DE10065662A1 - Transportleitung für tiefgekühlte Fluide, insbesondere flüssiges Helium - Google Patents

Abstract

Die inneren Rohre (2, 3) sind von einer gemeinsamen Isolierung (4) umgeben, die auf einem starren Isolierungsträger (5) sitzt, der mit den Rohren über Abstandshalter (6a, 6b) verbunden ist, die axial beabstandet und starr mit einem ersten Rohr und gleitend mit dem anderen Rohr oder den anderen Rohren verbunden sind. Der Isolierungsträger besteht aus aufeinanderfolgenden Teilstücken (5a, 5b), die jeweils starr mit einem Abstandshalter und gleitend (9) mit dem nächsten Abstandshalter verbunden sind. Eine derartige Transportleitung eignet sich insbesondere zum Transport von flüssigem Helium und läßt von Rohr zu Rohr unterschiedliche Dilatationen und Kontraktionen zu.

Description

Die Erfindung betrifft eine Transportleitung für tiefge­ kühlte Fluide, mit mindestens zwei Fluidtransportrohren und einer Isolierung in einem äußeren rohrförmigen Mantel.

In Leitungen dieses Typs mit mehreren Rohren strömen durch die Rohre Fluide mit unterschiedlichen Temperaturen, was im nichtstationären und sogar im stationären Betrieb zu diffe­ renziellen Kontraktionen führt. Nach dem Stand der Technik haben die Rohre jeweils eine eigene Isolierung. Neben hohen Herstellungs- und Montagekosten hat dies den Nachteil, daß es aufgrund der unterschiedlich starken Dehnungen und Kon­ traktionen im Bereich der Zentriervorrichtungen der ver­ schiedenen Rohre entweder im nichtstationären oder im sta­ tionären Zustand zu Mängeln der Isolierung kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Kon­ struktion für Transportrohre für tiefgekühlte Fluide mit mehreren Rohren zu schaffen, die diese Probleme mindert.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die im Patentan­ spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß weiteren Merkmale der Erfindung

• - besteht der Isolierungsträger aus aufeinanderfolgenden Teilstücken, von denen jedes starr mit einem Abstand­ halter und gleitend mit dem nächsten Abstandhalter verbunden ist,
• - bestehen die Verbindungen zwischen den Zwischenstücken und dem ersten Rohr aus Winkeln und dem anderen Rohr aus Ringen,
• - ist das erste Rohr das innere Rohr mit dem größeren oder größten Durchmesser bzw. das Hauptrohr.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Transportleitung gemäß der Erfindung im Teillängsschnitt.

Die Transportleitung für tiefgekühlte Fluide umfaßt in einem dichten Außenmantel 1 mindestens zwei Rohre 2 und 3 zum Transport von Fluiden unterschiedlicher Temperatur im Dauer­ betrieb, und zwar ein Hauptrohr 2 mit größerem Durchmesser und ein Sekundärrohr 3 mit kleinerem Durchmesser.

Eine Schicht aus Isoliermaterial 4 ist um das die Rohre 2 und 3 umfassende Bündel herum angeordnet. Dieses Isolierma­ terial sitzt auf einem starren Isolierungsträger oder Käfig 5 aus einem Material mit geringer spezifischer Wärmeleitfä­ higkeit. Der Querschnitt des Isolierungsträgers ist an die Abmessungen des Rohrbündels 2, 3 . . . angepaßt. Der Isolie­ rungsträger 5 besteht aus aufeinanderfolgenden Teilstücken 5a, 5b . . ., die jeweils mit dem Hauptrohr 2 über Abstand­ halter 6a, 6b starr verbunden sind, die aus einem Material mit geringer spezifischer Wärmeleitfähigkeit bestehen und axial in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sind. Die Abstandhalter 6a, 6b bestehen ihrerseits aus Platten, die dem Format bzw. der Geometrie des Rohrbündels 2, 3 entsprechende Abmessungen und Bohrungen zur Aufnahme der Rohre mit Spiel haben. Jeder Abstandhalter 6i ist mit dem Rohr 2 über Winkel 7 verschraubt, vernietet, verschweißt oder verklebt.

Jedes Teilstück 5i des Isolierungsträgers ist an einem seiner Enden (in der Figur am linken) über einen Abstandhal­ ter 6i und einen Winkel 8 starr befestigt, während das andere, in axialer Richtung entgegengesetzte Ende des Teil­ stücks des Mantels frei gleitend auf anderen Winkeln 9 angeordnet ist, die an dem entsprechenden Abstandhalter 6i befestigt sind. In ähnlicher Weise sitzt jeder Abstandhalter 6i gleitend auf dem Rohr 3, und zwar zufolge von Ringen 10, die auf das Rohr 3 aufgeschoben sind und durch eine koaxiale Muffe 11 gehalten werden, die in der Mitte fest mit dem Abstandhalter 6i verbunden ist.

Da der die einzige und gemeinsame Isolierung 4 tragende Käfig 5 auf den Winkeln 9 lediglich aufliegt, läßt er bei Abkühlung unterschiedlich große Kontraktionen trotz starrer Verbindung mit dem Hauptrohr 2 zu. Ebenso kann sich das Sekundärrohr 3 bzw. können sich Sekundärrohre im Verhältnis zum Hauptrohr 2 unterschiedlich stark zusammenziehen bzw. ausdehnen. Die Abstandhalter 6i können mit dem Mantel 1 über starre oder flexible Abstandstücke verbunden sein.

Die Rohre 2 oder 3 können insbesondere aus rostfreiem Stahl sein, ebenso die Zwischenstücke 6i, deren axiale Seiten oder Stirnflächen auch poliert sein können. Der Käfig 5, der die Isolierung trägt, ist aus rostfreiem Stahl oder Epoxydharz. Die Isolierung 4 kann insbesondere aus Streifen aus hoch­ wärmeisolierendem Material (z. B. das Wärmeisoliermaterial NH12ST der Firma Cascadec), die um den Käfig 4 gewickelt sind, bestehen.

Die vorstehend beschriebene Transportleitung eignet sich vor allem für den Transport von flüssigem Helium, insbesondere in mit supraleitenden Magneten ausgerüsteten Teilchenbe­ schleunigern. In diesem Fall sind zwischen der Wärmeisolie­ rung 4 und dem Mantel 1 eine zusätzliche Abschirmung und eine zusätzliche Isolierung vorgesehen.

Claims (8)

1. Transportleitung für tiefgekühlte Fluide, mit minde­ stens zwei Fluidtransportrohren (2, 3) und einer Iso­ lierung in einem rohrförmigen äußeren Mantel (1), da­ durch gekennzeichnet, daß die Isolierung (4) die Roh­ re (2, 3) gemeinsam umgibt und auf einem starren Iso­ lierungsträger (5) sitzt, der mit den Rohren (2, 3) über Abstandhalter (6i) verbunden ist, die axial be­ abstandet angeordnet und starr mit einem der Rohre (2), jedoch gleitend mit dem anderen Rohr (3) verbun­ den sind.

2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierungsträger (5) aus aufeinanderfolgenden Teilstücken (5i) besteht, von denen jedes Teilstück starr mit dem einen Abstandhalter und gleitend mit dem nächsten Abstandhalter verbunden ist.

3. Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindungen zwischen den Abstandhaltern (6i) und dem ersten Rohr (2) aus Winkeln (7, 8, 9) bestehen.

4. Leitung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindungen zwischen den Abstandhaltern (6i) und dem anderen Rohr (3) aus Ringen (10) beste­ hen.

5. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Rohr (2) das innere Rohr mit dem größeren Durchmesser ist.

6. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Isolierungsträger (5) aus einem Material mit geringer spezifischer Wärmeleitfähigkeit besteht.

7. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abstandhalter aus einem Material mit geringer spezifischer Wärmeleitfähigkeit bestehen.

8. Verwendung einer Transportleitung nach einem der An­ sprüche 1 bis 7 zum Transport von flüssigem Helium.