DE3234476C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aus zwei konzentrischen Rohren bestehen­ des Rohrsystem, z. B. für eine Rohrleitung zum Transport flüssiger oder gas­ förmiger temperierter Medien oder ein bei tiefen Temperaturen betriebenes elektrisches Kabel, wobei im Raum zwischen innerem und äußerem Rohr ein von einem Kühlmittel durchströmter Kälteschirm angeordnet ist.

Bekannt ist bereits eine tiefgekühlte Leiteranordnung, insbesondere ein Supra­ leiterkabel, bei der die tiefgekühlten Leiter von einem rohrförmigen Schirm umschlossen sind, der an seiner äußeren Oberfläche eine Bewicklung aus flüssi­ gen Stickstoff führenden Rohrleitungen aufweist (DE-OS 23 42 160). Diese Rohrleitungen sind wendelförmig um das den Schirm bildende geschlossene Rohr herumgelegt und mit diesem metallisch fest verbunden. Nachteilig hierbei ist, daß die metallische Verbindung zwischen Kühlrohren und Schirmrohr nachträg­ lich vorgenommen werden muß und Hin- und Rückleiter, sollten sie im gleichen Kabel verlegt sein, einen gegenseitigen Kälteaustausch nicht verhindern kön­ nen. Hinzu kommt, daß wegen der unvermeidbaren Steifigkeit des Schirmrohres auch die Gesamtanordnung ein starres Gebilde darstellt und nur unter großem montagetechnischen Aufwand zu verlegen ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, einen Kälteschirm für konzentrische Rohrsysteme zu schaffen, der getrennt von den medienführenden Rohren und unabhängig von diesen voll wirksam wird und zu dem die Flexibilität des Rohrsystems nach wie vor gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kälteschirm aus oberhalb des Medien führenden Innenrohres angeordneten und wendelförmig das Innenrohr mit Abstand umgebenden metallischen Bändern besteht, auf deren dem äußeren Rohr zugekehrte Oberflächen das Kältemittel führende Rohrleitun­ gen befestigt sind. Ein solcher Kälteschirm ist im Zuge der Fertigung durch geeignete Spinner leicht aufzubringen, wobei die Verbindung zwischen metalli­ schen Bändern und Kältemittel führenden Rohrleitungen vorher vorgenommen wird. Die Verbindung zwischen dem Metallband und einer Kältemittel führenden Rohr­ leitung kann durch Kleben oder punktweises Verschweißen erfolgen. Als am vorteilhaftesten hat es sich jedoch erwiesen, die Bänder und die Rohrlei­ tungen kontinuierlich miteinander zu verschweißen. Diese metallische Ver­ bindung sorgt für einen ungestörten Wärme- bzw. Kälteübergang zwischen der Rohrwandung und dem mit dieser verbundenen Metallband.

Durch das wendelförmige Aufbringen des Schirmes bleibt die Flexibilität und Trommelbarkeit des gesamten Rohrsystems erhalten. Das gilt insbesondere dann, wenn das Innenrohr und/oder das Außenrohr gewellte Metallrohre sind.

Vorteilhaft ist es in Weiterführung der Erfindung auch, wenn der Kälteschirm aus mehreren - vorzugsweise drei - parallel gewickelten Bändern besteht, und die auf dem einen Band befestigte Rohrleitung der Hinleitung und die auf den beiden anderen Bändern befestigten Rohrleitungen der Rückleitung des Kälte­ mittels dienen. Das hat den Vorteil, daß im Kälteschirm ein ganzes Rohrlei­ tungssystem untergebracht werden kann. Die Einspeisung kann damit an dem gleichen Rohrleitungsende erfolgen, an dem die Entnahme des Kältemittels zur Zwischenkühlung vorgenommen wird. Zusätzliche Rückleitungen für das Kälte­ mittel außerhalb des Kabels oder der Rohrleitung sind damit vermieden. Der im allgemeinen höhere Druckverlust in der Rückleitung wird durch die Doppel­ rohrkonstruktion reduziert.

Zweckmäßig ist es in Weiterführung der Erfindung auch, wenn die die Rücklei­ tung für das Kältemittel tragenden Bänder einander überlappen. Dies ermöglicht einen zusätzlichen unmittelbaren Wärme- oder Kälteübergang zwischen den Rück­ leitungen, der zur weiteren Stabilisierung des Kälteschirmes beiträgt.

Das die Rohrleitung für die Hinleitung des Kältemittels tragende Band ist in Durchführung der Erfindung zu den die Rohrleitungen für die Rückleitung tra­ genden Bändern mit Abstand gewickelt. Dies ermöglicht auch innerhalb des Kabels oder des Rohrsystems eine Trennung von Vorlauf und Rücklauf, so daß ein Wärme- oder Kälteaustausch zwischen den beiden Leitungssystemen vermieden ist.

