DE1515139B1

DE1515139B1 - Vorrichtung zum Aufrechterhalten einer erh¦ten Temperatur einer in einer Rohrleitung transportierten Flüssigkeit

Info

Publication number: DE1515139B1
Application number: DE19631515139
Authority: DE
Inventors: Masao Ando
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1962-11-17
Filing date: 1963-11-15
Publication date: 1970-02-12
Also published as: US3293407A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung ratur eine hohe Viskosität haben oder auf einer bezum Transportieren einer Flüssigkeit in einer Rohr- stimmten Temperatur gehalten werden müssen, nach leitung unter erhöhter Temperatur, die mindestens einem entfernten Ort zu schaffen, ein Wärmeerzeugungsrohr aus ferromagnetischem Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der einMaterial enthält, welches im wesentlichen achsparal- 5 gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch ge-IeI zu der Rohrleitung angebracht ist. löst, daß das Wärmeerzeugungsrohr in Längsrichtung

Es ist schwierig, eine Flüssigkeit, die eine hohe von einem gegen die Innenwand des Rohres isolier-Viskosität hat oder auf einer bestimmten Temperatur ten elektrischen Leiter durchzogen ist, wobei der eine gehalten werden muß, durch eine Rohrleitung an Anschluß einer Wechselstromquelle mit dem Halter einen entfernten Platz zu transportieren. Zum Bei- io am Rohranfang und der andere Anschluß der Wechspiel müssen solche hochviskose Flüssigkeiten, wie selstromquelle mit dem Rohranfang selbst verbunden schweres Heizöl, durch Rohrleitungen mittels Pum- ist und Leiterende und Rohrende über den Anschluß pen großer Leistung und Kapazität gefördert werden, miteinander elektrisch verbunden sind, wobei sich auf Grund der zu berücksichtigenden Vis- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

kosität als schwieriges Problem die Auswahl geeigne- 15 Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beter Pumpen ergibt. Eine bekannte Maßnahme zur schrieben; es zeigt

Verminderung der Viskosität des Öls in solchen Fäl- F i g. 1 a einen Längsschnitt durch ein erstes erfüllen besteht darin, das Öl während des Transportvor- dungsgemäß ausgebildetes heizbares Leitungsrohr, gangs auf einer erhöhten Temperatur zu halten. Zu F i g. 1 b einen Schnitt durch dieses Rohr entlang

diesem Zweck hat man schon die Transportleitung 20 der Linie X-Y in F i g. 1 a,

mit einer besonderen Dampfleitung versehen, wenn F i g. 2 a einen Längsschnitt durch ein anderes

der Transportweg nicht sehr groß ist, wie dies bei- erfindungsgemäß ausgebildetes Leitungsrohr, spielsweise für Rohrleitungen innerhalb einer Werk- Fig. 2b einen Schnitt durch dieses Rohr nach der

anlage zutrifft. Dieses Verfahren ist jedoch nicht ge- Linie X-Y in Fi g. 2 a, eignet, wenn die Rohrleitungen über längere Strecken 25 F i g. 3 einen vergrößerten Längsschnitt durch geführt werden und Berge und Felder überqueren einen Anschluß für einen elektrischen Leiter, müssen. F i g. 4 einen vergrößerten Querschnitt durch das

In der Zeitschrift »Neue Pipeline-Konstruktion für Wärmeerzeugungsrohr entsprechend den Fig. 2 a schweres Heizöl«, Fachzeitschrift für angewandte und 2 b,

Energie und allgemeine Technik, Dezember 1962, 30 F i g. 5 eine schematische Darstellung zur Erläute-S. 433 bis 438, ist ein Verfahren beschrieben, nach rung des erfindungsgemäßen Prinzips, welchem erhitztes Schmieröl verwendet wird, das an Nach F i g. 5 sind ein Wärmeerzeugungsrohr 2 und

