AT386061B

AT386061B - Innere isolation einer hochtemperatur-dampfrohr- leitung

Info

Publication number: AT386061B
Application number: AT68986A
Authority: AT
Original assignee: Jericha Herbert Dipl Ing Dr Te
Priority date: 1984-06-20
Filing date: 1986-03-17
Publication date: 1988-06-27
Also published as: AT381367B; ATA68986A; ATA200584A

Description

Die Erfindung betrifft eine innere Isolation einer Hochtemperatur-Dampfrohrleitung, bestehend aus einem durch tragende Aussenrohre mit einem innen angeordneten Isolationskörper und einem inneren Führungsrohr, wobei zwischen dem Isolationskörper und dem möglichst kalt zu haltenden drucktragenden Aussenrohr ein Spalt vorgesehen ist.

Zum Stand der Technik ist festzuhalten, dass innere Isolationen in Gasturbinen gemäss der
AT-PS Nr. 203954 und der DE-PS Nr. 1220671 bekannt sind. Hiebei handelt es sich um Faserisolatio- nen im Inneren von Gasturbinengehäusen, die nur mit Gasen beaufschlagt sind und bei denen keine Kondensationsvorgänge zu berücksichtigen sind. Ähnliche Konstruktionen werden für die
Hochtemperaturleitungen von Gasturbinen in offener Bauweise bzw. auch für Gasturbinen in geschlossener Bauweise insbesondere mit Helium als Arbeitsmedium verwendet. Sie bestehen aus einem äusseren kalten drucktragenden Rohr, einer an dessen Innenseite aufgebrachten Faserisola- tion, die durch ein inneres Führungsrohr, das mit Druckausgleichsbohrungen versehen ist, gegen den Gasstrom getrennt wird.

Zum Stand der Technik sind auch noch die folgenden Patentschriften genannt.

Die DE-OS 2340077 beschreibt eine Rohrleitung, bei der ein flexibles, gegen den Innendruck armiertes Innenrohr in ein äusseres Mantelrohr eingeschoben wird. Es besteht also ein Spalt zwischen dem Mantelrohr und dem Innenrohr. Dieser ist jedoch nicht vom Medium, das im Innenrohr strömt, erfüllt, und es ist auch das äussere Mantelrohr nicht drucktragend. Der Spalt zwischen dem äusseren Rohr und dem Innenrohr ist lediglich zur Montage des letzteren erforderlich. Weiters beschreibt die EP-PS Nr. 497 eine Rohrleitung mit keramischer Innenisolierung, wobei beansprucht wird, dass die innenliegenden keramischen Isolationselemente durch Spannelemente umschlossen werden und dass zwischen der Aussenwand und den Keramikelementen eine Zwischenwand gasdicht befestigt sei, indem sie mit den Spannelementen der Keramikkörper ebenfalls gasdicht verschweisst ist.

Auch hier besteht also ein Spalt zwischen dem Aussenrohr und dem isolierten Innenrohr. Dieser Spalt ist jedoch gasdicht abgeschlossen und daher nicht von gleichem Druck wie das Medium im Inneren des Rohres. Ausserdem tragen die Spannelemente der Keramikkörper einen Teil der Druckdifferenz des Innenrohres gegen die Atmosphäre. Die Isolation ist daher gasdicht verschlossen und das Gasvolumen im Spalt soll absichtlich keine Leitungsverbindung zum Medium im Innenrohr aufweisen.

Demgegenüber besteht bei der Erfindung die Aufgabe, das Medium Wasserdampf im Rohr zu leiten. Wasserdampf kondensiert auf kalten Oberflächen, das Kondensat muss aus der Leitung entfernt werden. Steht die Leitung mit Turbomaschinen in Verbindung, so muss bei elektrischem Lastabwurf die Leitung in kurzer Zeit drucklos werden. Im Falle einer Hochtemperaturanlage besteht die Aufgabe, die Leitung wirkungsvoll zu isolieren. Die erfindungsgemäss gewählte innere Isolation mit entwässertem Spalt hat den Vorteil der drucktragenden kalten äusseren Schale, etwa auf Sattdampftemperatur, unter Verwendung des Mediums Wasserdampf als Isolationsmittel innerhalb eines inneren metallischen, aus Blechen und Fasern bestehenden Isolationskörpers.

Weiters mit der Möglichkeit der Anspeisung des äusseren Spaltes durch kalten Dampf vom Kessel bzw. Kompressor her. Die erfindungsgemässe Lösung erfolgt somit aus der Kenntnis des Mediums und aus der Kenntnis der Schaltungsmöglichkeit der gesamten Dampfanlage, gemäss den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1. Die weitere zweckmässige Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes erfolgt gemäss den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 4.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Hiebei zeigt Fig. l Blechteile für die Schüttisolation, Fig. 2 den Querschnitt senkrecht zur Achse einer Hochtemperatur-Rohrleitung.

