DE2257699A1

DE2257699A1 - Gekruemmtes rohrleitungsstueck

Info

Publication number: DE2257699A1
Application number: DE19722257699
Authority: DE
Inventors: Peter Kappeler; Klaus Uhlig
Original assignee: Brown Boveri Sulzer Turbomaschinen AG
Current assignee: Brown Boveri Sulzer Turbomaschinen AG
Priority date: 1972-11-21
Filing date: 1972-11-21
Publication date: 1974-06-06
Also published as: DE2257699B2; DE2257699C3

Description

Gekrümmtes Rohrleitungsstück Die Erfindung betrifft ein gekrümmtes Rohrleitungsstück einer isolierten Rohrleitung für ein mit hoher Geschwindigkeit strömendes Medium von hoher Temperatur und hohem Druck, welche Rohrleitung ein Aussenrohr, ein im Aussenrohr zu diesem koaxial gelagertes Innenrohr zum Führen des Mediums und eine Isolationsschicht zwischen den beiden Rohren aufweist.
Rohrleitungen der beschriebenen Art erlauben den hohen Druck des Mediums in einer kühleren Zone, d.h. an dem Aussenrohr aufzunehmen. Zum Druckausgleich zwischen dem Innenrohr und dem Zwischenraum zwischen den beiden Rohren ist das Innenrohr mit Löchern versehen. Zum Verhindern einer parallelen Strömung durch den Zwischenraum und zum Halten des Innerohrs sind in dem Zwischenraum konusförmig profilierte Ringe angeordnet. Die Ringe sind so bemessen, dass sie die temperaturabhängigen Ausdehnungsunterschiede der beiden Rohre aufnehfnen bzw. ausgleichen können.
Beim Auslegen einer solchen Rohrleitung von grossem Durchmesser für eine Temperatur des Mediums von 800 bis 1000 C und einen Druck von ungefähr 50 bar treten hinsichtlich der Festigkeit und Ausdehnung des Materials Prombleme auf, welche besonders bei Konstruktionen von gekrümmten Rohrs leitungsstücken im Zusammenhang mit der zentrifügalen Energie des strömenden Mediums mit den bekannten Mitteln nicht zu lösen sind.
Die Aufgabe des Erfinders war, ein für ein schnellströmendes Medium, dessen Temperatur über 800 0c und dessen Druck ungefähr 50 bar beträgt, geeignetes, gekrümmtes Rohrleitungsstück grossen Durchmessers zu schaffen.
Die Aufgabe wird an dem eingangs beschri¢benen Rohrleitungsstück erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen dem Innenrohr und dem Aussenrohr als Stütze zum Aufnehmen der im wesentlichen radial nach aussen in der Krümmungsebene des Innenrohrs auf dieses wirkenden Kräfte des strömenden Mediums ein an dem Aussenrohr verankertes, das Innenrohr umschlingendes Band vorgesehen ist, vorteilharterweise so, dass dieses Band ein Zugband ist, welches das Innenrohr nur teilweise umschlingt und beiderseits symmetrisch zur KrAmmungsebene des Innenrohrs am Aussenrohr verankert ist.
Es ist weiter vorteilhaft, wenn das Band so bemessen und verankert ist, dass wenn bei Temperaturänderungen des Mediums die Länge des Bandes und der Umfang der beiden Rohre sich andern, die Rohrachse des Innenrohrs mit derjenigen des Aussenrohrs im wesentlichen identisch bleiben.
Im weiteren wird die Erfindung anhand vereinfachter Zeichnungen von Ausfühuungsbeispielen näher beschrieben und erklärt.
Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im axialen Längsschnitt, Fig. 2 das erste Ausführungsbeispiel, jedoch im Schnitt gemäss Linie II-II in Fig. i, Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel im axialen Längsschnitt, Fig. 4 das andere Ausführungsbeispiel>- jedoch im Schnitt gemäss Linie IV-IV in Fig. 3.
Das gekrümmte Rohrleitungsstück einer isolierten-Rohrleitung grossen Durchmessers für ein mit hoher Geschwindigkeit strömendes Medium von hoher Temperatur und hohem Druck weist ein Aussenrohr 1 und in diesem Aussenrohr 1 ein Innenrohr 2 auf. Das Innenrohr 2 ist im Aussenrohr 1 koaxial zu diesem gelagert. Zum Halten des Innenrohrs 2 sind in dem Zwischenraum 5 zwischen den beiden Rohren 1 und 2 konusförmige Ringe 4 Jorgesehen. Der Zwischenraum 5 ist mit einer Isolationsschicht aus einem IsolationsmateriaL ausgefüllt. Die Ringe 4 sind so ausgelegt und bemessen, dass sie die temperaturabhängigen Ausdehnungsunterschiede der beiden Rohre 1 und 2 aufnehmen bzw. ausgleichen können.
