DE3208883A1 - Hot-gas pipeline having inner insulation comprising fibrous materials packed in metal containers - Google Patents
Hot-gas pipeline having inner insulation comprising fibrous materials packed in metal containersInfo
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Abstract
Description
INTERATOM . - 24.602.3 · 'INTERATOM. - 24.602.3 · '
Internationale Atomreaktorbau· GmbH D-5060 Bergisch Gladbach 1Internationale Atomreaktorbau · GmbH D-5060 Bergisch Gladbach 1
Heißgasrohrleitung mlt Innenisolierung aus in- Metali - behältern verpackten Faserstoffen Hot gas pipe lt m I nnenisolierung from domestic Metali - containers verpa ckten fibers
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heißgasrohrleitung nach dem Oberbegr f des ersten Anspruchs, insbesondere in Hochtemperatur-Kernenergieanlagen und Sonnenkraftwerken. Das den Druckeinschluß übernehmende Außenrohr einer solchen Rohrleitung darf, da aus metallischem Werkstoff, den im Inneren herrschenden Temperaturen von 800 C und darüber nicht ausgesetzt· werden; es muß daher mit einer Innenisolierung versehen werden, für die bereits die Verwendung von Forms te ir/en aus einer porösen Keramik vorgeschlagen worden ist. Das spezifische Gewicht solcher Keramiken ist jedochThe present invention relates to a hot gas pipeline according to the preamble f of the first claim, especially in high-temperature nuclear power plants and solar power plants. The one taking over the pressure containment Outer pipe of such a pipeline may, as it is made of metallic material, the one prevailing inside Not exposed to temperatures of 800 C and above will; it must therefore be provided with an inner insulation, for which already the use of Forms te ir / s porous ceramic has been proposed. However, the specific gravity of such ceramics is
2Q verhältnismäßig hoch und auch die Bearbeitung von daraus hergestellten Formteilen auf die hier erforderliche große Genauigkeit ist mit Schwierigkeiten verbunden. Gleichfalls Schwierigkeiten -bereit«., u die Eefestiryung dieser Teile sowie die Gefahr, daß el j Forrn-2Q is relatively high and also the processing of molded parts made from it to the high accuracy required here is associated with difficulties. -Ready also difficulties. ", And the Ee festiryung these parts as well as the risk that el j Forrn-
25' teile infolge der zwischen Innen- und Aun-enrand auftretenden Temperaturgradienten bersten. Die ebenfalls bereits vorgeschlagene Verwendung von Faserstoffen in verhältn'?mäßig loser .Stopfung innerhalb des Zwischenraumes zwischen einem inneren Führungsrohr und dem äußeren Druckrohr bereitet, vor allem Fertigungsprobleme. Bei größeren auszufüllenden Räumen erscheint das Erreichen einer gleichmäßigen Stopfuncj ausgeschlossen; Inhomogenitäten der Isolierung, können jodoch durch d: Bildung örtlich besserer Wärmeüber jängo dio Sichorhoj f-5 der !-Vihrleii unu gefährden. Kino urjurünq! ich q 1. c i c! ι-25 'due to the parts between indoor and outdoor temperature gradients -enrand n burst. The use of fibrous materials, which has also already been proposed, in relatively loose .Stamping within the space between an inner guide tube and the outer pressure tube causes, above all, manufacturing problems. In the case of larger spaces to be filled, the achievement of a uniform stuffing function appears to be impossible; Inhomogeneities in the insulation can jodoch endanger the formation of locally better heat via jängo dio Sichorhoj f-5 der! -Vihrleii. Cinema urjurünq! i q 1. cic! ι-
16.02.8 2 We/Pa16.02.8 2 We / Pa
fc.Ö ORIGINAL,fc.Ö ORIGINAL,
-4- 24.602.3 -4- 24.602.3
mäßige Verteilung des Isoliermaterials kann sich darüberhinaus im Verlaufe der Zeit durch Vibrationen der Rohrleitung verändern. Bei den hohen in Aussicht genommenen Strömungsgeschwindigkeiten von z.B. 25 m/s scheidet die Verwendung von zu Ballen gepreßten Faserstoffen ohne festen Einschluß in Behälter ebenfalls aus, da diese einem starken Austrag durch die Strömung' unterliegen wurden. Es sind daher bereits faserförmige Isolierstoffe in Behältern aus dünnem Blech verpackt worden, die z.B. zur Außenisolierung der Brennkammern von Gasturbinen verwendet worden sind und bei denen davon ausgegancjen wird, daß bei einer fabrikmäßigen, nicht erst an der Baustelle vorzunehmenden Herstellung der Isolierung eine ausreichende, gleichmäßige Stopfurycj erreichbar ist, die auch im Verlaufe des Betriebes wegen der verhältnismäßig geringen Abmessung der Kästen erhalben bleibt. Bei Außenisolierungen spielt das Vorhandensein