DE2504519C2

DE2504519C2 - Vorrichtung zur Lecküberwachung verlegter Rohrleitungsstränge

Info

Publication number: DE2504519C2
Application number: DE19752504519
Authority: DE
Inventors: Herbert 3000 Hannover Bittner; Siegfried 3011 Gleidingen Führmann
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1975-02-04
Filing date: 1975-02-04
Publication date: 1984-04-05
Also published as: DE2504519A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lecküberwachung einer Rohrleitung aus zwei koaxialen Rohren, zwischen denen ein Kontrollraum vorgesehen ist, der Kontrollraum nahezu evakuiert und mittels einer Meß- und einer Saugleitung mit einem Leckanzeiger verbunden ist, wobei die Meßleitung an dem einen Ende und die Saugleitung am anderen Ende der Rohrleitung angeschlossen ist.

Aus der DE-AS 11 95 103 ist eine Leckanzeigeeinrichtung für Wellrohrkompensatoren bekannt, bei welcher ein zwischen zwei konzentrischen Wellrohren befindlicher Raum gegenüber den angrenzenden Anschlußstükken abgedichtet ist. Über eine Leitung ist der Raum mit einem Manometer verbunden, welches den Druck im Raum mißt Weiter ist an der Kammer eine Evakuierungsleitung angeschlossen. Für Rohrleitungen großer Länge und mit relativ geringem Querschnitt des Überwachungsraumes ist diese Anordnung nicht geeignet.

Es ist üblich, Doppelrohrkonstruktionen entweder nach dem Vakuumprinzip oder mit einer Druckgasanlage zu überwachen. Bei der Druckgasüberwachung wird der Kontroliraum mit einem Überdruck beaufschlagt, der über dem Förderdruck des zu transportierenden Mediums liegt. Im Schadensfall dringt, je nachdem welches Rohr zerstört wurde, das Druckgas in den Innenraum des Innenrohres ein oder entweicht durch das Außenrohr. Der Druck im Kontrollraum sinkt, wodurch eine Alarmgabe ausgelöst wird. Druckgasüberwachungsanlagen werden im allgemeinen bei größeren Rohrleitungssystemen oder bei Förderleitungen für Medien der Gefahrenklasse A\ und B eingesetzt.

Bei der Überwachung nach dem Vakuumprinzip wird der Kontrollraum der Leitungen evakuierL Eine Vakuumpumpe, die über einen Druckschalter ein- und ausgeschaltet wird, erzeugt einen vorgegebenen Unter-'-> druckbereich. Da eine absolute Dichtheit der Gesamtanlage nicht erreicht wird, sinkt im Regelfall der Unterdruck langsam wieder ab. Bei Erreichen eines am Druckschalter eingestellten Grenzwertes wird die Vakuumpumpe wieder eingeschaltet und evakuiert den Kontrollraum auf den vorgegebenen Unterdruck. Bei intaktem Rohrleitungs- und Überwachungssystem pendelt der Unterdruck zwischen diesen beiden Werten.

Im Schadensfall wird der im Kontrollraum vom Leckanzeiger erzeugte Unterdruck durch eindringende

is Luft (Leck am Außenrohr) oder durch das Eindringen des zu transportierenden Mediums (Leck im Innenrohr) abgebaut

Fällt der Unterdruck im Kontrollsystem unter den oberen Regelwert des Betriebsvolumens, so wird bei Erreichen eines Grenzwerts die Alarmgabe ausgelöst Beispiel: Betriebsvakuum
5300 mm WS — Pumpe aus
4700 mm WS - Pumpe ein
4300 mm WS — Alarmgabe.

Die Leckanzeigegeräte werden mit einer Saug- und einer Meßleitung an den Kontrollraum angeschlossen. Bei der bisher praktizierten Anschlußtechnik wurde bei Einstrangleitungen Meß- und Sauganschluß an einem Ronrende angeschlossen.

Bei dem im Rohrleitungsbau häufig eingesetzten Zweistrangsystem (Vor- und Rücklaufleitung) kann die Meß- und Saugleitung getrennt angeschlossen werden, wenn der Kontrollraum an den gegenüberliegenden Rohrenden überbrückt wird.

Die Empfindlichkeit der Leckanzeige im Schadensfall wird beeinflußt durch:

1. evtl. geometrischen Höhenunterschied zwischen

der Leckstelle und der Meßstelle,
2. hydraulischen Widerstand des Kontrollraums,
3. Reibungswiderstände im Leck.

Die unter Punkt 2 und 3 genannten Einflüsse werden wesentlich von der Beschaffenheit der öffnung und der 5 Dichte und Zähigkeit des eindringenden Mediums bestimmt Luftlecks (Zerstörung des Außenrohres) werden auch bei langen Rohrleitungen und kleinen Leckagen schnell angezeigt. Schwierigkeiten bei der Schadensmeldung ergeben sich bei kleinen Durchbrüchen des Innenrohres, wenn viskose Medien, zum Beispiel Heizöl EL, transportiert werden. Durch den Strömungswiderstand der öffnung kann ein erheblicher Teil des Drucks der eindringenden Flüssigkeit abgebaut werden. Der in diesem Fall bei sehr geringen öffnungen eindringenden Flüssigkeitsmengen breiten sich allmählich im Kontrollraum aus und bewirken dadurch einen Druckanstieg. Versuche haben gezeigt, daß der durch die Strömung im Kontrollspalt entstehende Druckverlust und die sich gleichzeitig auswirkende Adhäsion der eingedrungenen Flüssigkeit zu den Rohrwandungen so groß sein kann, daß es zu einem Stillstand des Flüssigkeitsstromes führen kann. Wenn dieser Vorgang allmählich über einen langen Zeitraum abläuft, kann ein Teil des Kontrollspaltes mit dem durch das Innenrohr zu fördernde Medium gefüllt sein, ohne daß es zu einer Leckanzeige kommt. Es können Flüssigkeitsstopfen im Kontrollraum entstehen, die einen Teil der Doppelrohrleitung von der Überwachungsanlage trennt. Diese

Gefahr besteht besonders bei Einsatz- und Verlegebedingungen, wo bei der Rohrleitungsführung Höhensprünge nicht zu umgehen sind. Das gleiche gilt für Rohrleitungen, die mit dem in Rohrleitungsbau üblichen Gefälle verlegt werden und den Höhenunterschied zwischen Rohrleitungsanfang und -ende größer als der Durchmesser der Leitung ist Sollte in dem durch den Stopfen nicht überwachten Teil der Rohrleitung eine minimale öffnung auch im Außenrohr entstehen, konn das umweltgefährdende Medium nach außen gelangen, ohne daß eine Alarmgabe erfolgt Dieser Vorgang wird allerdings nur eintreten, wenn durch die Außenrohrlekkage die gleiche oder geringere Menge austritt wie die Menge, die durch das innenrohrleck in den Kontrollraum gelangt Bei größeren Außenrohrleckagen wird der Flüssigkeitsstopfen durch die größere Ausflußmenge abgebaut und es erfolgt eine Alarmgabe durch das ents;ehende Luftleck. Da im Schadensfall die kleine Außenrohröffnung nicht auszuschließen H, werden vakuumüberwachte Doppelrohrleitungen in ihrer überwachbaren Länge eingeschränkt Kontrollräume langer Rohrleitungen werden in einzelnen Überwachungszonen geteilt und jeweils mit einem Leckanzeigegerät ausgerüstet oder an eine Druckgasüberwachungsanlage angeschlossen. Die Kosten der Druckgasüberwachungsanlage sind jedoch wesentlich höher als die einer Vakuumanlage (Kostenverhältnis 4 :1).

Der Erfindung lag von daher die Aufgabe zugrunde, die wesentlich wirtschaftlicheren Vakuumanlagen für Doppelrohrleitungen dahingehend zu verbessern, daß auch lange Rohrleitungen mit einem Überwachungsgerät wirtschaftlich überwacht werden können und auch kleine Leckagen schnell angezeigt werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung an der Meßleitung ein künstliches Leck mit definiertem Mengendurchsatz angebracht ist.

Im Falle einer durch Innenrohrleckage entstehenden Stopfenbildung im Kontrollraum werden Meß- und Sauganschluß voneinander getrennt. Durch das künstliche Leck wird der Unterdruck im Meßanschluß abgebaut und löst eine Alarmgabe aus. Die Alarmgabe kann durch das vorhergehende Einschalten der Vakuumpumpe zeitlich nicht mehr hinausgezögert werden, da die Pumpe nur den an der Saugleitung angeschlossenen Kontrollraum evakuiert.

Es dürfte in der Praxis kaum vorkommen, daß Rohrleitungen über größere Strecken ohne Höhenunterschied verlegt werden. Sollten sich trotzdem Einsatzgebiete ergeben, bei denen eine waagerechte Verlegung erforderlich ist, so ergeben sich auch hier Vorteile durch die erfindungsgemäße Vorrichtung. Die bei einer waagerechten Rohrleitung durch Leckage des Innenrohres eindringende Flüssigkeit wird sicn in rlem unteren Teil des Kontrollraumes ausbreiten. Auch hier werden die zu überwindenden Widerstände bzw. Adhäsionskräfte bei einem bestimmten Ausbreitungsfaktor den Flüssigkeitsstrom zum Stillstund bringen. Der obere durchgehende Raum wird weiter überwacht. Entsteht bei dieser Rohrleitung ein Außenleck, wird durch das große Druckgefälle zwischen Rohrumgebung und dem Kontrollraum Luft in den Kontrollraum eindringen. Mit der durch das künstliche Leck eindringenden Luft wird der Unterdruck wie bei Luftlecks schnell abgebaut und eine Alarmgabe ausgelöst.

Das künstliche Leck wird zweckmäßigerweise in unmittelbarer Nähe des Leckanzeigers angebracht. Als künstliches Leck kann ein Filterstein oder ein Kapillarröhrchen eingesetzt werden.

In Weiterführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es zweckmäßig, daß am Rohranfang die Saugleitung den Kontrollraum mit einer Pumpe verbindet und von der Saugleitung eine Meßleitung zu einem Vakuumschalter führt und eine Meßleitung am Rohrende den Kontrollraum mit einem weiteren Vakuumschalter verbindet und beide Vakuumschalter

ίο mittels einer elektrischen Steuerleitung verbunden sind. Auf diese Weise kann auf die Rückführung der Meßleitung zum Leckanzeiger verzichtet werden. Der durch die Meßleitung dem Vakuumschalter angezeigte Druckanstieg im Falle einer Stopfenbildung wird auf elektrischem Wege über die Steuerleitung dem Leckanzeiger mitgeteilt und es können Maßnahmen ergriffen werden, die Rohrleitung stillzusetzen.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, in der Saugleitung eine Flüssig'- eitssicherung anzuordnen.

Diese Maßnahme ist dann von Vorteil, wenn sich in dem Kontrollraum bereits aus dem Innenrohr austretendes Medium angesammelt hat ohne daß es zu einer Stopfenbildung kommt Das flüssige Medium wird dann von der Vakuumpumpe aus dem Kontrollraum ausgesaugt und durch die Flüssigkeitssicherung geführt in der sie sich ansammelt und ein Abschalten der Anlage bewirken kann. Dieser Effekt wird noch verbessert wenn man ebenfalls in der Auspuffleitung der Pumpe eine Flüssigkeitssicherung anordnet.

so Die Erfindung ist anhand der in den F i g. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert

in der F i g. 1 ist eine aus Vorlauf 13 und Rücklauf 14 bestehende Rohrleitung schematisch dargestellt. Vor-

r> lauf 13 und Rücklauf 14 sind über die Verbindungsleitung 8 an ihrem Ende miteinander verbunden. An dieser Stelle befindet sich auch die nicht dargestellte Pumpenstation, die das Medium durch die Rohrleitung fördert. Der Kontrollraum des Vorlaufes 13 ist über eine Saugleitung 7 mit einer Vakuumpumpe 2 verbunden, während am Ende des Rücklaufes 14 eine Meßleitung 5 den Kontrollraum mit einem Unterdruckschalter 1 verbindet. In der Meßleitung 5 wird ein künstliches Leck mit einem definierten Mengendurchsatz erzeugt, und > zwar in der Weise, daß man an die Meßleitung 5 einen Filter oder ein Kapillarröhrchen 4, durch den Luft von außen in die Meßleitung 5 einströmen kann, anschließt. Die in den Filter oder das Kapillarröhrchen einströmende Luft wird über einen Lufttrockner 3 und einen ■" Luftfilter 12 gereinigt bzw. getrocknet. Das Trocknungsmedium (zum Beispiel Kalziumclorid, Siliziumgel) in dem Lufttrockner 3 wird jährlich ausgetauscht. Dadurch wird eine Kondensation von Feuchtigkeit im Kontrollraum unterbunden. In der Saugleitung 7 ist > noch eine Flüssigkeitssicherung 9 eingebaut, ebenso wie in der Auspuffleitung 6 hinter der Vakuumpumpe 2. Diese Flüssigkeitssicherungen stellen eine zusätzliche Sicherheit dar. Sie können die Rohrleitungsanlage unter Umständen stillsetzen, bevor es zu einer Stopfenbildung

^bn in dem Kontrollraum der Rohrleitungsstränge 13 und 14 kommt.

In der F i g. 2 ist eine Rohrleitung verlegt, die lediglich aus einem Strang besteht. Während die Saugleitung 7 an dem einen Ende des Rohrleitungsstranges den Kontroll-

^h' raum mit der Vakuumpumpe 2 und den Unterdruckschalter 1 über eine Meßleitung 5' verbindet, ist ein weiterer Unterdruckschalter Γ über die Meßleitung 5 mit dem Kontrollraum am anderen Ende des Rohrlei-

tungsstranges verbunden. Im Falle einer Stopfenbildung in dem Kontrollraum des Rohrleitungsstranges steigt der Druck in dem Kontrollraum, der in der Figur links vom Stopfen gelegen ist, an, wodurch der Unterdruckschalter Γ betätigt wird. Bei Betätigung des Unterdruckschalters 1' wird dem Unterdruckschalter 1 über die elektrische Steuerleitung 10 ein Signal übermittelt. Das Abschalten der Rohrleitungsanlage kann dann entweder auf elektrischem Wege oder manuell durch das Überwachungspersonal geschehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit besonderem Vorteil anwenden bei einem Rohrsystem, welches aus zwei koaxialen Rohren besteht, von denen zumindest eines schraubenlinienförmig gewellt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Lecküberwachung einer Rohrleitung aus zwei koaxialen Rohren, zwischen denen ein Kontrollraum vorgesehen ist, der nahezu evakuiert und mittels einer Meß- und einer Saugleitung mit einem Leckanzeiger verbunden ist wobei die Meßleitung an dem einen Ende und die Saugleitung am anderen Ende der Rohrleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Meßleitung (5) ein künstliches Leck

(4) mit definiertem Mengendurchsatz angebracht ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das künstliche Leck (4) in unmittelbarer Nähe des Leckanzeigers angebracht wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Rohranfang die Saugleitung (7) den Kontrollraum mit einer Pumpe (2) verbindet und von der Saugleitung (7) eine Meßleitung (5') zu einem Vakuumschalter (I) führt und eine Meßleitung

(5) am Rohrende den Kontrollraum mit einem weiteren Vakuumschalter (V) verbindet und beide Vakuumschalter (1, 1') mittels einer elektrischen Steuerleitung (10) verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Saugleitung (7) eine Flüssigkeitssicherung (9) angeordnet ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auspuffleitung (6) der Pumpe (2) eine Flüssigkeitssicherung (9) angeordnet ist.