DE3433180A1

DE3433180A1 - Process for the heat insulation of components in the high temperature range and materials for carrying out the process

Info

Publication number: DE3433180A1
Application number: DE19843433180
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 5204 Lohmar Klas; Nikolaus Dipl.-Ing. 5100 Aachen Matentzoglu; Günter 5110 Alsdorf Schumacher; Dieter Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach Stausebach; Alfred Dipl.-Ing. 5180 Eschweiler Zentis
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1983-09-09
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1985-04-25

Abstract

Known insulating fibre mats (1) of mineral or ceramic fibres are compacted and simultaneously their handling improved by stitching them with carbon filaments, ceramic filaments or metal filaments (2). In addition they are adhesively bonded with the aid of an adhesive (3) onto a thin, flexible graphite foil (4). If the mats are arranged in a plurality of layers, preferably spirally one above the other, the foils simultaneously form barriers against the occurrence of convection currents in insulation. <IMAGE>

Description

Verfahren zur Warmeisolierung von Bauteilen im Hoch-Process for the thermal insulation of components in high

temperaturbereich und Werkstoffe zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Es ist besonders geeignet für die Verwendung in Hochtemperatur-Kernenergieanlagen, die mit einem Gas, z.B. Helium,- bei Temperaturen bis zu 9500 C betrieben werden. Hier ist eine Isolierung insbesondere von Rohrleitungen erforderlich, und zwar nicht allein zur Vermeidung von Wärmeverlusten, die die Wirtschaftlichkeit der Anlage beeinträchtigen, sondern auch um das den Druckeinschluß besorgende Rohr, das aus Festigkeits- und Dichtheitsgründen aus Metall sein muß, vor dem Angriff des heißen Gases zu schützen.temperature range and materials for carrying out the process The present invention relates to a method according to the preamble of the first claim. It is particularly suitable for use in high temperature nuclear power plants, which are operated with a gas, e.g. helium, - at temperatures of up to 9500 C. Here, insulation in particular of pipelines is required, and indeed not solely to avoid heat loss, which would affect the profitability of the system affect, but also to the pressure confinement getting pipe that from Strength and tightness reasons must be made of metal, before the attack of the hot To protect the gas.

Dazu gehört auch, daß die Isolierung so angelegt sein muß, daß keine nennenswerten Konvektionsströme in ihr auftreten können, was sowohl eine gewisse Mindestdichte der Fasermatte bedingt, als auch dazu zwingt, den von der Isolierung eingenommenen Raum durch Konvektionsbarrieren in kleinere Räume zu unterteilen.This also means that the insulation must be applied in such a way that none significant convection currents can occur in it, which both a certain Minimum density of the fiber mat requires, as well as forces that of the insulation To divide the occupied space into smaller rooms by means of convection barriers.

Eine Innenisolierung für Rohrleitungen der beschriebenen Art, bei der faserförmiges Isoliermaterial in Kästen aus dünnem Blech eingeschlossen verwendet wird, die überlappend ausgeführt sind, um die zwischen Ihnen entstehenden Spalte abzudecken, hat die Anmelderin bereits früher in der Patentanmeldung P.32 08 883.3 beschrieben. Hier wie auch bei anderen bekannt gewordenen Isolierungen ähnlicher Art wird das faserförmige Material in den dafür bestimmten Raum gestopft, was erhebliche fertigungstechnische Probleme aufwirft, da sich so eine der Dichte nach gleichmäßige Verteilung des Isoliermaterials nur sehr schwer erreichen läßt. Da chemisch und mechanisch geeignete Isolierfasern auch in Mattenform erhältlich sind, liegt der Versuch nahe, die gewünschte Isolierung durch das Ubereinanderwikkeln solcher endloser Matten bis zum Erreichen der gewünschten Dicke herzustellen. Die erforderlichen Konvektionsbarrieren müssen jedoch in gesonderten Arbeitsgängen eingebaut werden.An inner insulation for pipes of the type described, at uses fibrous insulation material enclosed in boxes made of thin sheet metal that are designed to overlap around the gaps that arise between them to cover, the applicant has earlier in the patent application P.32 08 883.3 described. Here, as with other known insulations, more similar Kind becomes the fibrous material in the designated room stuffed, which raises significant manufacturing problems, since such a the density after uniform distribution of the insulating material is very difficult to achieve leaves. Because chemically and mechanically suitable insulating fibers are also available in mat form are, the attempt is obvious, the desired isolation by winding over each other to produce such endless mats to the desired thickness. the However, the necessary convection barriers must be installed in separate work steps will.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Isolierung z.B. von Rohrleitungen, die im Hochtemperaturbereich eingesetzt werden können und das eine gleichmäßige Dichte der Isolierung gewährleistet.The object of the present invention is a method for isolation e.g. of pipelines that can be used in the high temperature range and which ensures a uniform density of the insulation.

Es soll darüberhinaus den Einbau der Konvektionsbarrieren erleichtern. Ferner Materialien, die zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignet sind.It should also facilitate the installation of the convection barriers. Furthermore, materials that are particularly suitable for carrying out the method.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs angegebenen Mittel. Das Versteppen ist ein in der Textiltechnik bekanntes Mittel, um eine gleichmäßige Verteilung eines faserförmigen Materials auf einer größeren Fläche zu gewährleisten, die auch bei wiederholter Handhabung erhalten bleibt. Zugleich läßt sich mit dem Versteppen eine Erhöhung der Dichte des Faserverbandes bis in die Nähe jenes Optimums erreichen, bei dem einerseits ausreichend Gas zwischen den Fasern vorhanden ist, um die gewünschte Wärmedämmwirkung zu erzielen und andererseits die Dichte der Fase,- so groß ist, daß sie dem Entstehen von Konvektionsströmungen einen ausreichenden Widerstand entgegensetzt.The solution to this task is carried out by the in the characterizing part of the first claim specified means. Quilting is a part of textile technology known means to evenly distribute a fibrous material on a larger area to ensure that even with repeated handling preserved. At the same time, quilting increases the density of the fiber structure close to that optimum at which on the one hand there is sufficient gas between the fibers to achieve the desired thermal insulation effect and on the other hand the density of the bevel - is so great that it is about to arise offers sufficient resistance to convection currents.

