DE2153084C3

DE2153084C3 - Ausgleichselement für einen Rohrleitungsstrang

Info

Publication number: DE2153084C3
Application number: DE2153084A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kirchdorf Doemer
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1971-10-13
Filing date: 1971-10-25
Publication date: 1981-10-29
Also published as: IT968801B; JPS5631466B2; GB1377689A; BE789934A; DE2153084A1; FR2157406A5; US3830529A; CH536971A; CA982181A; JPS4846917A; DE2153084B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein Ausgleichselement für einen Rohrleitungsstrang, insbesondere für Dampfleitungen, mit einem zwischen den Enden axial benachbarten Rohrleitungsteile dicht und druckfest befestigten elastischen Balg sowie an der Rohrinnenoberfläche in der hinsichtlich der Biegbeanspruchung nahezu neutralen Zone in Achsrichtung angeordneten Verbindungselementen zur Übertragung von auf den Rohrleitungsstrang einwirkenden Biegekräften.

Derartige Ausgleichselemente für Rohrleitungen sind z. B. aus der CH-PS 1 28 531 bekannt. Durch die Anordnung der Veränderungselemente an der Rohrinnenoberfläche ergeben sich zwar keine zusätzlichen Momente an den Rohrwänden bzw. am Rohrleitungssystern, jedoch wird der freie Strömungsquerschnitt der Rohrleitung 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 zuzustimmen. Darüber hinaus sind die Gelenke und Zugstangen einer dauernden Erosion durch das Strömungsmedium ausgesetzt, deren Wirkung bei Dampfleitungen besonders stark ist und bei Sattdampf geradezu gefährliche Ausmaße annehmen kann.

Es ist Aufgabe dei 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 je ein Verbindungselement in Form eines Bolzens in an den Enden der einzelnen Rohrleitungsteile des Rohrleitungsstranges einander gegenüberliegende Ausnehmungen eingesetzt ist, welche durch eingeschweißte Haltebleche überdeckt sind, wobei der 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 mit vollem Querschnitt in die Strömung ragen, sondern am Rande des Strömungsquerschnitts in Höhe der Rohrwand liegen, 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 aufwendige 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.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

Fig I einen Rohrleitungsstrang mit mehreren Ausgleichselementen nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt in größerem Maßstab nach der Linie A-A in F i g. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B in F i g. 2.

In F i g. 1 ist ein Rohrleitungsstrang 1 dargestellt, wie er beispielsweise als Überströmleitung 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 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, welche durch geschweißte Haltebleche 14 überdeckt sind und welche gleichzeitig als Versteifungen der Wand und als Halterungen für die Bolzen 11 dienen. Da das Halteblech 14 und der Bolzen 11 den Balg 10 zumindest teilweise durchdringen, wird ein elastischer Deckel 15 als Dichthaut mit dem Balg und dem Halteblech 14 durch Schweißung dampfdicht und durckfest verbunden. Die Bolzen 11 sind in der neutralen Zone angebracht und verbleiben damit auch während jeder 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 Fi g. 2 ist ein Längsschnitt durch das Ausgleichselement 9 dargestellt, wobei für gleiche Teile einander entsprechende Bezugsziffern verwendet werden wie in Fig. 1 und 3.

F i g. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Ausgleichselement 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 und gesamten Bolzenlänge, derart abgestimmt, daß die zusammengesetzten Spannungen aus Biegung und Zug ein vorbestimmtes Maximum nicht überschreiten. Beispielsweise kann dafür die Warm-Zeitsiandfestigkeit für schwellende Beanspruchung von Stahi gewählt werden.

Die Bolzen 11 können auf verschiedene Art in die durch die Haltebleche 14 überdeckten Ausnehmungen 13 eingesetzt sein. Die in der Zeichnung dargestellte Verschweißung ist vorzuziehen, da der Aufwand für diese Befestigungsart 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

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ausgleichselement für einen Rohrleitungsstrang, insbesondere für Dampfleitungen, mit einem zwischen den Enden axial benachbarten Rohrleitungsteile dicht und druckfest befestigten elastischen Balg sowie an der Rohrinnenoberfläche in der hinsichtlich der Biegebeanspruchung nahezu neutralen Zone in Achsrichtung angeordneten Verbindungselementen zur Übertragung von auf den Rohrleitungsstrang einwirkenden Biegekräften, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Verbindungselement in Form eines Bolzens (11) in an den Enden der einzelnen Rohrleitungsteile (4 bis

7) des Rohrleitungsstranges (1) einander gegenüberliegende Ausnehmungen (13) eingesetzt ist, welche durch eingeschweißte Haltebleche (14) überdeckt sind, wobei der Balg (10) mit dem Halteblech (14) durch einen elastischen Deckel (15) dicht und druckfest verbunden ist

2. Ausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (11) am Halteblech (14) verschweißt ist.

3. Ausgleichselement nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (11) mittels einer Schraubverbindung am Halteblech (14) festgehalten ist.