DE2340077A1

DE2340077A1 - Insulated pipe duct for hot liquid - has corrugated heat-insulated inner pipe spaced from outer steel jacket

Info

Publication number: DE2340077A1
Application number: DE19732340077
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Ing Gerth; Kurt Schmidt
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1973-08-08
Filing date: 1973-08-08
Publication date: 1975-02-20

Abstract

Pipe duct transports liquid or gaseous, heated or cooled media, and has an outer steel jacket pipe and internal inner pipe with an insulating layer and longitudinally displaceable by spacers, and comprising helically or annularly corrugated, longitudinally welded metal pipe. The inner pipe has a layer of metallic armouring, consisting of coiled flat wires covering the whole surface and with large lengths of twist. The armouring has a corrosion protection. The heat insulating layer consists of at least 2 Ca silicate shells, fitting the curvature of the inner pipe where they face its surface. The duct is easily laid, permits a high temp. of liquid, and requires joints only at large spacings.

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AktiengesellschaftCable and metal works Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

I-I269I-I269

3. Aug. 1973Aug 3, 1973

Rohrleitung zum Transport flüssiger oder gasförmiger erwärmter oder gekühlter Medien Pipeline for the transport of liquid or gaseous heated or cooled media

Die Erfindung betrifft eine Rohrleitung zum Transport flüssiger oder gasförmiger erwärmter oder gekühlter Medien, bestehend aus einem äußeren Mantelrohr, vorzugsweise aus Stahl und einem oder mehreren innerhalb des Mantelrohres mit einer Isolierschicht versehenen mittels Abstandshalter längsverschxebbar gelagerten Innenrohr.The invention relates to a pipeline for the transport of liquid or gaseous heated or cooled media, consisting of an outer jacket tube, preferably made of steel and one or more inside the jacket tube with an insulating layer provided with spacers that can be displaced lengthways.

Es ist bereits ein wärmeisoliertes Leitungsrohr bekannt, daß aus zwei koaxial zueinander angeordneten Metallwellrohren besteht, wobei der Ringraum zwischen den Wellrohren mit einem Schaum'-stoff ausgefüllt ist. Dieses, unter dem Handelsnamen Flexwell-Fernheizkabel erhältliche, wärmeisolierte Leitungsrohr ist in Längen bis zu 3OO ^m lieferbar und kann aufgrund der Wellung der Rohre auf übliche Kabeltrommeln aufgetrommelt, versandt und ohne weitere Vorbereitungen direkt von der Kabeltrommel abgezogen und verlegt werden. Da es bislang nicht möglich ist, Metallrohre mit einem Durchmesser von mehr als 300 nun in wirtschaftlich vertretbarer Weise zu wellen, ist die Anwendung dieser Rohrleitung bisher auf Nennweiten von ca. 150 m beschränkt. Darüber hinaus läßt der verwendete Schaumstoff eine Temperatur des im Innenrohr geführten Mediums von mehr als 130⁰C nicht «u. (DOS 1 525 658)A heat-insulated conduit pipe is already known which consists of two corrugated metal pipes arranged coaxially with one another, the annular space between the corrugated pipes being filled with a foam. This thermally insulated conduit pipe, available under the trade name Flexwell district heating cable, is available in lengths of up to 300 ^m and, due to the corrugation of the pipes, can be reeled onto conventional cable drums, shipped and removed directly from the cable reel and laid without further preparation. Since it has so far not been possible to corrugate metal pipes with a diameter of more than 300 in an economically justifiable manner, the use of this pipeline has so far been limited to nominal widths of approx. 150 m. In addition, the foam used does not allow a temperature of the medium conducted in the inner tube of more than 130 ^° C. (DOS 1 525 658)

