DE3809311A1 - Thermisch isolierte rohrleitung - Google Patents
Thermisch isolierte rohrleitungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/12—Arrangements for supporting insulation from the wall or body insulated, e.g. by means of spacers between pipe and heat-insulating material; Arrangements specially adapted for supporting insulated bodies
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine thermisch isolierte, aus
einzelnen Schüssen aufgebaute Rohrleitungen für unter
Druck stehende Heißgase, bestehend aus einem
drucktragenden metallischen Mantelrohr, einem
hochtemperaturbeständigen, zentrisch geführten Kernrohr
und zwischen beiden Rohren angeordnetem faserförmigen
Isolierstoff.
Es ist bekannt, Heißgasrohrleitungen innen mit einer
wärmedämmenden Auskleidung zu versehen, um damit hohe
Temperaturen von der drucktragenden Rohrwand
fernzuhalten. Auf diese Weise läßt sich die
Werkstoffauswahl und die Rohrwanddimensionierung unter
wirtschaftlichen Gesichtspunkten treffen.
Für die Innenisolation von Heißgasleitungen werden in
erster Linie verwendet:
- - Ausmauerung mit ff. und wärmedämmenden Steinen,
- - Auskleidung mit ff. und wärmedämmenden Stampf-, Spritz- und Gießmassen,
- - Auskleidung mit isolierendem Fasermaterial,
- - Verwendung eines druckentlasteten metallischen Kernrohres für die Gasführung und Auskleidung des Raumes zwischen Kern- und Mantelrohren mit wärmedämmendem Fasermaterial,
- - Verwendung eines druckentlasteten metallischen Kernrohres und Auskleidung mit wärmedämmenden Gießmassen.
Die ersten drei Isolationsmethoden wendet man
vorzugsweise bei begehbaren Rohrleitungen an, während
man bei Rohrleitungen geringerer Nennweite die beiden
zuletzt aufgeführten Isolationsarten verwendet.
Bei der Innenisolation mittels Ausmauerung mit ff.
Steinen und Auskleidung mit Stampfmassen u. dgl. sowie
bei Verwendung eines Kernrohres mit
Zwischenraumauskleidung mit Gießmassen besteht die
Gefahr der Rißbildung infolge Materialschwund beim
Austrocknen des ff. -Materials. Risse können bei diesen
Arten der Isolierung außerdem auftreten, wenn die
Möglichkeit besteht, daß die Rohrleitung
Erschütterungen ausgesetzt wird bzw. aufgezwungene
Dehnbewegungen macht.
Rißbildungen in der Wärmeisolation von Rohrleitungen
verursachen Wärmebrücken in Richtung auf die
drucktragende Rohrwand. Andererseits besteht die
Gefahr, daß Isolationsmaterial ausbricht, von dem
Gasstrom in das anschließende System getragen wird und
dort Schäden verursacht.
Eine Innenisolation mit metallischem Kernrohr und
Fasermaterial-Wärmedämmung wurde im Rahmen von
Planungsarbeiten zur Bereitstellung nuklear erzeugter
Prozeßwärme zur Kohlevergasung entwickelt und erprobt,
insbesondere für trockene Gase. Wegen der im
Metallkernrohr auftretenden hohen Temperaturen muß
dieses aus hochwertigem Werkstoff bestehen und es ist
notwendig, daß zur Kompensation der unterschiedlichen
Wärmeausdehnungen zum Mantelrohr aufwendige
Vorkehrungen getroffen werden. Dadurch verteuert sich
die Heißgasleitung. Dasselbe trifft auch für
Leitungen mit Metallkernrohr und Wärmedämmung mittels
Gießmassen zu, wobei hier zusätzlich das Problem von
Pressungen aus der unterschiedlichen Radialdehnung
hinzukommt.
