DE2153084A1 - Ausgleichselement fuer einen rohrleitungsstrang - Google Patents

Ausgleichselement fuer einen rohrleitungsstrang

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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16L51/02—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
    • F16L51/022—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube with a single corrugation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L51/00—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
    • F16L51/02—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
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Description

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Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)
Ausgleichselement für einen Rohrleitungsstrang
Die Erfindung betrifft ein Ausgleichselement für einen Rohrleitungsstrang, insbesondere für Dampfleitungen, mit einem zwischen den Enden der Rohrleitungsteile dicht und druckfest befestigten elastischen Balg, wobei auf den Rohrleitungsstrang Biegekräfte einwirken.
Es sind Ausgleichselemente für Rohrleitungen bekannt, die durch elastische Bälge gebildet werden, an deren jeweils steifen Enden Zuganker vorgesehen sind, die das Kräftespiel am Balg begrenzen. Diese Zuganker sind je nach gestellter Anforderung/beispielsweise auf den Schweissenden der Kompensatoren gelenkig, aber auch starr gelagert. Die auftretenden
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Dreh- und Schiebekräfte des Rohrleitungsstranges müssen um die Kompensator«;! herumgeleitet werden, wobei dies entweder innerhalb oder ausserhalb des Rohres erfolgen kann.
Bei aussenllegenden Zugstangen wird für die Hilfskonstruktion zur Anbringung der Gelenk j und Zugstangen ein verhältnismässig grosser Raumbedarf benötigt und ausserdem ergeben P sich zusätzliche Kraftmomente, die durch weitere Hilfseinrichtungen aufgefangen werden müssen. So treten beispielsweise an den Steller· der Rohre, wo die Hilfskonstruktion an die Rohrleitungswandung angreifen, Beul- oder Krempelkräfte auf, die eine -Verstärkung der Wandstärken bedingen.
Bei innenliegenden Zugstangen ergeben sich zwar keine zusätzlichen iMomente an den Rohrwänden bzw. am Rohrleitungssystem, jedoch wird der freie Strömungsquerschnitt der Rohr-™ leitung beeinträchtigt. Trotz Vergrösserung des Rohrdurchmessers zum Ausgleich des Querschnittverlustes müssen die auftretenden Strömungsverluste"berücksichtigt werden. Dabei ist zu beachten, dass die durch die Zuganker aufzunehmenden Kräfte mit dem Durchmesser quadratisch ansteigen. Deshalb wird man eher geneigt sein, kleinere Durchmesser auszuführen als einer Vergrösserung zuzust.immen. Darüber hinaus sind die Gelenke und Zugstangen einer dauernden Erosion durch
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das Strömungsmedium ausgesetzt, deren Wirkung bei Dampfleitungen besonders stark ist und bei Sattdampf geradezu gefährliche Ausmasse annehmen kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bezüglich des Raumbedarfs und der Beanspruchung der Kompensatoren Abhilfe und eine einfachere Lösung zu schaffen.
Die Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der einzelnen Rohrleitungsteile, in der hinsichtlich der Biegebeanspruchung nahezu neutralen Zone des Rohrleitungsstranges Ausnehmungen vorgesehen sind, in die mittels eines Haltebleches ein Bolzen in Achsrichtung eingesetzt ist, wobei der den Spalt zwischen den Rohrleitungsteilen umschliessende Balg mit dem Halteblech durch einen elastischen Deckel dicht und druckfest verbunden ist.
Die Vorteile eines Ausgleichselementes nach der erfindungsgemässen Ausführungsform sind darin zu sehen, dass die Zugbolzen nicht direkt im Strömungsquerschnitt liegen, sondern am Rande desselben, so dass die Erosionsgefahr für die Zugbolzen wesentlich vermindert wird, und nahezu vernachlässigt werden kann. Darüber hinaus werden die Axialkräfte in den Rohrwandungen selbst weitergeleitet, womit die, eine aufwen-
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dige Hilfseinrichtung bedingenden, zusätzlichen Drehmomente, bewirkt durch Beul- und Krempelkräfte, vollkommen ausgeschlossen werden, .obwohl der Aufbau wesentlich vereinfacht wird. Weiter wird mittels der beschriebenen Ausführungsform gegenüber den herkömmlichen Konstruktionen der Raumbedarf verringert, da einzig der Balg die äussere und innere Kontur der Rohrleitung bestimmt. Neben den technischen Vorteilen ist
diese Lösung wesentlich wirtschaftlicher.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Rohrleitungsstrang mit mehreren Ausgleichselementen nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt in grösserem Massstab nach der Linie A-A in Fig. 1 und
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Rohrleitungsstrang 1 dargestellt, wie er beispielsweise als Ueberströmleitung an einer Dampfturbine zwischen Mitteldruckteil und Niederdruckteil verwendet wird. Im vorliegenden Fall ist der Rohrleitungsteil 4 mittels des Flansches 3 am Mitteldruckteil 2 der Dampfturbine angeschlossen. Zwischen den Rohrleitungsteilen 4, 5, 6 und 7 sind jeweils Ausgleichselemente 9 eingesetzt. Am Rohrleitungsteil 7
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ist ein Flansch 8 angeordnet, der die Verbindung zum Niederdruckteil 16 der Dampfturbine bildet.
Der Flansch 8 des Niederdruckteils 16 ist als Festpunkt angenommen, während sich der Flansch 3 des Mitteldruckteils 2 der Dampfturbine entsprechend der Ausdehnung des Gehäuses verschiebt. Die durch eine strichlierte Linie angedeutete neutrale Zone des Rohrleitungsstranges 1 im kalten Zustand wechselt im Betriebszustand, also nach Erwärmung, in die dick strichpunktierte Linie über.
Die"Ausgleichselemente 9 bestehen im wesentlichen aus einem Balg 10, der über den Spalt 12 zwischen den Rohrleitungsteilen 4 und 5, bzw. 5 und 6, oder 6 und 7 reicht und mit diesen jeweils durch Schweissung dicht verbunden ist. In der Wandung der Rohrleitungsteile 4 bis 7 sind in der hinsichtlich der Biegebeanspruchung neutralen Zone Ausnehmungen 13 vorgesehen, in denen ein Halteblech 14 eingesetzt ist, das gleichzeitig als Versteifung der Wand und als Halterung für die Bolzen 11 dient. Da das Halteblech 14 und der Bolzen 11 den Balg 10 zumindest teilweise durchdringen, wird ein elastischer Deckel als Dichthaut mit dem Balg und dem Halteblech 14 durch Schweissung dampfdicht verbunden. Die Bolzen 11 sind in der neutralen Zone angebracht und verbleiben damit auch während jedweder
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Verschiebung durch Erwärmung in derselben Lage. Bei komplizierten Leitungssträngen, deren Achsen z. B. nicht in einer Ebene liegen oder in ungünstigem Winkel zueinander stehen, ist diese neutrale Zone vorher festzustellen und die Bolzen in diese einzusetzen.
In Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch das Ausgleichselement dargestellt, wobei für gleiche Teile einander entsprechende Bezugsziffern verwendet werden wie in Fig. 1 und 3.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Ausgleiehselement 9, wobei die Wandstärken der einzelnen Teile zueinander gut erkennbar sind.
Der Bolzen 11 ist in seinen Ausmassen, also im Dehnschaftdurchmesser und in der freien Biegelänge, respektive Einspann-Durchmesser unu gesamten Bolzenlänge, derart abgestimmt, dass die zusammengesetzten Spannungen aus Biegung und Zug ein vorbestimmtes Maximum nicht überschreiten. Beispielsweise kann dafür die Warm-Zeitstandfestigkeit für schwellende Beanspruchung von Stahl gewählt werden.
Die Bolzen "11 können auf verschiedene Art in die Haltebleche 14 eingesetzt sein. Die in der Zeichnung dargestellte Verschweissung ist vorzuziehen, da der Aufwand für diese Be-
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festigungsart am geringsten erscheint. Es kann aber auch jede andere Art von kraftschlüssigen oder formschlüssigen Verbindungen angewandt werden, wobei eine Kombination der beiden
Möglichkeiten, wie sie eine Verschraubung bietet, der ersten Lösungsart am nächsten kommt.
BAD ORIGiNAL
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Claims (6)

