DE1765054C - Induktiv beheiztes Rohr zur Erwärmung von Flussigkeitstransportrohren - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein des Rohres 1 befindlichen Innenleiters 2 bis 3 eine ferromagnetisches, induktiv beheiztes Rohr zur Er- Spannung von etwa 8 bis 24 kV aushalten. Wird in wärmung von Flüssigkeitstransportrohren mit einem diesem Falle ein herkömmliches, isoliertes, für Hochelektrisch isolierten Innenleiter, dessen von der Span- spannung geeignetes Kabel verwendet, dann betragen nungsquelle entfernt liegende=, Ende mit dem ferro- 5 die Kosten für das Isoliermaterial allein mehr als magnetischen Rohr verbunden ist. 50% der gesamten Installationskosten für ein der-

Vorrichtungen zum Aufrechterhalten einer erhöh- artiges Heizrohr.

ten Temperatur einer in einer Pipeline beförderten Im Rahmer, der vorliegenden Erfinaung sind die

Flüssigkeit unter Verwendung eines ferromagne- beiden Klemmen 11 und 12 des Rohres 1 an den

tischen, induktiv beheizten Rohres sind bereits be- ίο Stellen 13 bzw. 14 geerdet. Da außen an dem Rohr 1

kannt (s. beispielsweise japanische Patentschrift wie erwähnt keine Ströme fließen, sind die auftreten-

460 224 bzw. USA.-Patentschrift 3 293 407). Die bis- den Erdströme nahezu Null. Bei Vorliegen einer der-

her bekannten Heizrohre dieser Art hatten jedoch artigen Erdung kann die Isolationsstärke des Innen-

den Nachteil, daß zur elektrischen Isolierung des leiters 2-3-4 schrittweise von 2 nach 3 abnehmen,

innerhalb des Rohres angeordneten Innenleiters er- 15 Wird jedoch der zwischen dem Innenleiter 2 bis 4

hebliche Mengen von Isolierstoff notwendig waren, und der Klemme 11 vorgesehene Schalter 10 aus

was insbesondere bei langen Heizrohren, welche irgendeinem Anlaß geöffnet, dann gelangt das hohe

naturgemäß mit hohen Betriebsspannungen betrieben Potential der Spannungsquelle 5 auch an die eine

werden müssen, stark ins Gewicht fällt. geringere Isolation aufweisenden Abschnitte 3 und 4

Ziel der voiliegenden Erfindung ist es, ein induktiv 20 des Innenleiters. Es sind daher Vorsichtsmaßregeln beheiztes Rohr zu schaffen, das diesen obengenann- zu ergreifen, um einen Spannungsdurchbruch der Isoten Nachteil nicht aufweist und das zu seiner Her- lation zu verhindern. Es ist jedoch bekannt, daß beietellung selbst bei großen Baulängen eine vertretbare spielsweise mit Polyvinylchlorid isolierte elektrische Menge von Isoliermaterial benötigt. Kabel mit einer Nennspannung von 600 V Überspan-Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß 35 nungen von 1500 bis 3500 V, mit einer Nennspaneine bei Stromunterbrechung die Spannungsquelle nung von 3 kV Überspannungen von 8 bis 9 kV und automatisch abschaltende Vorrichtung vorgesehen ist mit einer Nennspannung von 6 kV Überspannungen und die Isoliei ng entsprechend dem entlang des Lei- ven 18 kV mindestens während 1 bis 10 Minuten ters auftretenden Spannungsabfall stufenweise hin- aushalten, wobei diese Werte in Abhängigkeit von sichtlich ihrer Stärke abnimmi. 30 der Leiterdicke etwas schwanken. Wird ein stufen-

Eine vorteilhafte Weiterbildrog der Erfindung ist weise mit einer veränderlichen Isolation umgebener

dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwi- Innenleiter 2 bis 4 verwendet und kann selbst der

sehen dem Innenleiter und dem ferromagnetischen Abschnitt 4 mit dem geringsten Isolationsgrad eine

Rohr mit einem gut wärmeleitenden Material ge- Überspannung aushalten, welche höher ist als das

füllt ist. 35 Potential der Spannungsquelle, so ist es möglich,

An Hand eines Ausfuhrungsbeispiels wird die; Er- einen Spannungsdurchbruch zu verhindern, solange

findung im folgenden näher beschrieben. Es zeigt dieser Zustand nur eine kurze Zeit, etwa 1 Minute

F i g. 1 eine schematische Darstellung des erfin- andauert.

dungsgemäßen Heizrohres mit der dazugehörigen Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird so-

Schaltungsanordnung und 40 mit ein Unterbrecher 6, ein Transformator 7 und ein

F i g. 2 eine seitliche Schnittansicht des in F i g. 1 Relais 9 in den mit der Spannungsquelle 5 verbundedargestellten Heizrohres. nen Kreis gelegt. Das Relais 9 dient dabei dazu, das

