DE7805467U1 - Mehrschaliger rohrbogen - Google Patents

Description

INTERATOM 2 4.394.8

Internationale Atomreaktor^, α ^f"r.ibH 5060 Bergisch Gladbach 1

Mehrschaliger Rohrbogen

Die vorliey^nde Erfindung betrifft eine Bogenverbindung zweier vorzugsweise im Winkel zueinander angeordneter Rohrleitungen. Beim Bau von Anlagen, deren einzelne Teile durch Rohrleitungen miteinander verbunden werden, ist man allgemein aus strömungstechnischen und .,ostengründen bestrebt, mit. möglichst kurzen Rohrleitungen auszukommen und zu diesem Zweck so kompakt zu bauen, wie es mit Rücksicht auf andere wichtige Gesichtspunkte, z. B. die Zugänglichkeit für Überwachung und Reparaturen möglich ist. Dieser Gesichtspunkt gilt verstärkt in kerntechnischen Anlagen und hier wiederum besonders für den Primärbereich eines Kernreaktors, unter anderem um die aufwendige Strahlenabschirmung so gering an Umfang wie möglich zu halten. Diesen Gesichtspunkten steht die Notwendigkeit entgegen, für den Abbau der Spannungen zu sorgen, die durch die Wärmedehnung der Rohrleitungen

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selbst und der durch, sie verbundenen Anlagenteile hervorgerufen werden. Bei kerntechnischen Anlagen mit ihrer ,; mehrere hundert Grad Celsius betragenden Betriebstempc- ' ratur können die Wärmedehnungen ein beträchtliches Maß erreichen, was zu ei nor "v/eichen" Verlegung der Rohr- j leitungen zwi.igt. Der Ausgleich kann in sicherheitstechnisch weniger errpfindlichen Bereichen durch Wollrohrkonif Misatoren erfolgen, deren Einsatz im Primärkreislauf von :ernreaktoren jedoch juf Bedenken stößt. Ks gibt hier nur die Möglichkeit, die Rohrleitungen mit einer Ausdehnungsmöglichkeit in Form von Schleifen zu verschen, die jedoch einen hohen Plal::'jodarf haben. Zur Erhöhung der ]"] legefähigkeit solcher Schleifen ist es bekannt (DE-AS 15 25 842), die Rohrleitung im Bereich der Schleiie in mehrere zueinander parallele Verbindungsrohre geringeren Durchmessers aufzuteilen, was jedoch insbesondere für Flüssigmetall führende Leitung^ ι verschiedene strömungs- und fertigungstechnische Probleme aufwirft.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Bogenverbindung zweier Rohrleitungen, die eine hohe Elastizität aufweist und so auf geringstem Raum den Ausgleich erheblicher Wärmedehnungen in Rohrleitungen erlaubt.

Die Verbindung soll darüberhinaus auch den anderen an eine Rohrleitung zu stellenden Forderungen genügen, z. B. in bezug auf die Prüfbarkeit, auch nach einem gewissen Betriebszeitraum. Den Dehnungsausgleich in die bogenförmigen Verbindungen zweier im Winkel zueinander angeordneter Rohrleitungen zu verlegen, bietet sich an, da solche Bögen ohnehin biegsamer sind, als gerade Rohr-S L.lICiC€ ·

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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des I.Anspruches vorgeschlagenen Merkmale. Das Verbinden koaxial zueinander angeordneter Rohrstücke verschiedenen Durchmessers an ihren Enden mittels halbtorus-S förmiger Verbindungsstücke i-3t aus der DE-PS 22 59584 bekannt, wo es sich allerdings um eine elastische Durchführung von Rohrleitungen durch die Wand eines Kernreaktorsicherheitsbehälters handelt. Bei der vorgeschlagenen Bolzenverbindung sind die einzelnen Rohrbogen gewissermaßen

"i O in Serie geschaltet und von außen angreifende Kräfte oder Momente durchlaufen dieselben nacheinander und beanspruchen sie in gleichem Maße. Die Verformung der gesamten Verbindung ergibt sich aus der Summe der Einzelverformungen für jeden Rohrbogen, wie sie der Fachmann mit Hilfe der bekannten Verfahren berechnen kann, die z.B. in H.Hampel: "Rohrleitungsstatik? Berlin 1972, S. 128 ff. dargestellt sind.

Die nach dem 4.Anspruch zwischen den Rohrbogen und den halbtorusförmigen Verbindungsstücken einzuschaltenden geraden Rohrstücke haben die Aufgabe, die unterschiedliche elliptische Verformung der Rohrbogenquerschnitte auszugleichen bzw. erst zu ermöglichen, da diese durch eine unmittelbare Befestigung an den Verbindungsstücken behindert wird. Bei einem dreischaligen Rohrbogen ist z.B. die Verformung der mittleren Schale gegenüber der äußeren und inneren Schale um 9o ° versetzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt diese einen 9o -Rohrbogen im Axial-Längsschnitt. Es ist selbstverständlich auch möglich, andere Verbindungen, z.B. auch solche mit einem 18o °-Winkel herzustellen. Eine erste Rohrleitung 1 ist mit einer im rechten Winkel dazu angeordneten zweiten Rohrleitung 2 zu verbinden, wobei die Strömungsrichtung von der ersten in die zweite Rohrleitung angenommen wird.

