DE1817085C3 - Rohrleitungssystem mit in einem Mantelrohr angeordneten, auf tiefer Temperatur gehaltenen Leitungen - Google Patents

Description

haltenden Leitungen und die Isolierungen am Verwendungsort den Gegebenheiten anzupassen. Die kegelförmige Ausbildung der Abstandhalter gewährleistet, daß die an ihnen angebrachten Strahlungsschilde je zweier benachbarter Isolierungsehmente sich überlappen, so daß die Isolations« L-kung der Strahlungsschilde auch an den Stoßstellen sichergestellt ist.

Zweckmäßig sind zur Stabilisierung der kegelförmigen Abstandhalter an den dem Strahlungsschild zugekehrten Flächen der beiden Kegelmäntel der Abstandhalter durch den Strahlungsschild hindurchgreifend, mit dem äußeren Umfang der Isolierelemente verbundene Verspannungen aus einem Wärme schlecht leitenden Werkstoff, wie einem unter der Handelsbezeichnung Nylon bekannten Kunststoff od. dgl., angeordnet.

In besonderen Fällen, insbesondere wenn die auf tiefen Temperaturen zu haltenden Leitungen flexibel sein sollen, sind die Tragrohre, die an ihnen angeordneten Abstandhalter und die Tragringe parallel zur Rohrachse halbschalenförmig geteilt. Dies hat den Vorteil, daß die Isolierungen während des Einführens der auf tiefen Temperaturen zu haltenden Leitungen in das Mantelrohr diese Leitungen umgreifend zusammengefügt werden, worauf die auf diese Weise gebildeten Elemente miteinander verschweißt oder verklebt werden. Dabei werden die Strahlungsschilde in an sich bekannter Weise als durchgehende Folie auf den Abstandshaltern abgewickelt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt

F i g. 1 das neue Rohrleitungssystem teilweise im Schnitt,

F i g. 2 ein Isolationselement des neuen Rohrleitungssystcms,

F i g. 3 eine Abwandlung des Leitungssystems gemäß Fig. 1,

Fig.4 das RwInleitungssystem gemäß Fig. 1 als Erdleitung.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind die auf tiefer Temperatur zu haltenden Leitungen 1 in dem Vakuummantelrohr 2 angeordnet, wobei zwischen dem Vakuummantelrohr 2 und den auf tiefer Temperatur zu haltenden Leitungen 1 rohrförmige Isolierelemente 3 angeordnet sind. Diese Isolierelemente stützen sich mit an ihrem Umfang angeordneten Rollen 4 gegen das Mantelrohr 2 ab. Die Isolierelemente 3 bestehen — wie am besten aus F i g. 2 hervorgeht — aus einem Tragrohr 5, das vorzugsweise aus einem an sich bekannten thermoplastischen Kunststoff gebildet ist. An beiden Enden der Tragrohre S sind kegelförmige Abstandshalter 6 mit in gleicher Richtung zunehmender Konizität vorgesehen. Dabei sind am äußeren Umfang der kegelförmigen Abstandhalter 6 über den Umfang verteilt die Rollen 4 so angeordnet, daß die rohrförmigen Isolierelemente 3 auf der Innenfläche des Mantelrohres 2 in Achsrichtung verfahrbar sind. Um die Zahl der Wärmebrücken möglichst gering zu halten, sind jeweils über den Umfang der Abstandhalter 6 verteilt, zweckmäßig nur drei Rollen 4 vorgesehen. Außerdem sind, um die Wärmeleitungen so gering wie möglich zu halten, die Abstandhalter 6 zweckmäßig aus dünnen, nicht rostenden Edelstahlblech hergestellt. Im Bedarfsfalle kann die Wärmeleitfähigkeit noch dadurch herabgesetzt werden, daß in den Abstandhaltern 6 Aussparungen 7 vorgesehen sind. Die Anordnung von Aussparungen 7 hat zugleich den Vorteil, daß dadurch ein ausreichender Querschnitt zum Evakuieren des zwischen den auf tiefer Temperatur zu haltenden Leitungen 1 und dem Mantelrohr 2 gebildeten Raumes gewährleistet ist.

Zweckmäßig sind die Rollen 4 jedoch an einem mit dem äußeren Umfang der kegelförmigen Abstandshalter 6 verbundenen Tragring 8 von hinreichender mechanischer Stabilität angeordnet.

Dadurch wird gewährleistet, daß die auf die Rollen 4 ausgeübten Kräfte praktisch gleichmäßig über den Umfang verteilt auf die Abstandhalter übertragen werden. Falls dies gewünscht wird, ist es selbstverständlich möslich, die kegelförmigen Abstandhalter 6 aus konisch angeordneten Streben oder Rohren zu bilden. Damit gewährleistet ist, daß sich die Rollen 4 auch im Vakuum ohne oder jedenfalls nur mn geringer Reibung drehen können, ist — wie aus der Zeichnung nicht hervorgeht — eine schmiermitteifreie Gleitschicht, beispielsweise eine Hülse aus einem unter der Warenbezeichnung Teflon bekannten Kunststoff, vorgesehen

Um zu erreichen, daß die Abstandhalter 6 trotz der Herstellune aus dünnem Stahlblech eine möglichst hohe Tragkraft aufweisen, sind zweckmäßig zwischen den t.a_ttringen8 Verspannungen9 aus einem Werkstoff mit möglichst niedriger Wärmeleitung beispielsweise einem unter der Bezeichnung Nylon bekannten Kunststoff, vorgesehen. Die Verspannungen 9 sind dabei durch die in den auf dem rohrförmigen Isolierelement 3 aufliegenden Stranlunesschilden 10 vorgesehenen Aussparungen 11 hindurchgeführt. Die Strahlungsschilde 10 bestehen zweckmäßig aus einer in der Tieftemperaturtechnik oebräuchlichen sogenannten Superisolationsfolie, beispielsweise einer Volie, die unter der Handelsbezeichnung Dimplan bekannt ist. Sie können in einfacher Weise durch schräges Aufrollen zwischen den kegelförmigen Abstandhaltern 6 auf das Tragrohr 5 der Isolierelemente 3 aufgebracht sein.

Um eine ausreichende Evakuierung des Raumes zwischen den auf tiefer Temperatur zu haltenden Leitungen 1 und den Tragrohren 5 sicherzustellen, sind außerdem in der Wandung der Innenrohre 5 der Isolierelcmente Aussparungen 12 vorgesehen.

Durch die kegelförmige Ausbildung der Abstandhalter wird erreicht, daß die Strahlungsschilde 10 je zweier benachbarter Isolierungselemente 3 sich so überlappen, daß die Isolationswirkung der Strahlungsschilde 10 auch an den Stoßstellen gewährleistet ist. Zweckmäßig sind die auf tiefer Temperatur zu haltenden Leitungen 1 lose oder durch an den Tragrohren 5 der Isolierelemente 3 angeordnete Abstandshalter 13 in dem von den Isolierelementen des Rohrleitungssystems gemäß der Erfindung gebildeten Kanal geführt. Sie sind daher wegen der geringen Reibung der auf Rollen 4 innerhalb des Vakuummantelrohres 2 zusammen mit den Isolierelementen in axialer Richtung leicht verschiebbar.

Wenn die auf tiefen Temperaturen zu haltenden Leitungen I, beispielsweise zur Leitung von elektrischem Strom, flexibel sind, und in größeren Mengen auf Trommeln aufgewickelt angeliefert werden, so sind — wie aus F i g. 3 hervorgehl — das Tragrohr 5, die kegelförmigen Abstandhalter 6 und die an diesen angeordneten Tragringe 8 der Isoherlemente 3 axial in zwei gleiche Teile geteilt. Da-

durch wird ermöglicht, daß die Hälften der vorgc- innerhalb des Mantelrohres angeordneten Teile. Ein nannten Teile während der Einführung der auf tiefer weiterer Vorzug des Rohrleitungssystems gemäß der

Temperatur zu haltenden Leitungen 1 in das Vaku- Erfindung besteht darin, daß es bei längeren zu ver-

umrohr2 über den auf tiefer Temperatur zu halten- legenden Strecken ohne weiteres möglich ist, auf ein

den Leitungen 1 diese umgreifend zusammengefügt 5 Kabelstück, dessen Länge beispielsweise durch die

und miteinander in an sich bekannter Weise, bei- Abmessungen der verwendeten Transportmittel be-

spielsweise durch Verschweißen oder Verkleben ver- grenzt ist, zunächst Isolierelemente in einer solchen

bunden werden, während der Strahlungsschild 10 als Zahl aufzuschieben, daß das ganze Kabelstück von

durchgehende Folie anschließend aufgebracht wird. der Isolierung umhüllt ist. Diese Einheit wird dann

Daraus ergibt sich ein einfaches Verfahren zur io mit dem letzten aus dem Vakuummantelrohr ragen-

Herstellung und zur Montage des Rohrleilungssy- den Ende der zuvor in das Vakuummantelrohr einge-

stems gemäß der Erfindung, insbesondere dann, führten wie vorstehend gebildeten Kabeleinheit ver-

wenn die auf tiefer Temperatur zu hallenden Leitun- bunden und in das Vakuummantelrohr eingezogen,

gen, wie dies bei Kabeln zur Leitung elektrischer Der Einfluß ungünstiger Witterungsbedingungen

Energie häufig gewünscht wird, unter der Erdober- 15 kann dabei auf einfache Weise dadurch ausgeschaltet

fläche verlegt werden sollen. werden, daß oberhalb der Stelle, an der die isolierte

