DE19734177C1

DE19734177C1 - Pipeline leakage protection device e.g. for power station installed equipment

Info

Publication number: DE19734177C1
Application number: DE19734177A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Bergmann; Alexander Dipl Ing Hejtmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 1998-12-17
Anticipated expiration: 2017-08-08
Also published as: WO1999008040A1; RU2193723C2; SK283176B6; SK1212000A3; HUP0003172A3; CZ289012B6; HU221154B1; UA51798C2; HUP0003172A2; CZ2000388A3

Abstract

The device protects a plant from a high-speed jet of the piped medium discharged from a leakage point using a reflection disc (4) adjacent the possible leakage point (2), supported from the pipeline via a pair of radial holders (5) on either side of the latter. Pipeline positioning elements (6) on either side of the leakage point and secured together via the reflection disc, or preventing an increase in the relative spacing of the pipeline positioning elements.

Description

Die Erfindung betrifft in einer ersten Ausführung eine Vor richtung zum Schutz von Einbauten vor einem aus einer Leck stelle in einer Leitung austretenden Strahl eines Mediums, wobei eine Reflexionsscheibe eine unterstellte mögliche Leck stelle in einer Scheibenrichtung überbrückend angeordnet ist. In einer zweiten Ausführung bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Schutz von Einbauten vor einem aus einer Leckstelle in einer Leitung austretenden Strahl eines Medi ums, wobei eine unterstellte mögliche Leckstelle überbrückend eine Reflexionsscheibe angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch je eine Vorrichtung zum Schutz von Einbauten infolge des Ausschlagens eines Teiles der Leitung bei einem Leitungsbruch.The invention relates to a first embodiment Direction to protect internals from a leak place a jet of medium emerging in a line, with a reflective disc an assumed potential leak is arranged bridging in a disc direction. In a second embodiment, the invention relates to a device for protecting internals from one of a Leak in a line emerging from a Medi um, bridging an assumed potential leak a reflection disk is arranged. The invention also relates one device for protecting internals due to the deflection of part of the line in the event of a line break.

In einer Industrieanlage, z. B. auch in einem Kraftwerk, sind Leitungen (Rohrleitungen) vorhanden, durch die ein unter ho hem Druck stehendes Medium strömt. Unterstellt man, daß in einer solchen Leitung ein Leck entstehen könnte, würde das Medium dort mit sehr hoher Geschwindigkeit austreten. Falls der austretende Strahl des Mediums auf andere Rohre oder Bau teile auftreffen würde, wäre eine Beschädigung dieser Rohre oder Bauteile nicht auszuschließen.In an industrial plant, e.g. B. are also in a power plant Pipes (pipelines) through which a under ho The medium under pressure flows. Assume that in such a pipe could leak, that would Medium exit at a very high speed. If the emerging jet of the medium onto other pipes or construction parts would hit, damage to these pipes or components cannot be excluded.

Aus der DE 32 45 548 C2 ist eine Schutzvorrichtung für eine druckführende Rohrleitung bekannt, bei der die Rohrleitung im Bereich eines zu schützenden Objekts von einem Hüllrohr umge ben ist, wobei das Hüllrohr durch Stellschrauben, die gleich zeitig als Abstandshalter dienen, auf der Rohrleitung gehal ten ist.DE 32 45 548 C2 is a protective device for a pressure-carrying pipeline known, in which the pipeline in Area of an object to be protected from a cladding tube ben is, the cladding tube by adjusting screws, the same serve as spacers at an early stage, on the pipeline is.

Durch das Hüllrohr werden die bei einem Rohrleitungsbruch auftretenden Strahlkräfte sowie ein gegebenenfalls auftreten des seitliches Ausschlagen der Rohrleitung vermindert oder unterbunden. Through the cladding tube in the event of a pipe break occurring jet forces as well as a possibly occur the lateral deflection of the pipeline is reduced or prevented.