Thermisch isolierte Rohrleitungen mit metallischen
Kernrohr weisen einen weiteren Nachteil auf, der durch
die Gas- und Feuchteundurchlässigkeit des Kernrohres
hervorgerufen wird. Bei Abkühlung der Rohrleitung
können in der Isolationsschicht auskondensierte
Bestandteile des Produktgases nicht durch die
Kernrohrwand in den Gasraum zurückdringen und dann
austrocknen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine thermisch isolierte
Rohrleitung insbesondere für kleinere Nennweiten zu
schaffen, die die zuvor beschriebenen Nachteile
weitgehend vermeidet.
Nach der Erfindung wird die Aufgabe in der Weise
gelöst, wie es in den Patentansprüchen angegeben ist.
Das für die erfindungsgemäße Rohrleitung vorgesehene
Kernrohr kann aus mechanisch bearbeitbarer poröser
Keramik, z. B. Al2O3-Sinterkeramik oder einem
keramikähnlichen Material bestehen. Die zu verwendenden
Zentrierringe sind in der Regel aus dem gleichen
Werkstoff wie das Kernrohr herzustellen.
Der Zentrierring überbrückt den Verbindungsstoß
zwischen zwei Kernrohrlängen und verhindert dadurch
Bypaßströmung des Produktgases.
Durch geeignete Wahl der Außenwandtemperatur und Dicke
der Wärmedämmschicht läßt sich eine gleichmäßige
Dehnung des gesamten Rohrkörpers erreichen. Die durch
Vor- und Rücksprung gebildete Verbindung von zwei
Kernrohrschüssen läßt aber auch eine axiale Dehnung des
Kernrohres gegenüber dem Mantelrohr zu.
Anzahl und Durchmesser der axial und radial im
Zentrierring verlaufenden Bohrungen zum Druckausgleich
um das Kernrohr richten sich nach der Höhe der
Druckdifferenz, die durch eine Betriebsstörung
plötzlich um das Kernrohr auftreten kann.
Die Rippen auf den Stirnflächen des Zentrierringes
haben den Zweck, daß sie sich beim Zusammenbau der
Isolation in den faserförmigen Isolierstoff eindrücken,
so daß Kanalbildungen hier vermieden werden.
Die mittig am Umfang des Zentrierringes eingearbeitete
Nut, die sich bei der zusammengebauten Rohrleitung
gegenüber der Stoßstelle von zwei Schüssen des
Mantelrohres befindet, bietet die Möglichkeit, eine
perfekte Schweißverbindung der Rohrschüsse auch bei
bereits eingebrachter Isolation herzustellen.
Um sicherzustellen, daß die das Kernrohr umgebende
Faserisolation den Ringraum zwischen Kernrohr und
Mantelrohr gleichmäßig und voll ausfüllt, soll die
Herstellung und Einbringung der Innenisolierung
folgendermaßen ausgeführt werden:
Das Kernrohr wird mit Isolierstoff in Form von Bändern,
Matten, Rundschnur, Streifen etc. umwickelt. Dabei ist
die Dicke der Lage(n) so zu wählen, daß der
Isolierstoff nach Einschub der Innenisolierung in das
Mantelrohr so verdichtet ist, daß er seine
Isolationseigenschaften erfüllt und spaltfrei an der
Innenwand des Mantelrohres anliegt.
Bevor das umwickelte Kernrohr in das Mantelrohr
eingebracht wird, umwickelt man die Isolierstofflagen
mit einer thermisch zerstörbaren Binde aus Mull,
Kunststoff oder ähnlichem Material.
Durch die Erhitzung der Mantelrohrschüsse nach
Einbringen der mit Isolierstoff umwickelten
Kernrohrschüsse wird die Wickelbinde zerstört und der
komprimierte Isolierstoff kann den Ringraum zwischen
Kern- und Mantelrohr vollständig ausfüllen.