etwaiger Spalte zwischen den einzelnen Kästen nur eine untergeordnete Rolle, da die in solchen Spalten auftretenden Bypass-Strömungen zwarIn addition, moderate distribution of the insulating material can be caused by vibrations in the pipeline over time change. With the expected high flow velocities of e.g. 25 m / s, the Use of compressed into bales of fiber materials without permanent confinement in containers also from, as these one strong discharge by the current '. There are therefore already fibrous insulating materials in containers made of thin sheet metal, which has been used, for example, for the external insulation of the combustion chambers of gas turbines are and with whom it is assumed that with one factory-like, not to be done at the construction site Production of the insulation a sufficient, even Stopfurycj is attainable, which also in the course of the company because of the relatively small dimensions of the boxes. For external insulation the presence of any gaps between the individual boxes only plays a subordinate role, since the Bypass flows occurring in such gaps
zu gewissen unerwünschten Wärmeverlusten, nicht jedoch zu ■ örtlicher Überhitzung und damit Gefährdung des isolierten Bauteiles führen können.to some undesirable heat loss, but not to ■ Local overheating and thus endangerment of the isolated Component can lead.
5 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Abwandlung der Isolierung der zuletzt beschriebenen Art dahingehend, aaß sie auch als Innen isoli< : ung in Heißgasrohrleitungen Verwendung finden kann, wo das Entstehen solcher Strömungen zu gefährlichen örtlichen Überhitzungen der drucktragen·"1··;! Außenwand führen kann. Die Isolierung soll darüberhinaus auch leicht ein- und im Hinblick auf spätere Inspektlons- und Wartungsarboiten auch wieder ausbaubar sein-5 object of the present invention is a modification of the insulation of the type just described to the extent they AASS as internal isoli <: Can clothes are used in hot gas pipelines, where the emergence of such movements to dangerous local overheating of the pressure wear · "1 ·· ;! outer wall In addition, the insulation should also be easy to install and, with a view to later inspection and maintenance work, it should also be removable again.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die im kenn- '■' zeichnenden Toil des ersten Anspruchs angegebenen Mittel.The solution of this task is done by drawing in the characterizing '■' Toil of the first claim specified agent.
-€- . 2 4.602.3 - € - . 2 4.602.3
Die vorgeschlagene Form der den eigentlichen Isolierstoff einschließenden Kästen gewährleistet, daß keine . langen durchgehenden Spalte zwischen ihnen entstehen können. Als Werkstoff·für die Kästen kommt bei den weiter oben angesprochenen Bedingungen hochwarmfester Stahl in Frage, der infolge des geringen Gewichts des Isolierstoffes auch nur noch zulässigen Beanspruchungen ausgesetzt wird. Die begrenzten Abmessungen der Kästen 10. verhindern die Ausbildung weiträumiger Konvektionsströmungen, die zum Wärmetransport an die hoch gelegenen Teile der Rohrleitungen führen .würde.The proposed shape of the actual insulation enclosing boxes ensures that none. long continuous gaps can arise between them. The material used for the boxes is the High-temperature steel in question, due to the low weight of the above-mentioned conditions Insulating material is only exposed to permissible loads. The limited dimensions of the boxes 10. Prevent the formation of large-scale convection currents, which are used to transport heat to the high-lying areas Parts of the pipelines. Would lead.
Der Forderung nach leichter Ein- bzw'. Aufbaubarkeit der Kästen wird durch die im zweiten Anspruch vorgeschlagene Konstruktion Rechnung getragen, die zugleich mit einen . Mindestmaß an Anbauten an das Druckrohr auskommt.The requirement for easy input or '. The buildability of the boxes is suggested by the one proposed in the second claim Construction accounted for at the same time with a. Minimum number of attachments to the pressure pipe is sufficient.
Die im dritten Anspruch vorgeschlagene besondere Ausge-* staltung dieses Erfindungsgedankens gewährleistet, laß sich jeder Kasten nach allen Seiten ausdehnen kann und trotzdem seine definierte Lage in Verband beibehält.The special design proposed in the third claim Design of this inventive concept ensures that each box can and can expand in all directions nevertheless retains its defined position in association.
Entsprechend der von innen nach außen abnehmenden Temp^- ratur in der Isolierung können die auf ·τεη Schichten derselben, wie im vierten Anspruch v; rgeschlagen, von anderer Zusammensetzung als die inneren Schichten -sein, z.B. aus einem billigeren Material herausstellt- sein,According to the temp which decreases from the inside outwards ^ - temperature in the insulation can be the τεη layers of the same, as in fourth claim v; struck, by Composition of a different composition than the inner layers, e.g. made of a cheaper material,
Um eine Belastung der Kästen durch wechselnden Innendruck infolge von Temperaturänderunqon auszuschließen, wird im fünften Anspruch das Anbringen von Druckontlastangsbohrungen in den Kästen vorgeschlagen. Die Größe der Entlastungsöffnungen kann, da plötzlicheTo load the boxes through changing internal pressure to exclude due to temperature change, is in the fifth claim, the installation of Druckontlastangsbohrungen suggested in boxes. The size of the relief openings can be as sudden
35. Temperatur- und damit Druckerhöhung'-·η odor -absenkung·:η35. Temperature and thus pressure increase'- η odor lowering ·: η
-tf- 24.602.3-tf- 24.602.3
kaum vorkommen werden, so klein gehalten werden, daß durch sie kein nennenswerter Austrag des Isoliermaterials möglich ist.will hardly occur, are kept so small that they do not result in any significant discharge of the insulating material is possible.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing shown and that shows
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht die Anordnung der einzelnen Teile der Isolierung zueinander, Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt durch eine mit einerFig. 1 is a perspective view of the arrangement of the individual parts of the insulation to each other, Fig. 2 is a partial cross section through one with a
derartigen Isolierung versehene Rohrleitung,, Fig. 3 einen Längsschnitt entsprechend der Linie III- IIPipeline provided with such insulation, FIG. 3 shows a longitudinal section along the line III-II
der Fig. 2 und
Fig. 4 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit der Fig,of Figs. 2 and
4 shows, on an enlarged scale, a detail of the FIG.
Die Inneni^olierung ist (in der Fig. 1 ohne die sie umgebende, von ihr zu schützende Rohrleitung dargestellt) aus einer größeren Anzahl von Einzelteilen 1 aufgebaut, die in einzelnen aufeinander folgenden Rohrschüssen angular gegeneinander versetzt sind. Die sich in Längsrichtung erstreckenden Spalte zwischen den einzelnen Elementen 1 werden so immer wieder unterbrochen, so daß sich in ihnen keine nennenswerten' Konvektionsstiöme in axialer Richtung ausbilden können. Die den Wärmetransport aus dem Inneren einer Heißgasrohrxeitun an ein äußeres, metallisches und den Druckeinschluß besorgende. Rohr verhindernden Mittel sind in der Fig. 2 dargestellt. Die einzelnen Elemente 1 der Isolierung haben die Gestalt von dünnwandigen Blechküsten 3 aus einem hochwarmfesten Stahl oder einer Superlegierung auf Nickelbasis und sind mit einfer Füllung aus einem faserförmigen Isolierstoff versehen, z.B. aus Aluminiumoxid oder Siliziumoxid. Die Kästen 3 sind mit Scitenflachen geformt, die sowohl in radialer als auch axialer Richtung schräg (oder ■ :'"> wie i:n unteren Teil der Fig. 2 bzw. irn linken Teil derThe interior insulation is (in Fig. 1 without the surrounding, pipeline to be protected by it shown) composed of a larger number of individual parts 1, which are angularly offset from one another in individual successive pipe sections. The lengthways extending gaps between the individual elements 1 are interrupted again and again, so that there are no noteworthy convection tones in them can train in the axial direction. The heat transfer from inside a hot gas pipe to a exterior, metallic and pressure containment. Pipe preventing means are shown in FIG. The individual elements 1 of the insulation have the shape of thin-walled sheet metal coasts 3 made of a highly heat-resistant one Steel or a nickel-based superalloy and are filled with a fibrous insulating material provided, e.g. made of aluminum oxide or silicon oxide. The boxes 3 are formed with Scitenflachen that obliquely in both the radial and the axial direction (or ■: '"> like i: n lower part of FIG. 2 or in the left part of FIG
SZ P 6 7 ] O 0£ SZ P 6 7] O 0 £
-ff- ■ 24.602.3-ff- ■ 24.602.3