Nachteilig an der bekannten Schutzvorrichtung ist, daß ein Ausschlagen eines Teils der gebrochenen Rohrleitung in axia ler Richtung entlang der Rohrleitung auftreten kann, falls die Rohrleitung nicht anderweitig befestigt ist. Das axiale Ausschlagen kann entweder unmittelbar zu einer Beschädigung an Einbauten führen und/oder ein seitliches zu einer Beschä digung führendes Ausschlagen zur Folge haben, falls ein Teil der Rohrleitung aus dem Hüllrohr herausgeschlagen wird.A disadvantage of the known protective device is that a Knock out part of the broken pipeline in axia direction along the pipeline can occur if the pipeline is not otherwise secured. The axial Knocking out can either cause immediate damage lead to internals and / or a side to a dam result in a leading deflection if a part the pipeline is knocked out of the cladding tube.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung zum Schutz von Einbauten derart weiter zu entwic keln, daß nach einem Bruch der Rohrleitung verhindert ist, daß die Einbauten (Leitungen, Bauteile) infolge eines axialen Ausschlagens eines Teils der Rohrleitung beschädigt werden.The invention is therefore based on the object, the known Device for protecting internals continue to develop that after a pipe break is prevented, that the internals (lines, components) as a result of an axial Knocked out part of the pipeline could be damaged.

Die Aufgabe wird bezogen auf die erste Ausführung der Erfin dung dadurch gelöst, daß entlang der Scheibenrichtung über die mögliche Leckstelle hinweg beabstandet zumindest zwei Leitungspositionierelemente vorgesehen sind, die über die Re flexionsscheibe kraftschlüssig miteinander in Verbindung ste hen, und daß die Reflexionsscheibe über eine Halteeinrichtung mit der Leitung verbunden ist, wobei die Halteeinrichtung derart an die Leitungspositionierelemente angreift, daß eine vom Normalbetrieb abweichende Vergrößerung des Abstandes der Leitungspositionierelemente unterbunden ist.The task is related to the first execution of the Erfin tion solved in that along the disc direction over the possible leak spaced at least two Line positioning elements are provided, which over the Re the flexion disc is non-positively connected hen, and that the reflective disc via a holding device is connected to the line, the holding device attacks the line positioning elements such that a Increase in the distance of the Line positioning elements is prevented.

Ein austretender Mediumstrahl trifft auf die Reflexions scheibe, wodurch er nicht nur umgelenkt, sondern auch zer streut und gebremst wird. Die kinetische Energie des Mediums nach der Reflexion an der Reflexionsscheibe reicht nicht mehr aus, um eine Beschädigung von Einbauten zu bewirken.An emerging medium jet hits the reflections disc, which not only deflects it, but also destroys it scatters and is braked. The kinetic energy of the medium after reflection on the reflecting disc is no longer enough to cause damage to internals.

In einem Fall, bei dem das unterstellte Leck sich zu einem Bruch der Leitung ausweitet, ist ein Ausbrechen oder Aus schlagen eines der beiden Teile der unterbrochenen Leitung unterbunden, da die nunmehr getrennten Leitungsteile von den Leitungspositionierelementen relativ zueinander in einer ortsstabilen Lage gehalten sind. Unterbunden sind in vorteil hafter Weise insbesondere ein Voneinanderwegbewegen der Lei tungsteile in axialer Richtung als auch ein seitliches Von einanderwegbewegen der Leitungsteile, welches zu einem axia len Versatz führen würde. Dadurch wird ein verbesserter Schutz der Einbauten erreicht.In a case where the assumed leak becomes one Broken line breaks is a breakout or out hit one of the two parts of the broken line prevented because the now separate line parts from the Line positioning elements relative to each other in one are kept in a stable position. Prevents are advantageous in particular, moving the lei away from each other parts in the axial direction as well as a lateral from moving the line parts towards each other, which leads to an axia len offset would result. This will make an improved one Protection of internals achieved.