Stelle von Dampf in den Heiz-Spurleitungen (tracing ein elektrischer Leiter 3 durch einen elektrischen Isopipes) fließt. Wenn man die kleinere spezifische lator 10 gegeneinander isoliert. Wechselstrom von Wärme des Schmieröls berücksichtigt, ist es offen- 35 einem Speisetransformator 13 fließt über einen Ansichtlich, daß dieses Verfahren einerseits eine große Schluß 12, den Leiter 3 und einen anderen Anschluß 4 Menge Schmieröl und andererseits Heiz-Spurrohre nach einem Ende des Wärmeerzeugungsrohres 2. Der mit großen Abmessungen erfordert. Dieses Verfah- durch das Wärmeerzeugungsrohr 2 hindurchfließende ren kann demgemäß nicht als wirtschaftlich angese- Strom wird nach dem Speisetransformator 13, wie hen werden. Es sind auch andere Verfahren bekannt, 40 durch Pfeile dargestellt, mittels eines Anschlusses 11 bei welchen die Ohmsche Wärme ausgenutzt wird, zurückgeführt. Wenn Stahlrohre als Wärmeerzeuindem man etwa elektrischen Strom unmittelbar in gungsrohre verwendet werden, ist auf Grund des den Transportrohren fließen läßt oder Wärmeerzeu- Hauteffekts von Wechselstrom in ferromagnetischen gungselemente außen auf die Transportrohre auf- Substanzen die Stromdichte über den Rohrquerschnitt wickelt. Alle diese Verfahren unterliegen jedoch 45 hinweg nicht gleichförmig verteilt, sondern konzeneinem schwierigen Problem im Hinblick auf die elek- triert sich stark innerhalb des Innenteiles der Rohrtrische Isolation und sind daher nicht ausreichend wand und ist an deren Außenteil praktisch Null. In für Langstreckenrohrleitungen. Vor allem dann, wenn diesem Fall wird im inneren Teil der Rohrwand ines sich um brennbare Flüssigkeiten handelt, ist es folge des dort konzentrierten Stromes Joulsche schwierig, diese Verfahren anzuwenden. 50 Wärme erzeugt und zur Außenoberfläche des Rohres

Bei Vorrichtungen, in denen ein elektrisch beheiz- geleitet, ohne daß ein merklicher Stromfluß in der barer Graphitkörper Bohrungen oder Kanäle zum Außenoberfläche auftritt. Die so zur Außenoberfläche Durchleiten der Flüssigkeiten aufweist, ist es auch des Rohres geführte Wärme wird zur Außenoberbekannt, mit Induktionsspulen zu heizen und den fläche des Transportrohres (F i g. 1 a, 1 b) oder direkt Effekt der Eindringtiefe des Wechselstroms in den 55 zur Flüssigkeit im Transportrohr (Fig. 2a, 2b) wei-Graphitkörper auszunutzen. Überlandleitungen lassen tergeleitet. Der Bereich, durch den der Strom fließt, sich so nicht herstellen. wird die Eindringtiefe genannt. Wenn diese als S

Es ist auch eine Einrichtung bekannt, bei der die (cm), der Innendurchmesser des Rohres als d (cm) Flüssigkeit zuerst ein Außenrohr in einer Richtung bezeichnet wird und d sehr viel größer ist als S, so und anschließend ein hierzu konzentrisches Innen- 60 kann S ungefähr durch folgende Formel ausgedrückt rohr in der entgegengesetzten Richtung durchläuft werden:

und beide Rohre in Hintereinanderschaltung mittels

Wechselstrom erhitzt werden. Auch nach diesem S Tem! = 5030 "I/—^-

Prinzip ist Öl in einer Überlandleitung praktisch nicht V f*r·/ '

beheizbar. 65 '

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wobei ρ der charakteristische Widerstand des vermöglichst einfache Vorrichtung zum Transport von wendeten Rohrmaterials (i2cm), μ_Γ die Permeabili-Flüssigkeiten, die bei Raum- oder Umgebungstempe- tat des Leiters und / die Wechselstromfrequenz in