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Die Verbindung besteht im Beispiel aus drei ineinander und koaxial zueinander angeordneten Rohrbogen 3, 4, 5, wobei der innere Rohrbogen 5 an seinem einen Ende mit der erste ι Rohrleitung 1 und der äußere Rohrbogen 3 an seinem einen Ende über ein kegeliges Zwischenstück 14 mit der zweiten Rohrleitung 2 verbunden ist. An seinem freien Ende ist an den inneren Rohrbogen 5 ein gerados Rohrstück 11 angesetzt und an das freie Ende des äußeren Rohrbogens 3 ein weiteres gerades Rohrstück 12. Der mittlere Rohrbogen 4 weist an beid- ι Enden ebenfalls gerade Rohrstücke 1o bzw. 13 von gleicher Länge wie die vorigen auf. Die geraden Rohrstücke 12 und 13 bzw. 1o und 11 sind durch halbtorusförmige (im Querschnitt U-förmige) Verbindungsstücke 6 bzw. 7 miteinander verbunden.

Der Begriff Torus soll in diesem Zusammenhang auch solche ringförmigen Körper umfassen, deren Querschnitt von der reinen Kreisform abweicht, ζ.B.elliptisch ist. Der Abstand der Rohrbogen untereinander ist so bemessen, daß sie bzw. die an sie anschließenden geraden Rohrstücke bei den 7u erwartenden Verbiegungen nicht aneinander zum Anliegen kommen. Bei einer druckführenden Rohrleitung werden der äußere Rohrbogen 3 und der innere Rohrbogen 5 von innen, der mittlere Rohrbogen 4 jedoch von außen belastet, was bei der Bemessung der Wandstärke desselben zu berücksichtigen ist. Der Abstand zwischen innerem Rohrbogen 5 und mittlerem Rohrbogen 4 und den an sie anschließenden geraden Rohrstücken kann so bemessen sein, daß in den dazwischenliegenden Spalt Inspektionsgeräte, z.B. zum Überprüfen der die einzelnen Rohrstücke miteinander verbindenden Schweißnähte eingeführt werden können. Bei Bedarf kann an geeigneten Stellen (hier iir. Verbindungsstück 6) eine hier nicht dargestellte Ablaßöffnung vorgesehen werden/ um die den Zwischenraum zwischen einzelnen Rohrbogen ausfüllende Flüssigkeit abzuziehen. Bei anderer, z.B. auf den Kopf gesfcellter Anordnung, kann eine Ablaßöffnung zum Entgasen

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der Rohrverbindung dienen.

Es ist unmittelbar zu ersehen, daß der Mehrbedarf an Platz für die vergeschlagene 3ogenverbindung gegenüber Ξ einem einfachen Rohrbogen nur sehr gering ist. Bei einer Rohrleitung der Nennweite (NVD 55o mit einer Vvanddicke von 1o mm (die auch für den inneren Rohrbogen 5 gilt) und einem Abstand der einzelnen Rohrbogen untereinander von 2o mm ergibt sich ein Zuwachs an Biegeelastizität von rund 1oo % gegenüber der einfachen Bogenverbindung.

Claims (4)

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   internationale Atomreaktorbau GmbH
   5o6o Bergisch -Cladbach 1

   λ Men? schaliger Rohrbogen

   Schutzansprüchr

   1· Bogenverbindung für Rohrleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Zahl von ineinandergeschachtelten, im Abstand voneinander koaxial angeordneten Rohrbogen (3, 4, 5) besteht, von denen der äußerste (3) an seinem einen Ende mit der zweiten Rohrleitung (2) und der innerste an seinem
   einen Ende mit der ersten Rohrleitung (1) verbunden ist; wobei der oder die mittleren Rohrbogen (4) mit Hilfe halbtorusförmiger Verbindungsstücke (6, 7) jeweils an ihrem einen Ende mit dem nächstinneren (5) und an ihrem anderen Ende mit dem nächstäußeren Rohr-■ bogen (3) verbunden sind.

   We/Fe 21,02,1978

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2. 2. Verbindung nach Anspruch 1 zwischen zwei Rohrleitunger., dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Rohrbogen ungerade und größer als eins ist.
3. 3. Verbindung nach Anspruch 1 zwischen einer Rohrleitung und einem Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Rohrbögen gerade ist.
4. 4. Verbindung narh Anspruch 2 oder 3, dadurch gekann zeichnet, daß zwischen den Rohrbogen (3, 4, 5) und den halbtorusförmigen Verbindungsstücken (6, 7) jeweils gerade Rohrstücke (9, 1o, 11, 12, 1Ξ) angeordnet sind.