder verklebt. A layer of insulating material 4 is arranged around the bundle comprising the tubes 2 and 3 . This Isolierma material sits on a rigid insulation support or cage 5 made of a material with low specific Wärmeleitfä ability. The cross section of the insulation support is related to the dimensions of the tube bundle 2 , 3 . , , customized. The insulation tion carrier 5 consists of successive sections 5 a, 5 b. , ., which are each rigidly connected to the main pipe 2 by means of spacers 6 a, 6 b, which consist of a material with low specific thermal conductivity and are arranged axially at a certain distance from one another. The spacers 6 a, 6 b in turn consist of plates which have the format and the geometry of the tube bundle 2 , 3 corresponding dimensions and holes for receiving the tubes with play. Each spacer 6 i is screwed, riveted, welded or glued to the tube 2 via angle 7 .
Jedes Teilstück 5i des Isolierungsträgers ist an einem seiner Enden (in der Figur am linken) über einen Abstandhal ter 6i und einen Winkel 8 starr befestigt, während das andere, in axialer Richtung entgegengesetzte Ende des Teil stücks des Mantels frei gleitend auf anderen Winkeln 9 angeordnet ist, die an dem entsprechenden Abstandhalter 6i befestigt sind. In ähnlicher Weise sitzt jeder Abstandhalter 6i gleitend auf dem Rohr 3, und zwar zufolge von Ringen 10, die auf das Rohr 3 aufgeschoben sind und durch eine koaxiale Muffe 11 gehalten werden, die in der Mitte fest mit dem Abstandhalter 6i verbunden ist.Each section 5 i of the insulation support is rigidly attached at one of its ends (in the figure on the left) via a spacer 6 i and an angle 8 , while the other, axially opposite end of the section of the jacket slides freely at other angles 9 is arranged, which are attached to the corresponding spacer 6 i. Similarly, each spacer 6 i slidably sits on the tube 3 , due to rings 10 which are pushed onto the tube 3 and are held by a coaxial sleeve 11 which is firmly connected to the spacer 6 i in the middle.
Da der die einzige und gemeinsame Isolierung 4 tragende Käfig 5 auf den Winkeln 9 lediglich aufliegt, läßt er bei Abkühlung unterschiedlich große Kontraktionen trotz starrer Verbindung mit dem Hauptrohr 2 zu. Ebenso kann sich das Sekundärrohr 3 bzw. können sich Sekundärrohre im Verhältnis zum Hauptrohr 2 unterschiedlich stark zusammenziehen bzw. ausdehnen. Die Abstandhalter 6i können mit dem Mantel 1 über starre oder flexible Abstandstücke verbunden sein.Since the cage 5 , which carries the only and common insulation 4, only rests on the angles 9 , it allows contractions of different sizes to cool down despite the rigid connection to the main pipe 2 . Likewise, the secondary tube 3 or secondary tubes can contract or expand to different extents in relation to the main tube 2 . The spacers 6 i can be connected to the jacket 1 via rigid or flexible spacers.
Die Rohre 2 oder 3 können insbesondere aus rostfreiem Stahl sein, ebenso die Zwischenstücke 6i, deren axiale Seiten oder Stirnflächen auch poliert sein können. Der Käfig 5, der die Isolierung trägt, ist aus rostfreiem Stahl oder Epoxydharz. Die Isolierung 4 kann insbesondere aus Streifen aus hoch wärmeisolierendem Material (z. B. das Wärmeisoliermaterial NH12ST der Firma Cascadec), die um den Käfig 4 gewickelt sind, bestehen.The tubes 2 or 3 can in particular be made of stainless steel, as can the intermediate pieces 6 i, whose axial sides or end faces can also be polished. The cage 5 , which carries the insulation, is made of stainless steel or epoxy resin. The insulation 4 can in particular consist of strips of highly heat-insulating material (for example the heat insulation material NH12ST from Cascadec), which are wound around the cage 4 .
Die vorstehend beschriebene Transportleitung eignet sich vor allem für den Transport von flüssigem Helium, insbesondere in mit supraleitenden Magneten ausgerüsteten Teilchenbe schleunigern. In diesem Fall sind zwischen der Wärmeisolie rung 4 und dem Mantel 1 eine zusätzliche Abschirmung und eine zusätzliche Isolierung vorgesehen.The transport line described above is particularly suitable for the transport of liquid helium, especially in particle accelerators equipped with superconducting magnets. In this case, additional shielding and additional insulation are provided between the thermal insulation 4 and the jacket 1 .
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