Wie in Fig.4 dargestellt ist, werden dazu zu- Kabeleinheit in das Vakuummantelrohr eingezogen nächst die Mantelrohre 2 zu· einem Leitungsabschnitt wird, ein Schutzraum, beispielsweise ein Zelt, von verlegt. Der Einbau der erforderlichen Anschlußbe- einer solchen Größe errichtet wird, daß die Kabeleinhälter sowie das Reinigen, Evakuieren und die 20 heit darin Platz hat. Auf diese Weise läßt sich ein Durchführung der Prüfung auf Dichtigkeit eines sol- auch über größere Entfernungen erstreckendes Kachen Leitungsabschnittes, der eine Länge von mehre- bei, das auf sehr tiefer Temperatur gehalten werden ren hundert Metern haben kann, kann sodann vor muß, verlegen, wobei es zweckmäßig ist, daß die eindem Einbau des sehr empfindlichen Tieftemperatur- zelnen Leitungsabschnitte in an sich bekannten Ankabels 1 und der dieses umgreifenden Isolierele- 25 schlußbehältern 14 enden und jeweils dort miteinanmente 3 erfolgen. Obwohl solche Tieftemperaturkabel der verkoppelt werden. Vorteilhaft ist dabei ferner, einen sehr komplizierten Aufbau haben, ist der Ein- daß es zur Durchführung von Wartungsarbeiten odei satz von Spezialtransportfahrzeugen nicht erforder- zu Entstörungsarbeiten ohne weiteres möglich ist, lieh. Vorteilhaft ist auch, daß die Arbeiten, die für einzelne Leitungsabschnitte zu ersetzen ohne daß ei die Verlegung der in dem Vakuummantelrohr an- 30 erforderlich ist, das unterirdisch verlegte Vakuumgeordneten Teile des Rohrleitungssyslems gemäß der mantelrohr freizulegen oder zu öffnen.
Erfindung erforderlich sind, nicht zugleich mit den Sind die Tragrohre 5, die Abstandhalter 6 und die für die Verlegung des äußeren Mantels erforderli- Tragringe 8 der Isolierelemente 3 in Halbschalenform chen Arbeiten durchgeführt zu werden brauchen. geteilt, so ist es ohne weiteres möglich, das Tieftem-Hinzu kommt, daß ungünstige Witterungseinfiüsse 35 peraturkabel in das Vakuummantelrohr jeweils nui sich praktisch nur auf den Verlegungsvorgang des um ein Stück einzuziehen, das der Länge des Isolier-Vakuummantelrohres 2 auswirken, nicht aber auf die elements entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

. Leitungssystems, die auf tiefen Temperaturen gehal- -i Patentansprüche: ten werden, von den Teilen, die unter dem Einfluß der Umgebungstemperatur stehen, ein evakuierter

1. Rohrleitungssystem mit in einem evakuier- Raum vorgesehen ist Dabei sind bei den bisher ten Mantelrohr angeordneten, auf tiefen Tempera- 5 bekannten Rohrleitungssystemen die Strahlungsturen gehaltenen Leitungen, wobei als thermische Schilde entweder starr mit den für die auf tiefen Isolierung zwischen dem Mantelrohr und den Temperaturen zu haltenden Substanzen bestimmten ■Leitungen ein die Leitungen umgreifendes Trag- Leitungen oder mit dem Tragrohr oder mit dem im rohr und ein an dem Tragrobx anliegender allgemeinen als Vakuummantel ausgebildeten äuße-Strahlungsschild vorgesehen ist und das Tragrohi ;o reu Mantelrohr verbunden. Diese Anordnung läßt jean seinem Umfang sich am Mantelrohr abstüt- doch keine größeren Relativbewegungen zwischen zende Abstandhalter aus Wärme nui in geringem Innenleitung, Strahlungsschilden und Außenmantel Umfang leitendem Werkstoff aufweist, da- zu, wie sie beispielsweise beim Abkühlen von langen durch gekennzeichnet, daß die thermi- Leitungsteilen notwendig sind. Das führt zu Deforsche Isolierung aus gegenüber den Rohrstücken 15 mationen oder sogar zu Zerstörungen von Strahdes Leitungssystems (1, 2) verhältnismäßig kur- lungsschild und Innenleitung, (vgl. deutsches Gczen, von den Abstandshaltern (6) begrenzten, lös- brauchsmuster 1 932 936).