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Für größere Nennweiten ist es üblich, sogenannte Stahlmantelrohrkonstruktionen zu verwenden, bei denen zwei Stahlrohre, von denen das Innenrohr mit einer Wärmeisolierschicht versehen ist, mittels Abstandshalter nahezu koaxial zueinander angeordnet sind. Aus Transportgründen können solche glatten Stahlrohre nur in Längen von maximal Ik m geliefert werden und müssen deshalb an der Montagestelle zu längeren Rohreinheiten zusammengeschweißt werden. Das bedeutet einen erheblichen Arbeitsaufwand an der Montagestelle und beim Innenrohr die Gefahr der Undichtigkeit an den Verbindungsstellen. (DT-Gbm 72 15 775)For larger nominal widths it is common to use so-called steel jacket pipe constructions in which two steel pipes, of which the inner pipe is provided with a heat insulating layer, are arranged almost coaxially to one another by means of spacers. For reasons of transport, such smooth steel pipes can only be supplied in lengths of a maximum of Ik m and must therefore be welded together to form longer pipe units at the assembly point. This means a considerable amount of work at the assembly point and, in the case of the inner pipe, the risk of leaks at the connection points. (DT-Gbm 72 15 775)

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde eine Rohrleitung anzugeben, die einfach und wirtschaftlich verlegt werden kann, die eine hohe Temperatur des im Innenrohr geführten Mediums zuläßt und die Verbindungsstellen am Innenrohr nur nach relativ großen Längen erforderlich macht.The invention is therefore based on the object of a pipeline indicate which can be laid easily and economically, which has a high temperature of the inner pipe Medium allows and makes the connection points on the inner tube required only after relatively long lengths.

Diese Aufgabe wird bei einer Rohrleitung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung das (oder die) Innenrohr(e) als Schraubenlinien— oder ringförmig gewelltes längsnahtgeschweißtes Metallrohr ausgebildet ist (sind). Das vorgeschlagene Innenrohr hat den Vorteil, daß es in großen Längen lieferbar ist. Darüber hinaus werden die thermisch bedingten Längenänderungen weitgehend in sich kompensiert, weshalb auf Dehnungsbögen verzichtet werden kann. Weiterhin können die Innenrohre in Schadensfällen ohne Schwierigkeiten in größeren Längen ausgewechselt werden.This object is achieved in a pipeline of the type mentioned in that, according to the invention, the (or the) inner tube (s) as helical or ring-shaped corrugated longitudinally welded metal pipe is (are) formed. The proposed inner tube has the Advantage that it can be delivered in long lengths. In addition, the thermally induced changes in length are largely compensated in itself, which is why expansion arcs can be dispensed with. Furthermore, the inner tubes in Damage cases can be exchanged in greater lengths without difficulty.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, das Innenrohr alt einer aus einer Vielzahl von nahezu die gesamte Oberfläche des Innenrohres abdeckenden wendelförmig und mit großer Schlaglänge aufgebrachten Flachdrähten bestehenden Armierung zu versehen.It has proven to be particularly useful to use the inner tube alt one of a large number of helically and with covering almost the entire surface of the inner tube long lay length applied flat wires to provide existing reinforcement.

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Dadurch -wird erreicht, daß das Innenrohr auch mit hohen Innendrücken bis zu 200 atü beaufschlagt werden kann. Die mit großer Schlaglänge aufgebrachten Flachdrähte verhindern darüber hinaus eine Längung des Innenrohres bei Druckbeaufschlagung. Um eine Korrosion zu vermeiden, kann die Armierung mit einer Korrosionsschutzschicht versehen werden. So ist es beispielsweise möglich, bituraierte Armierungsdrähte zu verwenden, oder zwischen dem Innenrohr und den Armierungsbändern ein Kunststoffband vorzusehen.This -is achieved that the inner tube with high Internal pressures of up to 200 atmospheres can be applied. the Flat wires applied with a long lay length also prevent the inner tube from elongating when pressure is applied. In order to avoid corrosion, the reinforcement can be provided with a corrosion protection layer. So For example, it is possible to use biturized reinforcement wires or between the inner tube and the reinforcement strips to provide a plastic band.