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Hertz ist. In dieser Formel ist der Wert μ_Γ abhängig Da bei der Anordnung nach Fig. 2 die Tempera-

von dem durch das Rohr fließenden Strom und der turdifferenz zwischen dem Wärmeerzeugungsrohr und Temperatur des Rohres, und wenn der Strom und dem Flüssigkeitstransportrohr größer ist als nach die Temperatur solche Werte haben, daß sie nur die F i g. 1, sollte aus Sicherheitsgründen eine Ausgleichs-Rohrleitung zum Zweck der Temperaturaufrecht- 5 möglichkeit vorgesehen werden, indem man z. B. das erhaltung heizen, liegt der Wert S bei etwa 1 mm. Wärmeerzeugungsrohr flexibel ausbildet, so daß es Auch wenn 5 aus Sicherheitsgründen zu 2 bis 3 mm relativ zum Flüssigkeitstransportrohr beim Ausdehgewählt wird, fließt kein Strom in der äußeren Ober- nen oder Zusammenziehen gleiten kann. Diese Ausfiächenzone des Wärmeerzeugungsrohres bei dem führung ergibt einen besseren thermischen Wirkungs-Stromkreis nach Fig. 5. Demnach hat bei den üb- io grad, da das Wärmeerzeugungsrohr im Inneren des licherweise verwendeten Rohren mit Wanddicken Flüssigkeitstransportrohres angebracht ist, sie ist über 2 bis 3 mm die Impedenz in bezug auf den jedoch ungeeignet, wenn die zu transportierende Speisetransformator 13 nichts mit der Rohrdicke zu Flüssigkeit dazu neigt, eine Schichtablagerung, wie tun, sondern sie ist nur abhängig vom Innendurch- beispielsweise Kesselstein, zu bilden, messer und von der Länge des Rohres. Daher ist es 15 F i g. 3 zeigt die Ausbildung des Anschlußstücks auf diese Weise möglich, die Rohrleitung und die des in F i g. 2 dargestellten Rohres. Die Stelle, an in dieser befindliche Flüssigkeit zu heizen. welcher das Wärmeerzeugungsrohr 2 die Wand des

Nach F i g. 1 ist ein Wärmeerzeugungsrohr 2 aus Flüssigkeitstransportrohres 1 durchdringt, erfordert ferromagnetischem Material auf die Außenfläche des keine Isolation. Es ist lediglich eine feste und unmit-Flüssigkeitstransportrohres 1 in Längsrichtung kon- ao telbare Schweißvorrichtung bei 5' notwendig. Zwitinuierlich oder diskontinuierlich aufgeschweißt. Der sehen dem Leiter 3 und dem Wärmeerzeugungsrohr 2 Leiter 3 tritt in das Wärmeerzeugungsrohr 2 an einem ist ein geeignetes Isoliermaterial 10, wie beispiels-Ende 7 des Rohres ein, läuft durch das Rohr 2 hin- weise ein wärmebeständiges synthetisches Kunstharzdurch und ist mit dem Wärmeerzeugungsrohr 2 an rohr, eine Porzellanbuchse oder ein Porzellan-Isolierdessen anderem Ende mittels einer Verbindungslei- as rohr eingesetzt. Statt dessen kann auch ein asbestisotung verbunden, die am anderen Ende des Leiter- lierter Leiter verwendet werden. Das Leiterende 12 anschlusses 4 angeschweißt oder angelötet ist. Wech- durchdringt die am Ende des Wärmeerzeugungsrohselstrom aus dem nicht gezeigten Speisetransformator res 2 angeschweißte Abschlußplatte 11, und beide tritt in den Leiter 3 an einem Anschluß 12 ein, ver- können aneinander befestigt und gegeneinander isoläßt ihn über den Anschluß 4, gelangt in die Wand 30 liert sein. Elektrische Spannung von dem Speisetransdes Wärmeerzeugungsrohres und fließt, wie in F i g. 3 formator 13 wird zwischen die Abschlußplatte und gezeigt, zum Speisetransformator zurück. Wenn der das Ende des Leiters angelegt. Die hier zur Anwen-Strom fließt, erzeugt das Wärmeerzeugungsrohr dung kommende elektrische Schaltung ist in F i g. 5 Wärme durch den HauteSekt, durch welchen die gezeigt.