Ein anderer Vorteil der genannten Vorrichtung nach der Erfin dung, bei der die Halteeinrichtung "an die Leitungspositio nierelemente angreift", liegt auch darin, daß die kraft schlüssige Verbindung der Leitungspositionierelemente nicht notwendigerweise durch Schweißen, Löten, Kleben o. ä. herzu stellen ist, sondern auf einfache Weise z. B. durch die äußere Form der Halteeinrichtung, die kraftschlüssig an den Lei tungspositionierelementen anliegt.Another advantage of the device according to the invention dung, in which the holding device "to the line position kidney elements ", is also due to the fact that the force no coherent connection of the line positioning elements necessarily by welding, soldering, gluing or the like is, but in a simple manner z. B. by the outer Shape of the holding device that is non-positively attached to the lei tion positioning elements.

In der zweiten Ausführung löst die Erfindung die Aufgabe da durch, daß an der Leitung in Richtung der Leitung beidseitig bezüglich der unterstellten möglichen Leckstelle Leitungspo sitionierelemente vorgesehen sind, und daß die Reflexions scheibe über eine Halteeinrichtung derart mit der Leitung verbunden ist, daß eine über einen vorgebbaren Wert hinausge hende Vergrößerung des Abstandes der Leitungspositionierele mente unterbunden ist.In the second embodiment, the invention solves the problem through that on both sides of the pipe in the direction of the pipe with regard to the assumed possible leak in the line po sitionierelemente are provided, and that the reflections disk via a holding device with the line is connected that a beyond a predetermined value increasing the distance of the line positioning elements ment is prevented.

Die zweite Ausführung weist die gleichen Vorteile auf wie die erste Ausführung. Die zweite Ausführung ist ebenso vielseitig anwendbar und einfach herstellbar, da eine kraftschlüssige Verbindung der Leitungspositionierelemente über die Refle xionsscheibe nicht zwingend erforderlich ist. Es genügt viel mehr z. B., daß erst im Falle eines Leitungsbruches - verbunden mit einem Voneinanderwegbewegen der getrennten Leitungsteile - eine Zwangskraft zwischen den Leitungspositionierelementen wirksam ist. Diese Zwangskraft kann dann insbesondere durch die äußere Form der Halteeinrichtung erzeugt sein, die dann kraftschlüssig an den Leitungspositionierelementen anliegt bzw. angreift. The second embodiment has the same advantages as that first execution. The second version is just as versatile applicable and easy to manufacture, as a non-positive Connection of the line positioning elements via the Refle xion disc is not absolutely necessary. A lot is enough more z. B. that only in the event of a line break - connected with moving the separated line parts away from each other - a force between the line positioning elements is effective. This force can then in particular by the outer shape of the holding device be generated, which then is frictionally attached to the cable positioning elements or attacks.

Der Begriff "Reflexionsscheibe" beschreibt in beiden Ausfüh rungen allgemein ein Element, das geeignet ist, den Medium strahl zu reflektieren, abzulenken, zu zerstreuen oder abzu bremsen und steht somit insbesondere stellvertretend für ein beliebig geformtes flächiges Reflexionselement. Die Refle xionsscheibe kann beispielsweise eine ebene Fläche oder eine gekrümmte, insbesondere eine zylinderförmige, Fläche aufwei sen.The term "reflection disk" describes both versions generally an element that is suitable, the medium reflect, deflect, scatter or deflect the beam brake and is therefore particularly representative of arbitrarily shaped flat reflection element. The Refle xion disc can, for example, a flat surface or a curved, in particular a cylindrical, surface sen.

Die Vorrichtung nach einer der beiden Ausführungen der Erfin dung ist in der Regel nicht gas- oder flüssigkeitsdicht. Es muß nicht verhindert werden, daß die Einbauten von aus einem Leck austretendem Medium benetzt werden. Vielmehr wird mit einer Vorrichtung nach der Erfindung der Vorteil erzielt, daß das ausgetretene Medium nicht direkt und somit wenn überhaupt nur mit geringer Geschwindigkeit auf Einbauten trifft, wobei diese geringe Geschwindigkeit keine Beschädigungen nach sich ziehen kann.The device according to one of the two versions of the Erfin As a rule, manure is not gas or liquid-tight. It must not be prevented that the internals from one Leaking medium can be wetted. Rather, with a device according to the invention has the advantage that the leaked medium is not direct and therefore if at all strikes fixtures only at low speed, whereby this slow speed does not cause any damage can pull.