Gemäß F i g. 1 besteht das erfindungsgemäße Heiz- Vorliegen bzw. die Abwesenheit eines elektrischen

rohr aus einem ferromagnetischen Rohr 1, in wel- Stroms beim Offnen des Schalters 10 festzuateilen,

ehern ein Leiter 2 bis 4 angeordnet ist, der zwischen 45 Diese Anordnung wird dazu verwendet, den Unter-

den beiden Enden des Rohres 1 isoliert ist. Das eine brecher 6 innerhalb einer Minute Ober das Relais 9

Ende des Leiters 2 bis 4 ist mit einer Wechselspan- zu öffnen. Ein Transformer 8, so wie er fUr ver-

nungsquelle 5 verbunden, während das andere Ende schiedene Instrumente verwendet werden kann, dient

an eine mit dem Rohr 1 verbundene Klemme 11 ge- zur Speisung des Relais 9.

führt ist. Der andere Pol der Wechselspannungs- 50 F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Heiz-

qu<°lle 5 ist mit einer am anderen Ende des Rohres 1 rnhres, welches mit einer Pipeline 15 verbunden ist,

angeordneten Klemme 12 verbunden. wobei dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 ver-

Der durch die Wechselstromquelle 5 hervorgerufene wendet sind. Das Rohr 1 ist an dem äußeren Umfang Strom konzentriert sich auf Grund des Hauteffekts der Pipeline 15, und zwar längs deren gesamter an der inneren Wandung des Rohres 1, während an 55 Länge axial und parallel dazu befestigt. Um die der Außenwandung kein Strom auftritt. Die erzeugte Wärmeleitung zwischen dem Rohr 1 und der die Joule'sche Wärme wird an die äußere Wandung des Flüssigkeit führenden Pipeline IS zu verbessern, sind Rohres 1 geleitet, so daß das Rohr 1 dazu verwendet die beiden Wandungen der Rohre 1,15 miteinander werden kann, verschiedene Objekte — beispielsweise verschweißt oder in ähnlicher Weise miteinander vereine Pipeline — zu erwärmen. 60 bunden.

Die für das Isoliermaterial aufzuwendenden Kosten Wird das erflndungsgemäße Heizrohr in Verbin-

machen bekanntlich einen beachtlichen Teil der ge· dung mit einer 40 km langen — von beispielsweise

samten Herstellungskosten derartiger Heizrohre aus. einer Ölquelle im Meer ausgehenden — Pipeline ver-

Wird eine einzige Speisespannungsquelle 5 an dem wendet, so beträgt die Speisespannung in etwa 8 kV,

einen Ende einer Pipeline mit einer Länge von bei· 65 während die Querschnittsfläche eines isolierten Innen-

spielsweise 40 km verwendet — wie sie beirrt För- leiten 2 bis 4 etwa 100 mm* ausmacht. In diesem

dern eines hochviskosen Rohöls zum Einsatz ge- Fall kann im Abschnitt 2 ein 16 km langes Kabel von

lanct — dann muß das Isoliermaterial des im Innern 10 kV, im Abschnitt 3 ein 12 km langes Kabel von

6 kV und im Abschnitt 4 ein 12 km langes Kabel von 3 kV verwendet werden, wobei die Preise dieser Kabel in etwa 13,—, 8,50 und 7,50 DM pro laufenden Meter betragen. Man erhält somit eine Kosten- ι verringerung von ungefähr 170 000,— DM im Vergleich zu dem Fall, bei welchem ein 10 kV Kabel für die gesamte Länge des Heizrohres verwendet würde. Da das 3-kV-Kabel eine kurzzeitige Überspannung von 8 bis 9 kV aushält, tritt auf der gesamten Länge des isolierten Innenleiters kein Schaden auf, sofern der Unterbrecher 6 innerhalb von einer Minute nach öffnen des Schalters 10 geöffnet wird.

Ferner ist es zweckdienlich, eine wärmeleitende Flüssigkeit in den Innenraum des Rohres 1 einzufüllen, weil der maximal zulässige Strom durch den iso- »5 feiten Innenleiter davon abhängt, wie hoch die zulässige Temperatur des den Innenleiter umgebenden Isoliermaterials ist. Für den obengenannten Zweck geeignete wärmeleitfähige Flüssigkeit^ sind z. B. Wasser oder eine wäßrige Salzlösung — beispiels- ^ao weise Meerwasser. Es können aber auch öle, Fette, petroleumöle, Alkohole und wäßrige Lösungen der genannten Bestandteile verwendet werden. Durch Verwendung einer Flüssigkeit aus einem elektrisch

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   t-crv-ps induktiv beheiztes Rohr 1 Ferromagnetiscnes, muu»« _u__

   _Zur Erwärmung von Flüssig*
   mit einem elektrisch .so ,erttn
   von der Spannungsquelle entfernt

   mit dem ferromagnetisch« Rohr
   da d u r c h g e k e η η ζ e. Ι^^Γ^ο-Stromunterbrechung die' Spannun^q ^

   matisch abschaltende Vornchtung^^^J ^

   , _dessen Ende

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen