DE2830687A1 - THERMAL INSULATED METALLIC PIPELINE INSTALLED IN THE FLOOR - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf im Boden verlegte, wärmeisolierte metallische Rohrleitung zum temperaturhaltenden Iransport von vorzugsweise heißen Fluiden.The invention relates to thermally insulated laid in the ground metallic pipeline for temperature-maintaining transport of preferably hot fluids.

Rohrleitungen zum temperaturhaltenden Transport von vorzugsvjeise heißen Fluiden müssen insbesondere zwei Anforderungen genügen:Pipelines for temperature-maintaining transport of vorzugsvjeise are hot Fluids must meet two requirements in particular:

Einerseits müssen sie korrosionsgeschützt und andererseits wärmeisoliert sein.On the one hand, they must be protected against corrosion and, on the other hand, they must be thermally insulated.

Eine Korrosion der metallischen Rohrleitungen infolge chemischer bzw. elektro-chemischer Vorgänge kann man durch den bewährten elektrischen Kathodenschutz \ermeiden. Jedoch sind die äußeren wärmeisoLiarenden Systeme: solcher metallischer Rohrleitungen, z. B. die Umwicklung mit einer Polyurethanschicht bisher nicht völlig zufriedenstellend, weil diese wärmeisolierende Umkleidung eine äußere isolierende Ummantelung bildet, durch die die Schutzströme nicht hindurchdringen können. Andererseits haben Temperaturänderungen des Fördergutes Längenänderungen der metallischen Rohrleitung zur Folge, die wiederum Querschnittsänderungen und Schubkräfte in der wärmeisolierenden Ummantelung hervorrufen.Corrosion of the metallic pipelines as a result of chemical or Electro-chemical processes can be explained by the tried and tested electrical Avoid cathodic protection. However, the outer ends are insulated Systems: such metallic pipelines, e.g. B. wrapping with a Polyurethane layer so far not completely satisfactory because this is heat-insulating Sheath forms an outer insulating sheath through which the protective currents cannot penetrate. On the other hand have Changes in temperature of the conveyed material result in changes in length of the metallic pipeline, which in turn changes in cross-section and shear forces in the heat-insulating jacket.

Die Erfindung erstrebt die Vermeidung dieser Mangel und schlägt eine im Boden verlegte, metallische und wärmeisolierte Rohrleitung vor, die wie Rohrleitungen ohne Warmeisolation gegen Korrosionschutz mit Hilfe von Kathodenschutz geschützt werden kann.The invention seeks to avoid this deficiency and suggests an im Metallic and thermally insulated pipeline laid in the ground, which, like pipelines without heat insulation, can be used to protect against corrosion using Cathodic protection can be protected.

Nach der Erfindung besteht die metallische Rohrleitung aus zwei koaxialen Metallrohren, von denen das innere Rohr als Förderrohr dient, während das äußere mit dem Erdreich in Berührung stehende Rohr durch Kathodenschutz gegen Korrosion geschützt ist.According to the invention, the metallic pipeline consists of two coaxial ones Metal pipes, of which the inner pipe is used as a delivery pipe, while the outer pipe, which is in contact with the ground, is protected by cathodes is protected against corrosion.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung schließt der Zwischenraum zwischen den beiden Rohren ein flüssiges oder festes Material ein, das wärmeisolierendeAccording to a further development of the invention, the space closes between a liquid or solid material, the heat-insulating material, into the two tubes

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Eigenschaften aufweist.Has properties.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von Änwendungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen inIn the following, the invention is intended to be based on examples of use will be explained in more detail with reference to the drawings. The drawings show in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Rohrleitung nach der Erfindung;1 shows a longitudinal section through a pipeline according to the invention;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A¹ der Fig. 1;FIG. 2 shows a cross section along the line AA ¹ of FIG. 1;

Fig. 3 und 4 je einen Teillängsschnitt durch eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Ausfuhrungsform;FIGS. 3 and 4 each show a partial longitudinal section through one compared to FIG. 1 modified embodiment;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform; und in5 shows a longitudinal section through a further embodiment; and in

Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie B-B¹ der Fig. 5.FIG. 6 shows a cross section along the line BB ¹ in FIG. 5.