Die Leitungspositionierelemente können bei jeder der beiden Ausführungen beispielsweise in Form einer Nocke an der Lei tung angebracht sein. Es kann sich dabei z. B. um einen Vor sprung auf der Leitung handeln, der insbesondere durch die Formgebung der Außenwand der Leitung entstanden ist. Mit die ser Variante wird der sicherheitsrelevante Vorteil erzielt, daß die Leitungspositionierelemente ganz besonders fest an der Leitung angebracht sind.The line positioning elements can be used with either of the two Designs, for example, in the form of a cam on the lei be appropriate. It can be z. B. a pre jump on the line, which is particularly through the Shape of the outer wall of the pipe has arisen. With the This variant achieves the safety-relevant advantage that the line positioning elements are particularly firm the line are attached.

Beispielsweise sind Leitungspositionierelemente bei einer der beiden Ausführungen lösbar an der Leitung anbringbar, was sich vorteilhaft auf die Vielfalt möglicher Anwendungen aus wirkt. Insbesondere ist damit auf einfache Weise die Nachrü stung bereits bestehender Leitungen oder Leitungssysteme mög lich. Derartige Leitungspositionierelemente sind z. B. als Klemmring oder Manschette realisierbar.For example, line positioning elements are one of the both versions releasably attachable to the line what beneficial to the variety of possible applications works. In particular, the retrofit is simple existing lines or line systems possible Lich. Such line positioning elements are e.g. B. as Clamping ring or sleeve possible.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht bei einer der beiden Ausführungen eine Befestigungseinrich tung zur Verbindung mit einer ortsfesten Struktur vor. Im Falle eines Leitungsbruches ergibt sich daraus der besondere sicherheitsrelevante Vorteil, daß die gesamte Vorrichtung in folge einwirkender Gewichts- und/oder Rückstoßkräfte nicht aus der vorgesehenen Position ausbricht und somit ein Vonein anderwegbewegen der Teile der auseinandergebrochenen Leitung zuverlässiger und wirkungsvoller unterbunden ist.Another advantageous embodiment of the device sees a fastening device in one of the two versions device for connection to a stationary structure. in the In the event of a line break, the special result safety-related advantage that the entire device in do not follow acting weight and / or recoil forces breaks out of the intended position and thus a from otherwise moving the parts of the broken pipe is prevented more reliably and effectively.

Mit den Vorrichtungen nach der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß aus einem möglichen Leck mit hoher Geschwindigkeit austretendes Medium nicht oder nur mit deut lich geringerer Geschwindigkeit auf Einbauten treffen kann, die durch einen starken Mediumstrahl beschädigt werden könn ten.With the devices according to the invention, in particular the advantage achieved that from a possible leak with high Medium escaping at speed or only with significant internally at a lower speed, that can be damaged by a strong medium jet ten.

Zwei Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung nach der Erfin dung werden anhand zweier schematisierter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils im Längsschnitt: Two embodiments of a device according to the invention dung become closer with the help of two schematic drawings explained. Each shows in longitudinal section:

Fig. 1 eine Vorrichtung, bei der Leitungspositionierele mente 6 kraftschlüssig über eine Reflexionsscheibe 4 miteinander verbunden sind, und Fig. 1 shows a device in which line positioning elements 6 are non-positively connected to each other via a reflective disc 4 , and

Fig. 2 eine Vorrichtung, bei der - im Falle eines (nicht dargestellten) Leitungsbruches - ein Voneinander wegbewegen von Leitungspositionierelementen 6 durch die besondere Anordnung einer eine Reflexionsschei be 4 tragenden Halteeinrichtung 5 unterbunden wird. Fig. 2 shows a device in which - in the case of a (not shown) line break - moving away from one another by line positioning elements 6 by the special arrangement of a reflection plate 4 bearing device 5 is prevented.