  1. - 8 - 130/71
    Patentansprüche
    Θ' Ausgleichselement für einen Rohrleitungsstrang, insbesondere für Dampfleitungen, mit einem zwischen den Enden der Rohrleitungsteile dicht und druckfest befestigten elastischen Balg, wobei auf den Rohrleitungsstrang Biegekräfte einwirken, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der einzelnen Rohrleitungsteile (4 bis 7) in der hinsichtlich der Biegebeanspruchung nahezu neutralen Zone des Rohrleitungsstrnnges (1) Ausnehmungen (13) vorgesehen sind, in die mittels eines Haltebleches (14) ein Bolzen (11) in Achsrichtung eingesetzt ist, wobei der den Spalt (12) zwischen den Rohrleitungsteilen (4 bis 7) umschliessende Balg (10) mit dem Halteblech (14) durch einen elastischen Deckel (15) dicht und druckfest verbunden ist.
  2. 2. Ausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (11) durch eine Schweissnaht am Halteblech (14) befestigt ist.
  3. 3. Ausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (11) mittels einer Schraubverbindung im Halteblech (14) festgehalten ist.
    BAD 309816/0210
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  4. 4. Ausgleiehselement nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (11) durch eine kraftSchlussige Verbindung im Halteblech O1O befestigt ist.
  5. 5. Ausgleiehselement nach Anspruch ls dadurch gekennzeichnet» dass der Bolzen (11) mittels einer formschlüssigen Verbindung im Halteblech (14) angeordnet ist.
  6. 6. Ausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (11) mittels eines Bajonettverschlusses iia Halteblech (Ik) eingesetzt ist.
    Aktiengesellschaft BROWN, BOVERI & CIE.
    BAD OR[GlNAL 309816/0210
DE2153084A 1971-10-13 1971-10-25 Ausgleichselement für einen Rohrleitungsstrang Expired DE2153084C3 (de)

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DE2153084B2 DE2153084B2 (de) 1981-01-08
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JP (1) JPS5631466B2 (de)
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CA (1) CA982181A (de)
CH (1) CH536971A (de)
DE (1) DE2153084C3 (de)
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