Die-Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform/ die vornehmlich zum Transport von Fluiden mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestimnt ist. Die Rohrleitung besteht im wesentlichen aus einem nicht dichten Innenrohr 1, in welchem das Fluid gefördert wird, und einem dichten Außenrohr 2, das nicht in direktem Kontakt mit dem Innenrohr steht und koaxial zu diesem durch ein System von Abstandshaltern 3 gehalten ist. Diese Abstandshalter begrenzen zwischen den zwei Rohren 1 und 2 abgetrennte kanmerartige Zwischenräume 4.Löcher 5 ermöglichen einen statischen Druckausgleich und sind über das Innenrohr 1 verteilt, damit das geförderte Fluid in die Zwischenräume 4 eindringen kann. Die Abstandshalter 3 sind auf das Innenrohr, aber nicht auf das Außenrohr aufgeschweißt, so daß das Außenrohr ein gewisses Spiel auf den Abstandshaltern 3 aufweist. Die Abstandshalter 3 bilden kreisförmige Trennwände, die eine Längsbewegung des Fluids in den kairmerartigen Zwischenräumen 4 begrenzen. Die Fluidpolster in diesen Zwischenräumen 4 übernehmen also die Aufgabe der Wärmeisolierung. Ih jedem Abstandshalter sind öffnungen 6 zur FüllungThe-Fig. 1 to 4 show a first embodiment / primarily is intended for the transport of fluids with low thermal conductivity. The pipeline consists essentially of a non-tight inner pipe 1, in which the fluid is conveyed, and a tight outer tube 2, which is not in direct contact with the inner tube and is coaxial this is held by a system of spacers 3. These spacers delimit between the two pipes 1 and 2 which are cut off Channel-like spaces 4. Holes 5 allow a static Pressure equalization and are distributed over the inner tube 1 so that the conveyed fluid can penetrate into the spaces 4. The spacers 3 are welded onto the inner tube, but not onto the outer tube, so that the outer tube has a certain amount of play on the spacers 3. The spacers 3 form circular partition walls which limit a longitudinal movement of the fluid in the chamber-like interspaces 4. The fluid cushions in these spaces 4 thus take on the task the thermal insulation. In each spacer there are openings 6 for filling

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der verschiedenen Zwischenräume 4 vorgesehen. Das Innenrohr 1 dient ausschließlich zur Führung des Fluidstromes und gegebenenfalls zur Führung von Reinigungsgeräten. Seine Wandstärke kann demnach gering sein, da es keinem großen Innendruck standzuhalten hat; dieser gleicht sich durch die Löcher 5 auf beiden Seiten des Innenrohres aus. Die Innenrohrelemente sind miteinander verschweißt. Das Rohr ist also Druckkräften infolge Dehnung bei Temperaturanstieg oder Rohrschäftung ausgesetzt. In letzterem Fall überlappt die Schaf tung sehr weit, um der Längung Spiel zu geben. Im in Fig. 3 dargestellten Fall ist die Schaf tung innen und schützt so vor jeglichem zusätzlichen Druck infolge der kinetischen Energie der Flüssigkeit. Dn in Fig. 4 dargestellten Fall befindet sich die Schaf tung außen, was eine eventuelle Säuberung erleichtert. Erkennbar bildet ein kreisförmiger Abstandshalter oder eine kreisförmige Trennwand in der Nähe einer jeden Schäftung einen Anschlag, der sich einer Axialbewegung der Innenrohrelemente während einer eventuellen Reinigung der Rohrleitung entgegenstellt. Dagegen ist das Außenrohr 2 einem den Flüssigkeitsdruck entsprechenden Innendruck ausgesetzt. Seine Wandstärke, besonders die obere, hängt von diesem Druck ab. Die es bildenden Rohrelemente sind an ihren Enden miteinander verschweißt. Die Schweißnähte des Innenrohres und des Außenrohres können gegeneinander versetzt sein. Das Außenrohr, das in Kontakt mit dem Erdreich steht, ist wie bereits beschrieben, gegen Korrosion durch Kathodenschutz geschützt.of the various intermediate spaces 4 are provided. The inner tube 1 is used exclusively for guiding the fluid flow and possibly for guiding cleaning devices. Its wall thickness can therefore be small because it does not have to withstand any great internal pressure; this balances out through the holes 5 on both sides of the inner tube. The inner pipe elements are welded together. The pipe is therefore exposed to compressive forces as a result of stretching when the temperature rises or pipe shafts. In the latter case, the shaft overlaps very far in order to reduce the elongation Give game. In the case shown in Fig. 3, the Schaf device is inside and thus protects against any additional pressure due to the kinetic energy of the liquid. The case shown in FIG. 4 is located the creation on the outside, which facilitates any cleaning. Recognizable a circular spacer or partition near each shaft forms a stop that is subject to axial movement which opposes the inner pipe elements during a possible cleaning of the pipeline. In contrast, the outer tube 2 is a fluid pressure exposed to corresponding internal pressure. Its wall thickness, especially the upper one, depends on this pressure. The tubular elements that make it up are welded together at their ends. The welds of the inner pipe and the outer tube can be offset from one another. The outer pipe, which is in contact with the ground, is, as already described, against Corrosion protected by cathodic protection.