Flüssigkeitstransportleitung und die in dieser befind- 35 Es muß nicht besonders hervorgehoben werden, liehe Flüssigkeit aufgeheizt werden. Die Außenfläche daß das Einfüllen von Inertgas, wie Luft, Stickstoff des Flüssigkeitstransportrohres ist durch die Wärme- od. dgl., in das Innere des in den F i g. 1 bis 5 geisolierschicht 6 umhüllt. Wenn die Flüssigkeitstrans- zeigten Wärmeerzeugungsrohres für die elektrische portrohre einen relativ großen Innendurchmesser Isolation vorteilhaft ist; wenn man den Druck des haben, ist es möglich, am Umfang mehrere Sätze von 40 Gases gegenüber dem atmosphärischen Druck posi-Wärmeerzeugungsrohren nach der vorerwähnten Aus- tiv macht, so können Störungserscheinungen, wie führung anzubringen. Es ist ebenfalls möglich, einen Spalten und Löcher, im Wärmeerzeugungsrohr, die Dreiphasenabgleich durch Phasenkombination in allen sich z. B. durch Korrosion bilden, mittels eines Gas-Abschnitten vorzusehen. Bei der erfindungsgemäßen druckprüfapparats leicht festgestellt werden. Das Gas Rohrkonstruktion ist es zweckmäßig, das Wärme- 45 kann durch einen beispielsweise im Bereich des Anerzeugungsrohr gleichzeitig mit dem Schweißen des Schlußteiles 7 vorgesehenen, nicht gezeigten Rohr-Flüssigkeitstransportrohres durch Verschweißen her- zweig eingefüllt werden.

zustellen, den elektrischen Leiter einzubringen und Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Flüs-

den letzteren mit dem Wärmeerzeugungsrohr in sigkeitstransportvorrichtung lassen sich verschiedene jeder Rohrlängeneinheit zu verbinden und den glei- 50 Vorteile erzielen. Zunächst betrifft die Erfindung eine chen Vorgang über die ganze Länge eines Abschnitts einfach aufgebaute Vorrichtung. Zuverlässigkeit gegen und schließlich aller Abschnitte zu wiederholen. Auf Betriebsunterbrechungen und niedrige Unterhaltungsdiese Weise kann die ganze Rohrleitung installiert kosten sind der bedeutende Faktor für Rohrleitungen, werden, wobei jedoch auf Grund der vorerwähnten vor allem dann, wenn diese sehr lang sind, z. B. sich Konstruktion weder eine Isolation zwischen der Rohr- 55 über Hunderte von Meilen erstrecken. Die erfindungsleitung und dem Wärmeerzeugungsrohr noch ein Erd- gemäße Vorrichtung entspricht in dieser Hinsicht anschluß erforderlich sind. allen Anforderungen. Sie kann sogar bei Rohrleitun-

Fig. 2 zeigt eine Ausführung, bei welcher das gen angewendet werden, die in Wasser oder unter Wärmeerzeugungsrohr 2 im Inneren des Flüssigkeits- Tage zusammengebaut werden. Wenn auch die Betransportrohres angeordnet ist. Das Wärmeerzeu- 60 heizung durch elektrischen Strom ausgeführt wird, so gungsrohr durchquert das Flüssigkeitstransportrohr 1 besteht doch keine Notwendigkeit, besonders auf die bei 7 und ist mit diesem bei 5' luftdicht verschweißt. Isolation und die Brennfähigkeit der zu transportie-In geeigneten Abständen sind Tragarme 8 vorgese- renden Flüssigkeiten zu achten, hen, die das Wärmeerzeugungsrohr im Inneren des Da die Erfindung den Öltransport verbilligt, er-

Flüssigkeitstranportrohres halten. Diese Tragarme 65 leichtert sie die einzuhaltenden Bedingungen zur Auskönnen an der Außenfläche des Wärmeerzeugungs- wahl des Standortes für eine Werkanlage, die große rohres, wie bei 9 gezeigt, festgeschweißt oder durch Mengen Schweröl verbraucht, wie Schweröl verbrenandere geeignete Mittel festgehalten sein. nende Dampfkraftanlagen.

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Transportieren einer Flüssigkeit in einer Rohrleitung unter erhöhter Temperatur, die mindestens ein Wärmeerzeugungsrohr aus ferromagnetischem Material enthält, welches im wesentlichen achsparallel zu der Rohrleitung angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeerzeugungsrohr in Längsrichtung von einem gegen die Innenwand des Rohres isolierten elektrischen Leiter (3) durchzogen ist, wobei der eine Anschluß (12) einer Wechselstromquelle mit dem Leiter (3) am Rohranfang und der andere Anschluß (11) der Wechselstromquelle mit dem Rohranfang selbst verbunden ist und Leiterende und Rohrende über den Anschluß (4) miteinander elektrisch verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen