DE1295927B

DE1295927B - Unterirdisch verlegte Rohrleitung zum Waermetransport, insbesondere Fernheizleitung

Info

Publication number: DE1295927B
Application number: DE1965S0099552
Authority: DE
Original assignee: SAUER JOHANN
Current assignee: SAUER JOHANN
Priority date: 1964-09-29
Filing date: 1965-09-21
Publication date: 1969-05-22
Also published as: AT259955B

Description

Die Erfindung betrifft eine unterirdisch verlegte Rohrleitung zum Wärmetransport, insbesondere Fernheizleitung, bei der das Förderrohr für den Wärmeträger in radialem Abstand von einem starren druckdichten Mantelrohr umgeben ist und der Wandzwischenraum zwischen diesen Rohren einen porösen Wärmeisolierstoff enthält.
Eine bekannte Rohrleitung dieser Art besteht aus mehreren Teilstücken, deren jedes ein Förderrohr und ein Mantelrohr aufweist, mit an den Stirnflächen durch eine zwischen Förderrohr und Mantelrohr befindliche Scheibe unterteiltem. Ringraum in jedem Rohrleitungsteilstück (USA.-Patentschrift 2 680 901). In diesen Rohrleitung ist der Durchmesser der vom Förderrohr getragenen Wärmeisolierung kleiner als derjenige des Mantelrohres, um zwischen diesen beiden Bauelementen einen unbehinderten Abflußkanal zu schaffen, durch den hindurch kondensierter Dampf, insbesondere bei Auftreten von Leckstellen oder Rohrbrüchen abgeführt wird. Diese Konstruktion der bekannten Rohrleitung ist zum Transport stark erhitzter Medien bestimmt.
Für den Transport anderer Medien, insbesondere stark viskoser Medien oder Flüssigkeiten, ist eine Abwandlung der geschilderten Rohrleitung bekannt, deren Ringraum frei von Isoliermaterial ist. Der Ringraum dient hier zur Aufnahme eines flüssigen Wärmeträgers, der das Fördermedium fließfähig erhalten und im Falle eines Lecks oder eines Bruchs der Förderleitung etwa austretendes Fördermedium bis nach erfolgter Behebung des Schadens auffangen soll.
Bei keiner dieser bekannten Rohrleitungen besteht somit die Aufgabe, bei, einem Leck oder Bruch des Mantelrohres zu verhindern, daß fließfähige Medien von außerhalb des Mantelrohres in den Ringraum eintreten können. Bei einer zum Transport stark erhitzter Medien bestimmten Rohrleitung, deren Förderrohr mit einer Wärmeisolierung versehen ist, bedeutet das Eintreten von Flüssigkeit, daß die Isolierung zerstört und auch das Förderrohr angegriffen wird.
Zum Transport von Erdöl sind Rohrleitungen bekannt, bei welchen ein Mantelrohr ein kleineres Innenrohr ohne Isoliermaterial aufnimmt. Bei diesen Rohrleitungen ist dgr - Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Mantelrohr mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit gefüllt, wobei das Mantelrohr wenigstens an einem Ende mit einem Vorratsbehälter in Verbindung steht, der bei Auftreten von Leck-oder Bruchstellen im Mantelrohr Wasser nachlaufen läßt und gleichzeitig den aufgetretenen Schaden anzeigt. Der in dem Vorratsbehälter aufgebaute, auf die Flüssigkeit einwirkende Druck richtet sich nach dem maximalen Druck, der in dem das Erdöl transportierenden Innenrohr herrscht. Wenn in dem Innenrohr Kohlenwasserstoff in Gasform transportiert wird, herrscht in dem Vorratsbehälter atmosphärischer Druck. Das Mantelrohr dient dazu, bei einem Leck oder Bruch des das Erdöl führenden Innenrohres das Erdöl aufzufangen und daran zu hindern, durch eine i Leck- oder Bruchstelle des Mantelrohres in das Erdreich einzudringen. Ist das Mantelrohr defekt, läuft dessen Flüssigkeit aus und bildet nach einigen Stunden an der Erdoberfläche einen sichtbaren Fleck, der die Leck- oder Bruchstelle anzeigt. Gleichzeitig läuft i aus dem Vorratsbehälter Wasser nach, wodurch ebenfalls angezeigt wird, daß eine Leck- oder Bruchstelle besteht. Das Auffinden dieser Leck- oder Bruchstelle nimmt somit erhebliche Zeit in Anspruch (französische Patentschrift 1357 553).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrleitung zum Wärmetransport mit einer das Transportrohr gegen Wärmeverluste schützenden Isolierung zu schaffen, bei welcher die Isolierung auch bei einem Leck oder Bruch des Mantelrohres gegen Angriffe von außen geschützt ist. Insbesondere bei einem von einem zentralen Fernheizwerk bis zu den einzelnen Wärmeverbrauchern vorwiegend unterirdisch verlegten Rohrleitungssystem ist es von ausschlaggebender Bedeutung, daß die Isolierung auch bei Auftreten von Leck- oder Bruchstellen im Mantelrohr bis zur Behebung des Schadens unversehrt bleibt, weil sonst die Gefahr besteht, daß wegen Beschädigung der Isolierung an nur einer Stelle des Rohrleitungssystems die gesamte Versorgung zusammenbricht oder zumindest deren Wirtschaftlichkeit verlorengeht.
Die Lösung der gestellten Aufgabe durch die Erfindung besteht bei einer Rohrleitung der eingangs geschilderten Art darin, daß der in an sich bekannter Weise an eine Druckgasquelle anschließbare Wandzwischenraum dauernd mit der Druckgasquelle verbunden ist und von dieser auch bei Auftreten einer Undichtheit im Mantelrohr unter seinem überdruck gehalten ist, der ein Eindringen von Wasser oder schädlichen Flüssigkeiten durch die Undichtheit in den Wärmeisolierstoff verhindert.
Dadurch, daß der Wandzwischenraum ständig mit einer Druckgasquelle in Verbindung steht, wird bei Auftreten eines Lecks oder eines Bruchs im Mantelrohr durch die hierbei auftretende Öffnung, Druckgas nach außen entweichen und verhindern, daß außerhalb des Mantels befindliche fließfähige Medien in den Zwischenraum eindringen und dort mit ihrem Zerstörungswerk an der Isolierung und auch am Förderrohr beginnen. Da die Isolierung erfindungsgemäß wirksam gegen Angriffe von außen geschützt ist, ist es auch wirtschaftlich, kostspieligere Isoliermaterialien, z. B. Blähton, zu verwenden, die eine bessere Wärmedämmung ergeben. Erfindungsgemäße Rohrleitungen können auch durch Flußläufe hindurch verlegt werden, da .der im Inneren des Rohrraumes ständig herrschende überdruck von etwa 0,5 bis mehrere atü gewährleistet, daß selbst bei Auftreten eines Lecks im Außenmantel kein Wasser zur Isolation bzw. zum Förderrohr gelangt. Als Füllgas für den Hohlraum eignet sich besonders Stickstoff oder Luft.
Es ist bekannt, einen zwischen einem Mantelrohr und einem Förderrohr befindlichen Wandzwischenraum, der jedoch kein Isoliermaterial enthält, mit einem Medium zu beaufschlagen, das von einer Druckmittelquelle aus dem Zwischenraum zuführbar ist. Die Füllung des Zwischenraums erfolgt jedoch nur so lange, bis dort ein bestimmter Druck erreicht ist. Sobald dieser Zustand eingetreten ist, wird ein Ventil geschlossen. Tritt eine Undichtheit des Mantelrohres auf, entweicht durch die undichte Stelle nur kurze Zeit Druckmedium. Sobald hierbei der Druck im Wandzwischenraum auf den Druck außerhalb des Mantelrohres abgesunken ist, wird Medium von außerhalb des Mantelrohres eintreten und mit dem Förderrohr in Berührung kommen. Gerade dies soll jedoch durch die Erfindung sicher vermieden werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind bei der unterirdisch verlegten Rohrleitung, bei der der Wandzwischenraum durch an den Enden von Teilstücken des Mantelrohres angeordnete und mit dem Förderrohr sowie dem Mantelrohr dichtend verbundene Scheiben in Teilräume unterteilt ist, die Teilräume beiderseits jeder Scheibe durch eine an sich bekannte Ausgleichsleitung verbunden, die zu beiden Seiten eines Absperrventils je einen absperrbaren Anschlußstutzen für ein Druckmeßgerät aufweist.
Während bei der eingangs geschilderten bekannten Rohrleitung die den Ringraum abtrennenden Scheiben mit Durchbrüchen für das Austauschmedium oder den Abfluß von Leckverlusten versehen sind, wird es bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht, die gesamte Leitung mit der Druckmittelquelle zu verbinden, und zwar auch dann, wenn die Rohrleitung aus mehreren Abschnitten besteht, von denen jeder einen nicht nur längs des Mantels, sondern auch an den Stirnflächen geschlossenen Ringraum aufweist. Hierbei ist es auch möglich, jenes Leitungsteilstück aufzufinden, in dem das Leck im Außenmantel aufgetreten ist. Zu diesem Zweck brauchen nur die beiden einem Leitungsteilstück zugeordneten Absperrorgane geschlossen zu werden. Das Leitungsteilstück ist dann nicht mehr mit der Druckgasquelle verbunden. Der Druckabfall an dem am Anschlußstutzen angeschlossenen Manometer zeigt dann an, daß der Außenmantel schadhaft ist. Unmittelbar nach dem Feststellen des Druckabfalles können die Absperrorgane wieder geöffnet und das Leitungsteilstück wieder mit der Druckgasquelle verbunden werden. Die Erleichterung der Lecksuche durch Unterteilung des Wandzwischenraumes einer ummantelten Rohrleitung und getrennte Drucküberwachung der Teilräume ist bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1883 633). Für die Merkmale des Anspruchs 2 wird Schutz nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch begehrt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrleitung, F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 11-II in Fig.l. F i g. 3 im Längsschnitt eine Verbindung eines Transportrohres mit einem Mantelrohr.