Die erfindungsgemäße thermisch isolierte Rohrleitung
weist nachstehende Vorteile auf:
- - die Wärmeleitfähigkeit von Kernrohr, Zentrierring und faserförmigem Isolierstoff sind nahezu gleich, so daß das Kernrohr bereits einen Teil der Wärmedämmung übernimmt,
- - die Wärmedehnung des Kernrohres ist so gering, daß kaum eine Differenzdehnung zwischen Mantel- und Kernrohr auftritt und so die vorerwähnte Überlappung an den Kernrohrenden zur Kompensation ausreicht,
- - infolge der Porosität des Kernrohres kann ein Stoffaustausch um die gesamte Kernrohraußenfläche stattfinden,
- - Kernrohr, Zentrierring und faserförmiger Isolierstoff haben geringes Gewicht,
- - aus dem Kernrohrwerkstoff lassen sich Formteile herstellen, die geklebt werden können, so daß dadurch spezielle Rohrleitungsformteile, wie z.B. Krümmer, T- oder Y-Stücke, mit der vorbeschriebenen Innenisolation ausgerüstet werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der
Zeichnung, die einen halben Längsaxialschnitt durch
eine Heißgasrohrleitung zeigt, erläutert.
Die für den Transport heißer, unter Druck stehender
Gase vorgesehene Rohrleitung besteht aus einem inneren
Gasführungsrohr, dem Kernrohr (1), das aus einzelnen,
mit Vorsprung (10) und Rücksprung (12)
ineinandergesteckten Rohrschüssen aufgebaut ist, von
denen zwei Schüsse teilweise dargestellt sind. Das
Kernrohr (1) ist aus hitzebeständiger Keramik bzw.
keramikähnlichem Material hergestellt.
Ein äußeres, drucktragendes metallisches Mantelrohr ist
mit (4) bezeichnet. Die einzelnen Schüsse des
Mantelrohres (4) werden in bekannter Weise druckdicht
zusammengeschweißt. Der Zwischenraum zwischen Kernrohr
(1) und Mantelrohr (4) ist mit faserförmigem
Isolierstoff (2) beispielsweise Mineralwolle,
ausgefüllt.
Kernrohr (1) und Mantelrohr (4) stützen sich über
Zentrierringe (3), die aus dem gleichen oder ähnlichem
Werkstoff wie das Kernrohr hergestellt sind,
aufeinander ab. Die Zentrierringe (3) sind in dem
Ringraum zwischen dem Mantelrohr (4) angeordnet. An der
zum Rohrinneren gerichteten Seite des Zentrierringes
(8) weist dieser einen umlaufenden Vorsprung auf, der
in eine Ausdrehung (11) im zum Mantelrohr (4)
gerichteten Vorsprung (10) des Kernrohrschusses (1)
eingreift.
Damit die Kernrohrschüsse (1) im Mantelrohr (4) in
ihrer horizontalen und vertikalen Lage mit Hilfe des
Zentrierringes (3) fixiert sind, werden in die Nuten
(5, 6) am äußeren Umfang des Zentrierringes (8)
Sprengringe bzw. Federspiralen aus Metall eingelegt.
Aufgrund ihrer Federwirkung pressen sich die
Sprengringe bzw. Federspiralen an die Innenwand des
Mantelrohres (4).
Axiale und radiale Bohrungen (7) im Zentrierring (3)
dienen dem Druckausgleich.
Die an den Stirnflächen des Zentrierringes (3)
angedeuteten spitzen Rippen (9) sollen sich beim
Zusammenbau der Rohrleitung in den Isolierstoff (2)
eindrücken.
Die umlaufende Nut (8) am Umfang des Zentrierringes (3)
befindet sich gegenüber dem Stoß von zwei
Mantelrohrschüssen (4). An diesen Stoßstellen werden
die Mantelrohrschüsse zusammengeschweißt, und das
Vorhandensein der Umfangsnut (8) stellt sicher, daß
infolge des durch die Nut gebildeten Hohlraumes
unterhalb des Schweißbereiches eine vollkommene
Verschweißung stattfinden kann und daß beim
Schweißvorgang eine Verunreinigung des Schweißgutes
durch Fremdstoffe vermieden wird.