Die Festigkeit und damit auch die Handhabbarkeit der Matte werden weiter erhöht, und durch zugleich zwischen den übereinandergelegten bzw. -gewickelten Lagen eingelegte Folien die nötigen Konvektionsbarrieren hergestellt.The strength and thus also the manageability of the mat are further increased, and at the same time between the superimposed or -wound Layers of inlaid foils create the necessary convection barriers.

Die im zweiten, dritten und vierten Anspruch alternativ vorgeschlagenen Werkstoffe für die Versteppung der Matten sind je nach dem erforderlichen Grad der Hitzefestigkeit und der chemischen Verträglichkeit'mit der Umgebungsatmosphäre auszuwählen.The alternative proposed in the second, third and fourth claims Materials for the quilting of the mats are depending on the required degree of Heat resistance and chemical compatibility with the surrounding atmosphere.

Gemäß der im fünften Anspruch vorgeschlagenen Ausgestaltung der Erfindung wird als zugleich hitzefeste, undurchlässige und ausreichend flexible Folie eine solche aus Graphit vorgeschlagen.According to the embodiment of the invention proposed in the fifth claim becomes a heat-resistant, impermeable and sufficiently flexible film at the same time those made of graphite are proposed.

Zum im sechsten Anspruch vorgeschlagenen Aufkleben der Matte auf diese Folie empfiehlt sich die Verwendung eines Klebers auf Graphitbasis.For the proposed in the sixth claim gluing the mat on this Foil we recommend using a graphite-based adhesive.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der. Zeichnung dargestellt und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt, Fig. 2 eine Aufsicht auf ein beliebigen Stück der Matte und Fig. 3 einen Schnitt durch eine Rohrleitung während des Aufbringens der Isolierung.An embodiment of the invention is in. Drawing shown and in fact Fig. 1 shows a section, Fig. 2 shows a plan view of an arbitrary piece of the mat and FIG. 3 shows a section through a pipeline during application the insulation.

Eine Matte 1 aus einer mineralischen Faser, vorzugsweise mit einem Anteil von 95 % Aluminiumoxid, ist mit einem Kohle-, Keramik- oder Metallfaden 2 versteppt und damit zugleich verdichtet und so verfrstigt worden, daß sie ohne Schwierigkeiten beispielsweise in mehreren Lagen übereinander gewickelt werden kann. Die Matte ist dann mit Hilfe eines Klebstoffes 3 auf Graphitbasis auf eine z.B..1 mm dicke, flexible Graphitfolie 4 aufgeklebt, die den Zusammenhalt der Matte weiter sichert und zugleich gasdichte Barrieren zwischen einzelnen- übereinandergelegten oder -gewickelten Lagen der Matte herstellt.A mat 1 made of a mineral fiber, preferably with one Share of 95% aluminum oxide, is with a carbon, ceramic or metal thread 2 quilted and thus at the same time condensed and so solidified that they were without difficulty for example, can be wrapped in several layers on top of each other. The mat is then with the help of an adhesive 3 based on graphite on a e.g. 1 mm thick, flexible Graphite foil 4 glued on, which further secures the cohesion of the mat and at the same time gas-tight barriers between individual layers laid or wrapped one on top of the other who makes the mat.

In der Fig. 3 ist das keramische Innenrohr 5 einer. Hochtemperatur-Gasleitung dargestellt, das nach Beendigung der Isolierarbeit in ein hier nicht dargestelltes metallisches Außenrohr eingebaut wird. Die miteinander verklebten Lagen von Fasermatte 1 und Folie 4 sind spiralförmig übereinandergewickelt.In Fig. 3, the ceramic inner tube 5 is a. High temperature gas pipe shown, which after completion of the insulation work in a not shown here metallic outer tube is installed. The layers of fiber mat glued together 1 and film 4 are wound spirally one above the other.

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Claims

Process for the thermal insulation of components in the high temperature range and materials for carrying out the method Claims 1. Method for Thermal insulation of components (5), in particular in the high temperature range, with alternating layers of a mineral or ceramic fiber material arranged one above the other (1) and one gas impermeable.

Slide (4), d u r c h e k e n n n z e i c h n e t, that respectively a layer of fiber material in the form of a quilted mat (1) and a layer of film (4) together in a single operation in a spiral in several layers on top of each other be wound onto the component (5).

2. fiber material mat (1) for performing the method according to claim 1, characterized in that the mat (1) is quilted with carbon threads (2).

3. fiber material mat (1) for performing the method according to claim -1, characterized in that the mat (1) is quilted with ceramic thread (2).

4. fiber material mat (1) for performing the method according to claim 1, characterized in that the mat (1) is quilted with metal thread (2).

5. film (4) for performing the method according to claim 1, d a It is noted that it is made of graphite.

6. fiber material mat (1) according to claim 2, 3 or 4 and film (4) according to claim 5, characterized in that both prior to application to the component (5) are glued together (3).