In der Zeichnung ist mit 1 das Förderrohr bezeichnet, in welchem sich z. B. Dampf- oder Warmwasser befindet, das für Heizungszwecke von einem zentralen Fernheizwerk zu den einzelnen Verbrauchern geleitet wird. Das Förderrohr 1 ist von einem Mantelrohr 2 umschlossen, das einen an eine Druckgasquelle anschließbaren Wandzwischenraum 3 begrenzt. Als Druckmittelquelle ist ein Kompressor 6 a vorgesehen, der durch einen Motor M antreibbar ist. Statt des Kompressors 6 a oder zusätzlich zu diesem kann als Druckgasquelle auch eine Druckflasche 6 vorgesehen werden, die gegebenenfalls über den Kompressor 6 a mit Druckgas versorgt wird. Der Ringraum 3, der gegebenenfalls mit Isoliermaterial, z. B. Blähton, Glaswolle od. dgl. gefüllt ist, steht ständig unter Druck, der etwa 0,5 atü oder mehr über dem außerhalb des Mantelrohres 2 herrschenden Druck liegt. Wird das Mantelrohr 2 undicht, so wird aus dem Hohlraum 3 dauernd Druckgas entweichen und die außerhalb des Mantelrohres 2 befindlichen Stoffe, z. B. Wasser, daran hindern, in den Hohlraum einzudringen und die Isolierung bzw. das Förderrohr 1 zu beschädigen. In einem Mantelrohr 2 können auch mehrere Förderrohre 1 angeordnet werden.
Die Rohrleitung kann aus mehreren Teilstücken bestehen, deren jedes ein Förderrohr 1 und ein Mantelrohr 2 aufweist. Der Ringraum 3 wird hierbei in Achsrichtung durch eine Scheibe 15 abgeschlossen, die zwischen dem Mantelrohr 3 und dem Förderrohr 1 angeordnet ist. Die Scheibe 15 kann hierbei, wie dies F i g. 3 zeigt, sowohl mit dem Mantelrohr 2, als auch mit dem Förderrohr 1 fest, z. B. durch Schweißung verbunden sein, oder es kann die Scheibe 15 unter Zwischenlage eines Dichtringes mit dem Förderrohr 1 in Verbindung stehen.
Die Ringräume 3 jeweils zweier benachbarter Rohrleitungsteilstücke sind über eine, mittels eines Absperrorgans 4 absperrbare Ausgleichsleitung 16 verbunden. Hierdurch ist es bei geöffneten Absperrorganen 4 möglich, alle Rohrleitungsteilstücke von einer zentralen Druckquelle 10 aus ständig unter Druck zu halten. Tritt in irgendeinem Rohrleitungsteilstück eine Undichtigkeit auf, so äußert sich dies durch einen dauernden Abfluß von Medium aus der zentralen Druckquelle 10 oder durch andauernden Lauf des Kompressors 6 a. Um das undichte Rohrleitungsteilstück aufzufinden, ist es nur erforderlich, jeweils zwei einander benachbarte Absperrorgane 4 in den Ausgleichsleitungen 16 abzuschließen und an den Anschlußstutzen 5 der jeweils von der Druckmittelquelle getrennten Ausgleichsleitung 16 ein Manometer anzuschließen. Zeigt dieses Manometer ein Sinken des Druckes an, so ist hiermit das undichte Rohrleitungsteilstück gefunden und kann repariert werden. Der Druck wird hierbei in dem schadhaften Rohrleitungsteilstück nur so weit absinken gelassen, daß er immer noch über dem außerhalb des Mantelrohres 2 herrschenden Druck liegt, so daß auch bei Fehlersuche kein Fremdmedium von außen in den Hohlraum 3 zwischen Förder- und Mantelrohr eindringen kann. Dies ist immer zu erreichen, wenn dafür gesorgt wird, daß auch das schadhafte Rohrleitungsteilstück zeitgerecht wieder mit der Druckmittelquelle durch öffnen des Absperrorgans 4 verbunden wird.
Zwischen jeweils zwei den Ringraum 3 eines Rohrleitungsteilstückes abschließenden Scheiben 15 ist ein Axialkompensator, z. B. ein Balgen 7 in das Förderrohr 1 eingebaut.
Das Förderrohr 1 ist mittels Gleitstücken 18 gegen den Außenmantel 2 abgestützt. Die Gleitstücke werden normalerweise aus Stahl gefertigt, können aber auch ganz oder teilweise aus schlecht wärmeleitenden Materialien bestehen.