Claims (6)
1. Thermisch isolierte, aus einzelnen Schüssen
aufgebaute Rohrleitungen für unter Druck stehende
Heißgase, bestehend aus einem drucktragenden
metallischen Mantelrohr, einem
hochtemperaturbeständigen, zentrisch geführten
Kernrohr und zwischen beiden Rohren angeordnetem
faserförmigen Isolierstoff,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mit Vorsprung (10) und Rücksprung (12)
versehene Verbindungsstelle der aus
hitzebeständiger, poröser Keramik oder
keramikähnlichem Werkstoff hergestellten
Kernrohrschüsse (1) mit einem Zentrierring (3)
überdeckt wird, der zur Zentrierung und Halterung
des Kernrohres (1) im Mantelrohr (4) auf eine
Ausdrehung (11) des Vorsprunges (10) aufgesteckt
ist, und daß der Zentrierring (3) an beiden Enden
über den Umfang verlaufende Nuten (5, 6) zum
Einbringen von Sprengringen oder Federspiralen
aufweist.
2. Rohrleitung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Zentrierring (3) axial und radial
verlaufende Bohrungen (7) eingebracht sind.
3. Rohrleitung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stirnflächen des Zentrierringes (3)
mit rippenartigen Vorsprüngen (9) versehen sind.
4. Rohrleitung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zentrierring (3) mittig am Umfang
gegenüber der Stoßstelle der Mantelrohrschüsse (4)
mit einer weiteren Nut (8) versehen sind.
5. Rohrleitung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zentrierring (3) aus dem gleichen oder
ähnlichem Werkstoff wie das Kernrohr (1)
hergestellt ist.
6. Verfahren zum Aufbau einer Heißgasrohrleitung nach
den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mit Zentrierringen (8) versehenen und mit
Isolierstoff (2) umwickelten Kernrohrschüsse (1)
vor dem Einführen in das Mantelrohr (4) mit einer
den Isolierstoff (2) komprimierenden Binde aus
thermisch zerstörbarem Material umwickelt werden.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883809311 DE3809311A1 (de) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | Thermisch isolierte rohrleitung |
DE3823876A DE3823876A1 (de) | 1988-03-19 | 1988-07-14 | Thermisch isolierte rohrleitung |
AT89102271T ATE69869T1 (de) | 1988-03-19 | 1989-02-10 | Thermisch isolierte rohrleitung. |
DE8989102271T DE58900483D1 (de) | 1988-03-19 | 1989-02-10 | Thermisch isolierte rohrleitung. |
EP89102271A EP0334010B1 (de) | 1988-03-19 | 1989-02-10 | Thermisch isolierte Rohrleitung |
ES198989102271T ES2028381T3 (es) | 1988-03-19 | 1989-02-10 | Tuberia termicamente aislada. |
GR920400029T GR3003588T3 (de) | 1988-03-19 | 1992-01-16 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883809311 DE3809311A1 (de) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | Thermisch isolierte rohrleitung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3809311A1 true DE3809311A1 (de) | 1989-10-05 |
Family
ID=6350195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883809311 Withdrawn DE3809311A1 (de) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | Thermisch isolierte rohrleitung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3809311A1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3222121A1 (de) * | 1982-06-11 | 1983-12-15 | Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach | Isolierung fuer heissgasrohrleitung |
DE2507065C2 (de) * | 1974-02-25 | 1984-11-15 | Gränges Essem AB, Västerås | Verfahren zur Herstellung eines isolierten Rohres |
DE2848025C2 (de) * | 1978-11-06 | 1987-08-20 | Hochtemperatur-Reaktorbau Gmbh, 4600 Dortmund, De |
-
1988
- 1988-03-19 DE DE19883809311 patent/DE3809311A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2507065C2 (de) * | 1974-02-25 | 1984-11-15 | Gränges Essem AB, Västerås | Verfahren zur Herstellung eines isolierten Rohres |
DE2848025C2 (de) * | 1978-11-06 | 1987-08-20 | Hochtemperatur-Reaktorbau Gmbh, 4600 Dortmund, De | |
DE3222121A1 (de) * | 1982-06-11 | 1983-12-15 | Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach | Isolierung fuer heissgasrohrleitung |
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