Wenn die die Rohrleitungen für die Rückleitung tragenden Bänder einander über­ lappen, wird dadurch zwischen den beiden Rohren eine wendelförmig verlaufende Rille gebildet, die zur unverrückbaren Halterung abstandshaltender Elemente für das äußere Rohr des Rohrsystems verwendet werden kann. In diese Rille kann z. B. eine Abstandswendel eingelegt werden, deren Fußteil durch die Rohrleitungen der aufgebrachten Lage gehalten ist und die damit zur Halte­ rung eines über dem Kälteschirm angeordneten zweiten Rohres verwendet werden kann.

Die Erfindung sei anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt eine sogenannte Cryo-Leitung, d. h. eine Transportleitung für flüssige oder gasförmige Kältemittel. Sie besteht aus einem inneren Rohr 1, das zweckmäßig gewellt ist und z. B. von einer aus verseilten Einzelsträngen bestehenden Wendel 2 umgeben wird. Auf diese zur Abstandshalterung dienende Wendel 2 ist der Kälteschirm 3 aufgebracht, er besteht im vorliegenden Fall aus drei parallel aufgewickelten Metallbändern mit an der Oberfläche durch Schweißen befestigten Rohrleitungen für das Kältemittel. Um Hin- und Rück­ leitung für das Kältemittel im Rohrsystem unterbringen zu können und Einspeisung und Abgänge nur an einem Ende des Leitungssystems vorzusehen, dient die auf dem Band 4 befestigte Rohrleitung 5 der Hinleitung des Kältemittels. Dieses Band ist im Abstand gewickelt zu den Bändern 6 und 7, auf denen die Rohrlei­ tungen 8 und 9 angeordnet sind, die für die Rückführung des Kältemittels sorgen. Die Bänder 6 und 7 sind - wie dargestellt - überlappend gewickelt, zwischen diesen und dem nächstfolgenden Band 4 mit der Rohrleitung 5 für die Hinleitung ist wiederum ein Abstand 10 vorgesehen.

Die durch die beiden Rohrleitungen 8 und 9 gebildete Rille 11 dient zur Auf­ nahme einer nicht dargestellten Abstandswendel, die den Kälteschirm 3 und das innere Rohr 1 gegen das äußere Rohr 12 abstützt. Der Raum zwischen den einzel­ nen Windungen dieser Abstandswendel ist zweckmäßig mit einer sogenannten Superisolierung 13 gefüllt, um die Wärmeübertragung von außen nach innen zu reduzieren.

Der weitere Aufbau der dargestellten Transportleitung nach außen kann unter­ schiedlich sein. Oft reicht eine äußere Hülle 14 aus einem thermoplastischen Kunststoff aus, für einen äußeren mechanischen Schutz zu sorgen.

Abweichend von dem in der Figur dargestellten Rohrsystem können im Rohr 1 auch weitere Rohre angeordnet sein. So können beispielsweise für den Trans­ port von flüssigem Helium im Rohr 1 zwei konzentrische Rohre, durch geeignete Abstandshalter getrennt, vorgesehen sein, von denen das innere Rohr dem Helium­ transport dient, während das über eine Vakuumisolierung vom ersten getrennte zweite Rohr mit dem Rohr 1 nach der Figur einen Zwischenraum bildet, der, mit einem entsprechenden Kältemittel gefüllt, einen weiteren Kälteschirm darstellt.

Claims (6)

1. Aus zwei gewellten konzentrischen Rohren bestehendes Rohrsystem z. B. für eine Rohrleitung zum Transport flüssiger oder gasförmiger temperierter Medien oder ein bei tiefen Temperaturen betriebenes elektrisches Kabel mit einem im Raum zwischen innerem und äußerem Rohr angeordnetem, von einem Kühlmittel durchströmten Kälteschirm, dadurch gekennzeichnet, daß der Kälteschirm aus oberhalb des Medien führenden Innenrohres und von diesem getrennt angeordneten und wendelförmig das Innenrohr mit Abstand umgebenden metallischen Bändern besteht, auf deren dem äußeren Rohr zugekehrte Oberflächen das Kältemittel des Schirmes führende Rohrleitungen befestigt sind.

2. Rohrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre durch­ gehend auf dem Metallband durch Schweißen befestigt sind.

3. Rohrsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kälte­ schirm aus drei parallel gewickelten Bändern besteht, und die auf dem einen Band befestigte Rohrleitung der Hinleitung und die auf den beiden anderen Bändern befestigten Rohrleitungen der Rückleitung des Kältemittels dienen.

4. Rohrsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rohrleitung für die Rückleitung des Kältemittels tragenden Bänder einander überlappen.

5. Rohrsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Rohrleitung für die Hinleitung des Kältemittels tragende Band zu den die Rohrleitungen für die Rückleitung tragenden Bänder mit Abstand gewickelt ist.

6. Rohrsystem nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die beiden Rohrleitungen der Rückleitungen der überlappend gewickelten Bänder gebildete umlaufende Rille zur unverrückbaren Halterung abstandhaltender Elemente für das äußere Rohr des Rohrsystems dient.