Die innere Isolation einer Hochtemperatur-Dampfrohrleitung besteht aus einem drucktragenden Aussenrohr mit einem innen angeordneten Isolationskörper und einem inneren Führungsrohr,
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tungen und Kondensationsableiter entwässert. Der Isolationskörper besteht aus metallischen Fasern bzw. Blechen --7, 8,9, 10--, insbesondere Siebblechen, sowie Halterungselementen-11, 12-. Anspeisung mit Dampf etwas höheren Druckes und niedrigerer Temperatur als der Dampf der Hauptströmung in der Rohrleitung --HSR-- ermöglicht Einströmung in die Hauptströmung im Inneren des Rohres durch Druckausgleichsbohrungen bzw. Ringspalte --68-- des inneren Führungsrohres --6R--. Dadurch kann dem Wärmefluss nach aussen begegnet werden.

Der Isolationskörper --4R-- verwendet metallisches Fasermaterial, wie Späne aus der
Dreh- bzw. Fräsbearbeitung, oder Schüttmaterial, wie durch Tiefziehen erzeugte Näpfe oder durch Abschneiden von Rohren entstandene Ringe oder durch Abquetschen und Abschneiden von
Rohren entstandene Füllkörper. Diese werden in einen Körper aus Siebblech von der äusseren
Kontur des Isolationskörpers gefüllt. Diese Bauteile sind vorzugsweise aus nichtrostendem Mate- rial, wie austenitischen Stählen, gefertigt.

Im Bereich der höchsten Temperatur werden Bleche mit Profilierung, Druckausgleichsbohrun- gen --14--, Abstützkanten --15-- und Abstütznoppen --17-- eingesetzt. Diese dienen zur
Strahlungshemmung. Die Bleche werden durch Aufwickeln eines langen Streifens --10-- auf dem heissen inneren Führungsrohr --6R-- in der Zone der höchsten Temperatur aufgebracht. Zur
Hemmung der Konvektion innerhalb des Isolationskörpers werden in regelmässigen Abständen annähernd horizontale dünne Bleche --13-- in das Schüttmaterial eingelegt.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Innere Isolation einer Hochtemperatur-Dampfrohrleitung, bestehend aus einem drucktragen- den Aussenrohr mit einem innen angeordneten Isolationskörper und einem inneren Führungsrohr, wobei zwischen dem Isolationskörper und dem möglichst kalt zu haltenden drucktragenden Aussen- rohr ein Spalt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (3R) durch an sich bekannte
Entwässerungsleitungen und Kondensationsableiter entwässert wird, wobei der Isolationskörper (4R) aus metallischen Fasern bzw.

Blechen (7,8, 9,10), insbesondere Siebblechen, sowie Halte- rungselementen (11, 12) besteht, wobei der Spalt (3R) mit Dampf etwas höheren Druckes und niedrigerer Temperatur als der Dampf der Hauptströmung in der Rohrleitung (HSR) aus einem
Dampfkompressor oder aus einer Kesselanzapfung her, angespeist wird, wobei die Einströmung dieses Dampfes in die Hauptströmung im Inneren des Rohres (HSR) durch Druckausgleichsbohrungen bzw. Ringspalte (6B) des inneren Führungsrohres (6R) erfolgt.

Claims

2. Innere Isolation für Hochtemperatur-Dampfrohrleitungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolationskörper (4R) metallisches Fasermaterial, wie Späne aus der Drehbzw. Fräsbearbeitung, vorzugsweise schraubenförmige Späne mit annähernd rechteckigem dünnem Querschnitt, Verwendung finden, wobei als Schüttmaterial besonders gefertigte Schüttkörper benutzt werden, wie durch Tiefziehen aus einer runden Blechscheibe erzeugte Näpfe (7) oder durch Abschneiden von Rohren entstandene Ringe (8) oder durch Abquetschen und Abschneiden von Rohren (9) entstandene Füllkörper von annähernd quadratischem Umriss, die in einem Körper von der äusseren Kontur des Isolationskörpers (4R), der aus einem stärkeren Siebblech gefertigt ist, gefüllt sind, wobei diese Bauteile vorzugsweise aus nichtrostendem Material, wie austenitischen Stählen,

bestehen.

3. Innere Isolation für Hochtemperatur-Dampfrohrleitungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Isolationskörper (4R) in den Zonen der höchsten Temperatur Bleche mit blanker Oberfläche und durch Stanzen und Pressen erzeugter Profilierung mit Druckausgleichsbohrungen (14), Abstützkanten (15) und Abstütznoppen (17) eingesetzt werden, wobei diese Bleche durch Aufwickeln eines langen Streifens (10) auf dem heissen inneren Führungsrohr (6R) in der Zone der höchsten Temperatur zur Verminderung der Wärmeleitung durch Strahlung und Konvektion aufgebracht sind.

4. Innere Isolation für Hochtemperatur-Dampfrohrleitungen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Schüttmaterial zur Herstellung des Isolationskörpers (4R) in regelmässigen Abständen annähernd horizontale dünne Bleche (13) vorzugsweise in annähernd horizontaler Richtung eingelegt sind, die die in senkrechter Richtung stattfindende Konvektion behindern.