Die Ringe 4 verhindern auch eine zum Innenrohr 2 paralle Strömung des Mediums durch den Zwischenraum 5. Diese Strömung durch den Zwischenraum 3 wäre sonst eine Folge von Löchern 5, mit welchen das Innenrohr 2 zum Druckausgleich gegenüber dem Zwischenraum 5 versehen ist.
Als Stütze zwischen dem Innenrohr 2 und dem Aussenrohr 1 zum Aufnehmen der im wesentlichen radial nach aussen in der Krümmungsebene des Innenrohrs 2 wirkenden Kräfte des strömenden Mediums ist ein an dem Aussenrohr 1 verankertes, das Innenrohr 2 umschlingendes Band 6 vorgesehen. Die Krümmungsebene des Innenrohrs ist durch die Rohrachsen 7 des gekrümmten Rohrleitungsstücks bestimmt Das Band 6 ist als ein Zugband ausgeführt, welches das Innenrohr 2 nur teilweise umschlingt. Das Band 6 ist beiderseits und symmetrisch zur Krümmungsebene des Innenrohrs 2 am Aussenrohr 1 in Stellen 8 verankert.
Das Band 6 ist so verankert und bemessen, dass, wenn bei Temperaturänderungen des Mediums die Länge des Bandes 6 und der Umfang der beiden Rohre 1 und 2 sich ändern, die Rohrachse 7 des Innenrohrs 2 mit der Rohrachse des Aussenrohrs 1 im wesentlichen identisch bleiben. Das Band 6 ist ein Band aus einem Blech. Es ist aber auch denkbar, das Band 6 aus mehreren Blechlagen zusammenzulegen.
Ein axialer Abschnitt 9 des Innenrohrs 2 welcher mittels des Bandes 6 am Aussenrohr verankert ist, dient als Träger eines den Strom des Mediums führenden Schaufelgitter#s. Von dem Schaufelgitter ist in der Zeichnung vereinfacht nur eine den Strom des Mediums führende Schaufel 10 gezeigt. Eine Führung 11 und eine Führung 12 liegen in Krümmungsebene des Innenrohrs 2. Die Führungen 11 und 12 sind je mittels eines senkrecht zur KrUmmungsebene des Innenrohrs 2 verlaufenden Federblatts 15 am Aussenrohr 1 verankert. Andererseits ist die FUhrung 11 mit dem Band 6 und die Führung 12 mit dem axialen Abschnitt 9 des Innenrohrs 2 verbunden. Der axiale Abschnitt 9 ist an der Verbindungsstelle des Bandes 6 mit der#Führung 11 mit Führungsleisten 9 , welche ~beiderseits dem Band 6 anliegen, versehen. Deswegen können sich das Band 6 und der Abschnitt 9 bzw. das Innenrohr 2 nur entlang der Krümmungsebene des Innenrohrs 2 radial nach aussen oder nach innen bewegen, wobei die Bewegungen in Richtung der Rohrachsen 7 des Innenrohrs 2 entlang verhindert sind.
Das Innenrohr 2 kann sich aber je entlang der Rohrachse 7 temperaturabhängig in beiden Richtungen beiderseits von den Führungen 11 und 12 weg verlängern oder zurück zu diesen verkürzen. Deswegen ist das Innenrohr 2beiderseits mit-Ringen 14 zum Anschluss auf die weiteren -nicht gezeichneten- Teile der Rohrleitung versehen. Die konusförmigen Ringe 4 sind am Aussenrohr 1 uiiijewegiich befestigt. Das Innenrohr 2 jedoch ist in den Ringen 4 gleitend gelagert. Je zwischen dem Innenrohr 2 und den Ringen 4 sind Kompensatoren 41 angebracht.
Als das andere Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 und 4 ein erfindungsgemässer Segmentkrümmer dargestellt. Das Innenrohr 2 ist in dieser Ausführungsform mit den Ringen 4 unbeweglich verbunden. Zum Längsdehnungsausgleich ist das Innenrohr 2 dort, wo das Band 6 angebracht ist, mittels eines Spaltes 15 in je zwei axiale Teile unterteilt und mit einem den Spalt 15 überdeckenden, gleitenden Nanschettenring 16 versehen. Das Band 6 umschlingt nun den Manschettenring 16. Der Nanschettenring 16 ist ähnlich wie der axiale Abschnitt 9 in Fig. 1 und 2 mit Führungsleisten 161 versehen und mittels'Führungen 12 bzw. 11 und Federblätter 13 an dem Aussenrohr 1 verankert.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Gekrümmtes Rohrleitungsstück einer isolierten Rohrleitung für ein mit hoher Geschwindigkeit strömendes Medium von hoher Temperatur und hohem Druck, welche Rohrleitung ein Aussenrohr, ein im Aussenrohr zu diesem koaxial gelagertes Innenrohr zum Führen des Mediums und eine Isolationsschicht zwischen den beiden Rohren aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i p h n e t, dass zwischen dem Innenrohr (2) und dem Aussenrohr ~(1) als Stütze zum Aufnehmen der im wesentlichen radial nach aussen in der Krümmungsebene des Innenrohrs (2) auf dieses wirkenden Kräfte des strömenden Mediums ein an dem Aussenrohr (1) verankertes, das Innenrohr (2) umschlingendes Band (6) vorgesehen ist.