Die Wärmeisolierschicht besteht zweckmäßigerweise aus zwei Kalziumsilikathalbschalen, die an ihrer dem Innenrohr zugekehrten Oberfläche der Krümmung des Innenrohres angepaßt sind. Diese Halbschalen lassen sich einfach aufbringen und sind beständig gegen Temperaturen von erheblich mehr als 150 C. Die Halbschalen können mittels Bänder auf dem Innenrohr gehalten werden. Die Abstandshalter, die vorzugsweise in einem Abstand von ca. Im auf dem Innenrohr angeordnet sind, bestehen vorteilhafterweise aus mindestens zwei vorzugsweise drei Einzelsegmenten, die fest auf die Isolierschicht aufgespannt und an ihrer dem Mantelrohr zugekehrten Seite Gleitelemente aufweisen.The heat insulating layer expediently consists of two Calcium silicate half-shells which, on their surface facing the inner tube, are adapted to the curvature of the inner tube are. These half-shells are easy to apply and are resistant to temperatures of considerably more than 150 C. The half-shells can be held on the inner tube by means of straps. The spacers, which are preferably in arranged at a distance of approx. Im on the inner tube are advantageously consist of at least two preferably three individual segments, which are firmly stretched on the insulating layer and facing the jacket pipe Side have sliding elements.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Rohrleitung. Dabei wird zunächst das Mantelrohr aus einzelnen Rohrlängen bis zu einer Gesamtlänge von ca. 200 ra hergestellt, sodann das beispielsweise von einer Trommel abgezogene Innenrohr mit einer hitzefesten Isolierschicht versehen, auf diese Isolierschicht werden die Abstandshalter fest und im Abstand zueinander aufgebracht und anschließend wird das so vorbereitete Innenrohr in das Mantelrohr eingezogen. Als besonders -«»rteilhaft hat es sich erwiesen, die Abstandshalter durch ein oder mehrere Zugseile miteinander zu verbinden, die das Innenrohr von Zugkräften frei halten soll oder zumindest die Zugkräfte am Innenrohr herabsetzen soll.The invention also relates to a method for producing a pipeline. First the jacket pipe made from individual pipe lengths up to a total length of approx. 200 ra, then for example from one The inner tube pulled off the drum is provided with a heat-resistant insulating layer, on which the The spacers are fixed and placed at a distance from one another and then the inner tube prepared in this way is inserted into the Jacket pipe pulled in. It has proven to be particularly - "" judicious proven to connect the spacers to one another by one or more pull cords that protect the inner tube from pulling forces should keep free or at least reduce the tensile forces on the inner tube.

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Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail on the basis of the exemplary embodiments shown schematically in FIGS.