Die Fig. 1 und 2 zeigen je eine Leitung 1, in der sich, z. B. im Bereich einer Schweißnaht, ein Leck gebildet hat. Aus dieser Leckstelle 2 kann ein Medium M, das in der Leitung 1 unter einem hohen Druck geführt wird, mit hoher Geschwindig keit in Richtung des Pfeiles 3 austreten. Damit von diesem Mediumstrahl keine Einbauten in der Nähe der Leitung 1 ge troffen werden, ist in der Nähe der möglichen Leckstelle 2 eine zylinderförmige Reflexionsscheibe 4 angeordnet, die durch eine Halteeinrichtung 5 mit der Leitung 1 verbunden ist. In der Regel bilden die Reflexionsscheibe 4 und die Hal teeinrichtung 5 eine Kammer, die eine mögliche Leckstelle 2 umgibt. Durch die Reflexion des Mediumstrahles an einer Kam merwand oder an der Reflexionsscheibe 4 verliert dieser kine tische Energie und kann dann keine Beschädigungen mehr her vorrufen. Die Kammer kann Öffnungen aufweisen, die so ange ordnet sind, daß ein durch sie hindurchverlaufender Strahl keine zu schützenden Einbauten treffen kann. Die Kammer kann auch ohne Stirnseiten auskommen. Figs. 1 and 2 each show a pipe 1, in which, for. B. has formed a leak in the area of a weld. From this leak 2 , a medium M, which is conducted in line 1 under high pressure, can exit at high speed in the direction of arrow 3 . So that no installations in the vicinity of the line 1 are hit by this medium jet, a cylindrical reflection disk 4 is arranged in the vicinity of the possible leakage 2 , which is connected by a holding device 5 to the line 1 . In general, the reflection plate 4 and the Hal teeinrichtung 5 form a chamber that surrounds a possible leak 2 . Due to the reflection of the medium beam on a Kam merwand or on the reflection plate 4 , this kinetic energy loses and can then cause no more damage. The chamber may have openings which are arranged so that a beam passing through them can not meet internals to be protected. The chamber can also do without end faces.

An der Leitung 1 sind in beiden Figuren jeweils zwei ringför mige Leitungspositionierelemente 6 die Leitung 1 umschließend befestigt. Die beiden Leitungspositionierelemente 6 befinden sich bezüglich einer Scheibenrichtung 10 auf unterschiedli chen Seiten der Leckstelle 2. On the line 1 , two ring-shaped line positioning elements 6, the line 1 are fastened enclosingly in both figures. The two line positioning elements 6 are located with respect to a disk direction 10 on different sides of the leak 2 .

In Fig. 1 sind die Leitungspositionierelemente 6 durch ange deutete erste Schweißverbindungen 6A mit der Leitung 1 und durch angedeutete zweite Schweißverbindungen 7 mit der Halte einrichtung 5 und darüber sowie über die Reflexionsscheibe 4 fest und weitgehend starr miteinander verbunden. Die Halte einrichtung 5 weist zum Durchführen der Leitung 1 zwei Öff nungen 5A auf.In Fig. 1, the line positioning elements 6 are indicated by first welded connections 6 A with the line 1 and by indicated second welded connections 7 with the holding device 5 and above and via the reflection disk 4 firmly and largely rigidly connected to one another. The holding device 5 has to perform the Line 1 Publ two voltages 5 Å.

Falls sich die Leckstelle 2 zu einem - nicht dargestellten - Auseinanderbrechen der Leitung 1 ausweitet, dann wird ein Ausschlagen von Teilen der Leitung 1 verhindert, da die Teile weiterhin von den Leitungspositionierelementen 6 in ihrer Lage gehalten werden. Dadurch wird zumindest der bei einem Leitungsbruch maximal mögliche Schaden reduziert. Zum einen wird dadurch, daß die getrennten Teile der Leitung 1 axial ausgerichtet bleiben, u. U. noch ein Reststrom des Mediums M von dem einen in den anderen Teil der Leitung aufrechterhal ten. Ferner wird eine Beschädigung umliegender Einbauten durch weggeschleuderte oder herabfallende Teile der Leitung 1 vermieden oder zumindest reduziert.If the leak 2 extends to a - not shown - break apart of the line 1 , then knocking out of parts of the line 1 is prevented, since the parts are still held in their position by the line positioning elements 6 . This will at least reduce the maximum possible damage in the event of a line break. On the one hand, the fact that the separate parts of the line 1 remain axially aligned, u. U. a residual flow of the medium M from one into the other part of the line is maintained. Furthermore, damage to surrounding installations by thrown or falling parts of the line 1 is avoided or at least reduced.

Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit für den Fall eines Lei tungsbruches ist die gesamte Vorrichtung über eine Befesti gungseinrichtung 8 mit einer stabilen ortsfesten Struktur 9 in der Umgebung der Vorrichtung verbunden.To further increase security in the event of a line breakage, the entire device is connected via a fastening device 8 to a stable, stationary structure 9 in the vicinity of the device.

In Fig. 2 sind die Leitungspositionierelemente 6 nicht starr über die Reflexionsscheibe 4 miteinander verbunden. Vielmehr wird im Falle eines Leitungsbruches ein - insbesondere axia les - Voneinanderwegbewegen der auseinandergebrochenen Teile der Leitung 1 dadurch unterbunden, daß infolge der Anordnung und Form der Halteeinrichtung 5 eine über einen vorgebbaren Grenzwert hinausgehende Vergrößerung des Abstandes der Lei tungspositionierelemente 6 unterbunden ist. Konkret ist näm lich der Durchmesser der Öffnungen 5A so gewählt, daß die Öffnungen 5A von den an der Leitung 1 befestigten Leitungspo sitionierelementen 6 nicht passiert werden kann. Der genannte Grenzwert ist durch die Wahl des Abstandes d der Leitungspo sitionierelemente 6 von der Halteeinrichtung 5 beeinflußbar.In FIG. 2, the Leitungspositionierelemente 6 are not rigidly connected to each other via the reflection plate 4. Rather, in the event of a line break, a - in particular axia les - movement of the broken apart parts of the line 1 is prevented by the fact that due to the arrangement and shape of the holding device 5, an increase in the distance of the line positioning elements 6 which exceeds a predeterminable limit value is prevented. Specifically, the diameter of the openings 5 A is selected so that the openings 5 A cannot be passed through the position elements 6 attached to the line 1 . The limit value mentioned can be influenced by the choice of the distance d of the line positioning elements 6 from the holding device 5 .

Claims

1. Device for protecting internals from a leak from a leak ( 2 ) in a line ( 1 ) emerging from a medium (M) and as a result of the deflection of part of the line in the event of a line break, with a reflection plate ( 4 ) a possible one Leakage ( 2 ) is arranged bridging in a disk direction ( 10 ), characterized in that
along the direction of the disk ( 10 ) over the possible leak ( 2 ) spaced apart at least two line positioning elements ( 6 ) are provided, which are non-positively connected to one another via the reflection disk ( 4 ), and
that the reflection disk ( 4 ) is connected to the line ( 1 ) via a holding device ( 5 ),
wherein the holding means (5) in such a way to the nierelemente Leitungspositio (6) engages, that deviate from normal operation sponding increasing the distance of the Leitungspositionierele elements (6) is prevented.

2. Device for protecting internals from a jet of a medium (M) emerging from a leak ( 2 ) in a line ( 1 ) and as a result of the deflection of part of the line in the event of a line break, an assumed potential leak ( 2 ) bridging one Reflective disc ( 4 ) is arranged, characterized in that
line positioning elements ( 6 ) are provided on the line ( 1 ) in the direction of the line ( 1 ) on both sides with respect to the assumed possible leak ( 2 ), and
that the reflection disk ( 4 ) is connected to the line ( 1 ) via a holding device ( 5 ) in such a way that an increase in the distance between the line positioning elements ( 6 ) that goes beyond a predeterminable value is prevented.

3. Device according to one of claims 1 to 2, characterized in that the Lei line positioning elements ( 6 ) in the form of a cam on the Lei device ( 1 ) are attached.

4. Device according to one of claims 1 to 2, characterized in that the Lei line positioning elements ( 6 ) releasably on the line ( 1 ) can be brought to.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized by a fastening device ( 8 ) for connection to a stationary structure ( 9 ).