2. Rohrleitungsstück nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, dass dieses Band (6) ein Zugband ist, welches das Innenrohr (2) nur teilweise umschlingt.

5. Rohrleitungsstück nach Anspruch 2, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, dass das Band (6) beiderseits symmetrisch zur Krümmungsebene des Innenrohrs (2) am Aussenrohr (1) verankert ist.

4. Rohrleitungsstück nach Anspruch 1, d a d ur c h g ek e n n z e i c h n e t, dass das Band (6) so bemessen und verankert ist, dass, wenn bei Temperaturänderungen des Mediums die Länge des Bandes (6) und der Umfang der beiden Rohre (1,2) sich ändern, die Rohrachse (7) des Innenrohrs (2) mit derjenigen des Aussenrohrs (1) im wesentlichen identisch bleiben.

5. Rohrleitungsstück nach Anspruch 2, d a d u r c #h g ek e n.n z e i c h n e t, dass derjenige axiale Abschnitt (9) des Innenrohrs (25, WP1 weicher mittels des Bandes (6) am Aussenrohr (1) verankert ist als Träger eines den Strom des Mediums führenden Schaufelgitters (10) dient.

6. Rohrleitungsstück nach Anspruch 2, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, dass das Innenrohr (2) dort, wo das Band (6) angebracht ist mittels eines Spaltes (15) in zwei axiale Teile unterteilt ist und einen diesen Spalt (15) überdeckenden gleitenden Manschettenring (16) auSweist, welcher vom Band (6) umschlungen ist.

7. Rohrleitungsstück nach Anspruch 2, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, dass für das Band (6) und/oder das Innenrohr (2) jeweils in der Krümmungsebene des Innenrohrs (2) liegende Führungen (11 bzw. 12) am Aussenrohr (1) befestigt sind, welche dem Band (6) bzw. dem Innenrohr (2) sich nur entlang dieser Krümmungsebene radial nach aussen oder nach innen zu bewegen gestatten.