Claims

Patentansprüche: 1. Unterirdisch verlegte Rohrleitung zum Wärmetransport, insbesondere Fernheizleitung, bei der das Förderrohr für den Wärmeträger in radialem Abstand von einem starren druckdichten Mantelrohr umgeben ist und der Wandzwischenraum zwischen diesen Rohren einen porösen Wärmeisolierstoff enthält, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise an eine Druckgasquelle (6) anschließbare Wandzwischenraum (3) dauernd mit der Druckgasquelle verbunden ist und von dieser auch bei Auftreten einer Undichtheit im Mantelrohr (2) unter einem Überdruck gehalten ist, der ein Eindringen von Wasser oder schädlichen Flüssigkeiten durch die Undichtheit in den Wärmeisolierstoff verhindert.
2. Unterirdische Rohrleitung nach Anspruch 1, bei der der Wandzwischenraum durch an den Enden von Teilstücken des Mantelrohres angeordnete und mit dem Förderrohr sowie dem Mantelrohr dichtend verbundene Scheiben in Teilräume unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilräume beiderseits jeder Scheibe durch eine an sich bekannte Ausgleichsleitung (16) verbunden sind, die zu beiden Seiten eines Absperrventils (4) je einen absperrbaren Anschlußstutzen (5) für ein Druckmeßgerät aufweist.