Die Rohrleitung besteht aus einem äußeren Mantelrohr 1, das aus einzelnen Rohrstücken von ca. l4 m zu einer Rohrlänge von ca. 200 m zusammengesetzt ist, indem die Rohrstücke an ihren Stoßstellen zusammengeschweißt sind, und mit einer nichtdargestellten Korrosionsschicht versehen ist, sowie einem Innenrohr 2, das koaxial zu dem Mantelrohr 1 gelagert ist. Gemäß der Erfindung ist das Innenrohr 2 als Wellrohr ausgebildet, das in großen Längen hergestellt wird und in das bereits verlegte Mantelrohr 1 eingezogen wird. Damit bei einer Beaufschlagung des Innenrohres 2 mit Druck dieses sich nicht längt, ist es mit einer Armierung 3 versehen, die aus einer Vielzahl von die gesamte Oberfläche des Wellrohres 2 abdeckenden Flachdrähten besteht, die mit großer Schlaglänge aufgebracht sind. Um eine große Isolierwirkung zu erzielen, ist das Innenrohr 2 mit zwei Halbschalen k und 3 aus Kalziumsilikat versehen, die beispielsweise mittels nicht dargestellter Bänder auf die Oberfläche des Innenrohres 2 gehalten werden. An bestimmten Stellen, beispielsweise im Abstand von 1 m sind aus Metallblech bestehende Einzelsegmente 6 und 7 fest auf der Oberfläche der Halbschalen 4 und 5 verspannt, die an ihrer dem Innenrohr 2 abgekehrten Seite Gleitelemente 8 aufweisen, die den Reibungswiderstand beim Einziehen des Innenrohres 2 in das Mantelrohr 1 verringern sollen. Die Gleitelemente 8 bebestehen aus zwei Teilen 9 und 10, von denen das Teil 9 fest mit den. Einzelsegmenten, beispielsweise durch Schweißen, verbunden ist. Das Teil 10, das an seiner dem Mantelrohr zugekehrten Fläche so ausgebildet ist, daß es die Reibung verringert, wird mittels der Schraubbolzen 11 an dem Teil 9 befestigt. Dabei wird zwischen den Teilen 9 und 10 je ein Zugseil 12 fest eingespannt, daß beim Einziehen des Innenrohres 2 das Wellrohr entlasten soll.The pipeline consists of an outer casing pipe 1, which is composed of individual pipe pieces of approx. 14 m to a pipe length of approx. 200 m, in that the pipe pieces are welded together at their joints and provided with a corrosion layer (not shown), as well as an inner pipe 2 , which is mounted coaxially to the casing tube 1. According to the invention, the inner pipe 2 is designed as a corrugated pipe which is manufactured in great lengths and is drawn into the jacket pipe 1 that has already been laid. So that when pressure is applied to the inner pipe 2 it does not elongate, it is provided with a reinforcement 3 which consists of a large number of flat wires covering the entire surface of the corrugated pipe 2, which are applied with a long lay length. In order to achieve a great insulating effect, the inner tube 2 is provided with two half-shells k and 3 made of calcium silicate, which are held on the surface of the inner tube 2, for example, by means of straps (not shown). At certain points, for example at a distance of 1 m, individual segments 6 and 7 made of sheet metal are firmly clamped on the surface of the half-shells 4 and 5, which have sliding elements 8 on their side facing away from the inner tube 2, which reduce the frictional resistance when the inner tube 2 is drawn in the jacket pipe 1 should reduce. The sliding elements 8 consist of two parts 9 and 10, of which the part 9 is fixed to the. Individual segments, for example by welding, is connected. The part 10, which is designed on its surface facing the jacket tube in such a way that it reduces friction, is fastened to the part 9 by means of the screw bolts 11. A pull rope 12 is firmly clamped between the parts 9 and 10, so that when the inner tube 2 is drawn in, the corrugated pipe is to be relieved.

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Anhand der Figur 3 ist das Verfahren zur Herstellung einer Rohrleitung näher beschrieben.The method for producing a pipeline is described in more detail with reference to FIG.

Von einer Kabeltrommel 13 wird das Wellrohr 2, das gegebenenfalls mit einer Armierung versehen sein kann, abgezogen und mit den Isolierhalbschalen k und 5 bedeckt, die mittels Bänder, durch Kleben oder auf ähnliche Weise auf dem Wellrohr 2 gehalten werden. Auf den Isolierhalbschalen k und 5 werden dann die Metallblechsegmente 6 und 7 verspannt, wobei gleichzeitig die Zugseile 12 befestigt werden. Das so vorbereitete Ende des Wellrohres 2 wird dann in das bereits im Erdreich verlegte Mantelrohr 1 eingezogen. Das Einziehen kann kontinuierlich erfolgen, sofern die Geschwindigkeit gering genug ist, um die Isolierschalen etc. aufzubringen. Die Gleitelemente 8 sorgen für ein möglichst widerstandsarmes Gleiten des Innenröhres 2 in dem Mantelrohr. An den Stellen, an denen das Innenrohr 2 durchverbunden wird, wird zweckmäßigerweise ein nicht mehr dargestellter Schacht vorgesehen, in dem gegebenenfalls Armaturen für die Rohrleitung bzw. Abzweige vorgesehen werden können.The corrugated pipe 2, which can optionally be provided with reinforcement, is pulled off a cable drum 13 and covered with the insulating half-shells k and 5, which are held on the corrugated pipe 2 by means of tapes, by gluing or in a similar manner. The sheet metal segments 6 and 7 are then clamped onto the insulating half-shells k and 5, the tension cables 12 being fastened at the same time. The end of the corrugated pipe 2 prepared in this way is then pulled into the casing pipe 1 that has already been laid in the ground. The drawing-in process can take place continuously as long as the speed is slow enough to apply the insulating shells, etc. The sliding elements 8 ensure that the inner tube 2 slides in the casing tube with as little resistance as possible. At the points at which the inner pipe 2 is connected through, a shaft, no longer shown, is expediently provided, in which fittings for the pipeline or branches can be provided if necessary.