Fig. 3 gezeigt, stufenförmig) geneigt sind und ferner mit angeformten Lappen 31 versehen, die wie auch die Fig. 3 deutlich macht, die zwischen den einzelnen Kästen verbleibenden Spalte abdecken, so daß ein Wärme-., transport aus dem Inneren der Rohrleitung an das Außenrohr 2 unterbunden wird. Zugleich erfolgt wegen der durch die Abschrägung bzw. Abstufung der Seitenwände verlängerten metallischen Brücke zwischen Innenseite und Außenrohr ein besserer Abbau der Temperatur. Befestigt ist jeder Kasten an einem von mehreren,· in gleichmäßigem Abstand hintereinander im druckrohr 2 angeschweißten und ebenfalls schräg gestellten Ringen 5 und zwar mittels einer leich lösbaren Bolzen- und Mutterverbin- ■ dung 6. Um diesen Festpunkt herum kann sich der Kasten entsprechend den wechselnden Temperaturen ausdehnen, wofür die Breite der Spalte ausreichende Möglichkeit bietet. Die genaue Orientierung des Elementes 1 innerhalb des Verbandes wird durch am Kasten 3 befestigte Führungsstifte 32 gewährleistet, die in passenden, im Ring 5 vorgesehenen Langlöchern 51 gleiten können. Wie die Fig. 4 zeig L, kann die Isolierung aus Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung aufgebaut sein, hier aus den zwei Schichten 41, 42. Die bereits ineinem Bereich niedrigerer Temperatur gelegene Schicht 42 kann aus einem Isolierstofff geringerer Qualität -hergestellt werden. Um bei wechselnden Temperaturen eine Innendruekbelastung der Kästen 3 auszuschließen, sind diese an ihren, der Strömung abgewandten Seiten mit kleinen Entlastungsbohrungen 8 versehen, deren Durchmesser so gering ist, daß durch sie keine Fasern des Dämmstoffes 4 ausgetragen und in den Gaskreislauf gelangen können. Aus den oben erwähnten Dämmstoffen, hier jedoch in Gewebeform, kann auch eine Schicht 9 zwischen Kasten 3 und Ring 5 o-Fig. 3 shown, stepped) are inclined and further provided with molded tabs 31, which, like FIG. 3, makes it clear that between the individual Boxes cover remaining column, so that a heat., Transport from the inside of the pipeline to the outer pipe 2 is prevented. At the same time takes place because of the beveling or gradation of the side walls extended metallic bridge between the inside and the outer tube a better reduction of the temperature. Attached Each box is welded to one of several · one behind the other at an even distance in the pressure pipe 2 and also inclined rings 5 by means of an easily detachable bolt and nut connection tion 6. The box can expand around this fixed point according to the changing temperatures, for which the width of the column offers sufficient possibility. The exact orientation of the element 1 within of the association is ensured by guide pins 32 attached to the box 3, which are in matching, im Ring 5 provided elongated holes 51 can slide. As shown in FIG. 4, the insulation can consist of layers of different composition, here from the two layers 41, 42. Those already in one area Layer 42 at a lower temperature can be made of a lower quality insulating material will. To an internal pressure load with changing temperatures exclude the boxes 3, these are on their sides facing away from the flow with small relief holes 8, the diameter of which is so small that no fibers of the insulating material 4 are discharged through them and can get into the gas cycle. From the insulation materials mentioned above, but here in fabric form, can also be a layer 9 between box 3 and ring 5 o-
3-5 stehen, die den Wärmetransport über diese metallische Brücke zum Druckrohr 2 unterbricht.3-5 stand, which the heat transport over this metallic Bridge to pressure pipe 2 interrupts.
Claims (5)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| EP0148434A1 (en) * | 1983-12-21 | 1985-07-17 | INTERATOM Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Container for hot gases with an insulation lining made of overlapping appliances |
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1983
- 1983-03-11 ES ES1983278976U patent/ES278976Y/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0148434A1 (en) * | 1983-12-21 | 1985-07-17 | INTERATOM Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Container for hot gases with an insulation lining made of overlapping appliances |
| US4732177A (en) * | 1983-12-21 | 1988-03-22 | Interatom Gmbh | Hot gas container with insulation formed of overlapping ceramic bodies |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES278976Y (en) | 1985-06-01 |
| ES278976U (en) | 1984-12-01 |
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Legal Events
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Owner name: INTERATOM GMBH, 5060 BERGISCH GLADBACH, DE |
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| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: INTERATOM GMBH, 5060 BERGISCH GLADBACH, DE G + H M |
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| 8141 | Disposal/no request for examination |