bar miidnander verbindbaren und sich an der Bei den bisher bekannten Rohrleitungssystemen, Stoßstelle im Einbauzustand überlappenden, bei denen Leitungen auf sehr tiefen Temperaturen rohrförmigen Elementen (3) gebildet ist, und an 20 gehalten werden sollten, war es erforderlich, sowohl den Abstandshaltern (6), über den Umfang ver- bei der Herstellung der Strahlungsschilde als auch teilt, mindestens drei Rollen (4) zum Verschieben bei ihrer Montage besondere Maßnahmen anzuwender Isolierung im Mantelrohr (2) vorgesehen den, um die gegen Korrosion, Kontamination und sind. übermäßige thermische Belastung sehr empfindlichen

2. Rohrleitungssystem nach Anspruch 1, da- 25 Strahlungsschilde gegen die physikalischen und chedurch gekennzeichnet, daß die an dem Fnde der mischen Einwirkungen zu schützen, die beim Bau rohrförmigen Isolierelemente (3) angeordneten des Rohrleitungssystems, beispielsweise dem Sdiwei-Abstandshalter (6) kegelförmig mit in gleicher ßen der Leitungen oder des Mantelrohres auftraten
Richtung zunehmender Konizität ausgebildet Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfach hersind. 30 zustellendes und leicht einbaubares Rohrleitungs-

3. Rohrleitungssystem nach Anspruch 2, da- system zu schaffen, bei dem eine Relativbewegung durch gekennzeichnet, daß zur Stabilisierung der zwischen Mantelrohr, Strahlungsschilden und den kegelförmigen Abstandshalter (6) an den dem Leitungen für die auf tiefen Temperaturen /u halten-Strahlungsschild (10) zugekehrten Flächen der den Substanzen möglich ist, ohne daß die Wirksambeiden Kegelmäntel der Abstandshalter (6) durch 35 keit der thermischen Isolierung beeinträchtigt wird.
den Strahlungsschild (10) hindurchgreifend, mit Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch dem äußeren Umfang der Isolierelemente (3) ver- gelöst, daß die thermische Isolierung aus gegenüber bundene Verspannungen aus einem Wärme den Rohrstücken des Leitungssystems verhältnismäschlecht leitenden Werkstoff, wie einem unter der ßig kurzen, von den Abstandhalten! begrenzten, lös-Handelsbezeichnung Nylon bekannten Kunststoff 40 bar miteinander verbindbaren und sich an der Stoßod. dgl., angeordnet sind. stelle im Einbauzustand überlappenden, rohrförmi-

4. Rohrleitungssystem nach den Ansprüchen 1 gen Elementen gebildet ist, und an den Abstandhalbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragrohre tern, über den Umfang verteilt, mindestens drei RoI-(5), die an ihnen angeordneten Abstandshalter len zum Verschieben der Isolierung im Mantelrohr (6) und die Tragringe (8) parallel zur Rohrachse 45 vorgesehen sind.

halbschalenförmig geteilt sind. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform be

steht darin, daß die an dem Ende der rohrförmigen Isolierelemente angeordneten Abstandhalter kegel-

förmig mit in gleicher Richtung zunehmender Konizi-

50 iät ausgebildet sind.

Ein grober Vorzug des Rohrleitungssysteme gemäß der Erfindung besteht darin, daß die auf den tiefen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rohrleitungssy- Temperatuicn m haltenden Leitungen eine über die stern mit in einem evakuierten Mantelrohr angeord- gesamte Leitungsführung reichende Isolierung aufneten, auf tiefen Temperaturen gehaltenen Leitun- 55 weisen, wobei das Rohrleitungssystem hinreichende gen, wobei als thermische Isolierung zwischen dem mechanische Stabilität aufweist, obwohl die Isolie-Mantelrohr und den Leitungen ein die Leitungen rung weder starr mit dem Mantelrohr noch mit den umgreifendes Tragrohi und ein an dem Tragrohr an- auf der tiefen Temperatur zu haltenden Leitungen liegender Strahlungsschild vorgesehen ist und das verbunden ist. Vorteilhaft ist ferner, daß die EIe-Tragrohr an seinem Umfang sich am Mantelrohr ab- 60 mente zur Isolierung mit einer praktisch nicht ins stützende Abstandshalter aus Wärme nur in gerin- Gewicht fallenden Reibung in Richtung der Achse gern Umfang leitendem Werkstoff aufweist. des Mantelrohres verschiebbar sind, so daß die die

Rohrleitungssysteme der vorgenannten Art dienen Isolierung bildenden Elemente und die auf tiefer insbesondere zum Transport von flüssigen oder tief- Temperatur zu haltenden Leitungen nach der Monkalten Gasen. Der Strahlungsschild dient dabei zur 65 tage des Mantelrohres am Verwendungsort eingesetzt Verringerung des Wärmeaustausches des Leitungssy- werden können. Dies führt zu einer erheblichen Vcrstems mit der Umgebung durch Wärmestrahlung, einfachung der Montagearbeiten, da es ermöglicht wobei im Bedarfsfalle zur Isolierung der Teile des wird, die Führungen der auf tiefen Temperaturen zu