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Claims

Cable and metal works Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

I-I269

3 Aug 1973

PatentansprücheClaims

/ l.\ Rohrleitung zum Transport flüssiger oder gasförmiger er-/ l. \ Pipeline for the transport of liquid or gaseous

\ / wärmter oder gekühlter Medien, bestehend aus einem äußeren\ / warmed or cooled media, consisting of an outer

Mantelrohr, vorzugsweise aus Stahl und einem oder mehreren innerhalb des Mantelrohres mit einer Isolierschicht versehenen mittels Abstandshalter längsverschiebbar gelagerten Innenrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das (oder die) Innenrohr (e) als Schraubenlinien- oder ringförmig gewelltes längsnahtgeschweißtes Metallrohr ausgebildet ist (sind).Casing tube, preferably made of steel and one or more provided with an insulating layer within the casing tube by means of spacers mounted longitudinally displaceable Inner tube, characterized in that the inner tube (s) is (are) designed as a helical or ring-shaped corrugated longitudinally seam-welded metal tube.

2. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr mit einer ein- oder mehrlagigen metallischen Armierung versehen ist.2. Pipeline according to claim 1, characterized in that the inner tube with a single or multi-layer metallic Reinforcement is provided.

3. Rohrleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr mit einer aus einer Vielzahl von nahezu die gesamte Oberfläche des Innenrohres abdeckenden wendelförmig und mit großer. Schlaglänge aufgebrachten Flachdrähten bestehenden Armierung versehen ist.3. Pipeline according to claim 1 or 2, characterized in that the inner tube with one of a plurality of nearly covering the entire surface of the inner tube in a helical manner and with a large. Lay length applied flat wires existing reinforcement is provided.

4. Rohrleitung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung mit einem Korrosionsschutz versehen ist.4. Pipeline according to claim 2 or 3, characterized in that the reinforcement is provided with corrosion protection.

f. Rohrleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierschicht aus mindestens zwei Kalziumsilikatschalen besteht, die an ihrer dem Innenrohr zugekehrten Oberfläche der Krümmung des Innenrohre β angepaßt sind.f. Pipeline according to claim 1 or one of the following, characterized in that the heat insulating layer consists of at least two calcium silicate shells which are attached to their the surface facing the inner tube are adapted to the curvature of the inner tube β.

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6. Rohrleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierschicht mittels Bänder auf den Innenrohr gehalten ist.6. Pipeline according to claim 1 or one of the following, characterized in that the heat insulating layer means Bands are held on the inner tube.

7. Rohrleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter aus mindestens zwei, vorzugsweise drei EinzelSegmenten bestehen, die fest auf die Isolierschicht aufgespannt sind und die an ihrer dem Mantelrohr zugekehrten Seite Gleitelemente aufweisen.7. Pipeline according to claim 1 or one of the following, characterized in that the spacers from at least two, preferably three, individual segments that are fixed are stretched on the insulating layer and have sliding elements on their side facing the jacket tube.

8. Verfahren zur Herstellung einer Rohrleitung nach Anspruch oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Mantelrohr aus einzelnen Rohrlängen bis zu einer Gesamtlänge von ca. 200 nt hergestellt wird, sodann das beispielsweise von einer Trommel abgezogene Innenrohr mit einer hitzefesten Isolierschicht versehen wird, auf diese Isolierschicht die Abstandshalter fest und im Abstand zueinander aufgebracht werden und anschließend das so vorbereitete Innenrohr in das Mantelrohr eingezogen wird.8. A method for producing a pipeline according to claim or one of the following, characterized in that first the casing tube from individual pipe lengths up to one Total length of approx. 200 nt is produced, then the inner tube drawn off, for example, from a drum a heat-resistant insulating layer is provided, the spacers are attached to this insulating layer firmly and at a distance from one another and then the inner pipe prepared in this way is drawn into the casing pipe.

9· Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter durch ein oder mehrere Zugseile miteinander verbunden sind.9 · The method according to claim 7 »characterized in that the Spacers are connected to one another by one or more pull cables.

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