Erkennbar teilen die die scheibenförmigen Trennwände bildenden Abstandshalter 3, die den koaxialen Aufbau der beiden Rohre sichern, die kammerartigen Zwischenräume 4 ab. Gegen den Abstandshalter 3 ist am Außenrohr eine Kunststoffschale 7 angebracht, die einerseits die Dichtigkeit beim möglichen sehr geringen Druckunterschieden zwischen zwei benachbarten Kammern gewährleistet, und zum anderen infolge der hervorgerufenen Kanalisierung ein ebenso einfaches Füllen der Kammern wie des Innenrohres und damit einen Druckausgleich auf beiden Wandungsseiten des Innenrohres ermöglicht. Das Füllen der Rohre erfolgt vom rechten Ende nach Fig. 1, d. h. entgegengesetzt zur Betriebsströmungs- und Reinigungsvorrichtung, wie sie durch einen Pfeil im Inneren des Rohres 1 angedeutet ist. Es werdenIt can be seen that the spacers forming the disk-shaped partitions divide 3, which ensure the coaxial structure of the two tubes, the chamber-like spaces 4 from. Against the spacer 3 is on the outer tube a plastic shell 7 attached, the one hand the tightness when possible very small pressure differences between two adjacent chambers guaranteed, and on the other hand as a result of the induced Channeling is just as easy a filling of the chambers as the inner pipe and thus pressure equalization on both sides of the inner pipe enables. The pipes are filled from the right-hand end of FIG. H. opposite to the operating flow and cleaning device, such as it is indicated by an arrow inside the tube 1. It will

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gleichzeitig das Rohr 1 und die Zwischenräume gefüllt. Infolge der in jedem Abstandshalter 3 vorgesehenen Öffnungen 6 dringt die Flüssigkeit nacheinander in die verschiedenen Zwischenräume ein, wobei sich die Kunststoffschalen 7 während des Füllvorganges durch den gegen die Abstandshalter wirkenden Überdruck der Flüssigkeit immer stärker an die Abstandshalter andrücken. Auf diese Weise werden die ganze Länge des Rohres-und alle Zwischenräume mit Fluid gefüllt, so daß die Förderung im Rohr 1 in Pfeilrichtung vor sich gehen kann, wobei der Flüssigkeitsdruck in den Zwischenräumen 4 nun sämtliche Schalen 7 gegen die Abstandshalter 3 drückt und damit die Öffnungen 6 verschließt.at the same time the tube 1 and the spaces are filled. As a result of the in openings 6 provided for each spacer 3, the liquid penetrates one after the other into the various interstices, the Plastic trays 7 become stronger and stronger during the filling process due to the excess pressure of the liquid acting against the spacers press against the spacers. In this way the entire length of the pipe and all spaces are filled with fluid, so that the conveyance can go in the pipe 1 in the direction of the arrow, the liquid pressure in the spaces 4 now all the shells 7 against the spacers 3 presses and thus closes the openings 6.

Die oben in bezug auf Fig. 1 bis 4 beschriebene Vorrichtung ist brauchbar z. B. für Öle und Brennstoffe und allgemein für alle Fluide mit niedriger Wärmeleitfähigkeit. Der Transport beschränkt sich allerdings auf mittlere Entfernungen, wobei die Entfernungen vergrößert werden können, wenn man die Dicke der Zwischenräume vergrößert.The apparatus described above with respect to Figures 1 through 4 is useful z. B. for oils and fuels and generally for all fluids with low thermal conductivity. However, the transport is limited to medium distances, which distances can be increased by increasing the thickness of the spaces.

Fig. 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Rohrleitung, die besonders für den Transport von Flüssigkeiten mit ziemlich hoher Wärmeleitfähigkeit bestimmt ist.FIGS. 5 and 6 show a further exemplary embodiment of a pipeline, which are especially designed for the transport of liquids with fairly high thermal conductivity is determined.

In diesem Falle ist das Innenrohr dicht. Die Elemente, aus denen es besteht, sind an den Enden miteinander verschweißt. Es sind ferner in Abständen Scheiben 8 aus Metall ο. dgl. angebracht, die aus einem oder mehreren Teilen bestehen und das Innenrohr 1 im Außenrohr 2 halten und zentrieren. Die Scheiben 8 sind mit kleinen Öffnungen 9 versehen. Die Wandstärke des Innenrohres 1 hängt vom Innendruck des geförderten Fluidstromes und von der Durchbiegung, der es zwischen zwei aufeinanderfolgenden Scheiben widerstehen muß, sowie von der Druckbelastung ab, die durch die Längung bei Inbetriebnahme infoige Temperaturerhöhung entsteht. Die Rohre 1 und 2 und die Scheiben 8 begrenzen Zwischenräume 10, die mit einem festen oder fließfähigem Stoff, der die Aufgabe eines Wärmeisolators hat, gefüllt sind. Das Fluid kann Luft oder ein neutrales Gas, ζ. Β. Stickstoff sein, das zu einer dauernden Dichtekontrolle durch Messung der Erhaltung der Masse dienen kann. In gewissen Fällen handelt es sich vor-In this case the inner tube is tight. The elements that make it up are welded together at the ends. There are also disks 8 made of metal ο at intervals. Like. Attached from one or consist of several parts and hold the inner tube 1 in the outer tube 2 and center. The disks 8 are provided with small openings 9. the The wall thickness of the inner tube 1 depends on the internal pressure of the fluid flow being conveyed and on the deflection it has to withstand between two successive discs, as well as on the compressive load that is caused by the elongation occurs during commissioning. the Pipes 1 and 2 and the disks 8 delimit intermediate spaces 10, which are filled with a solid or flowable substance which has the task of a heat insulator, are filled. The fluid can be air or a neutral gas, ζ. Β. nitrogen which can be used for a permanent density control by measuring the conservation of the mass. In certain cases it is

teilhafter Weise um eine Wärmeisoliermaterial, das in diesen Zwischenräumen untergebracht ist, z. B. Polyurethan/ das durch Löcher eingespritzt wird, die sich beim Aufblähen verstopfen und das polymerisiert, oder das auf dem Innenrohr in Form von Halbgußschalen aufgereiht ist, oder schließlich um ein Zweikomponentenbeflockungsmittel, das vor Montage des Außenrohres gemischt und aufgebracht wird.part way around a heat insulating material that is in these spaces is housed, e.g. B. Polyurethane / which is injected through holes that clog when inflated and polymerize, or that on the inner tube is lined up in the form of semi-cast shells, or finally around a two-component flocking agent that is mixed before assembly of the outer tube and is applied.

Man kann auch beide Wäntieisoliermethoden zugleich anwenden, um die Isolierung zu verbessern und. die Dichtheit durch Messung der Erhaltung der Masse des Gases zu überprüfen.You can also use both insulation methods at the same time to improve the insulation to improve and. check the tightness by measuring the conservation of the mass of the gas.

Das Außenrohr 2 ist demnach ebenfalls dicht. Da die Innenfläche nur dem Gasdruck in den Zwischenräumen ausgesetzt ist, ist dessen Wandstärke geringer. Die Fohrelemente sind an ihren Enden miteinander verschweißt. Zwischen der Schweißebene des Innenrohres und derjenigen des Außenrohres ist eine ausreichende Versetzung vorgesehen, um die unvermeidbaren Längenunterschiede der Rohr auszugleichen. Das mit dem Erdreich in Kontakt stehende Innenrohr ist gegen Korrosion durch Kathodenschutz geschützt.The outer tube 2 is therefore also tight. Because the inner surface only the gas pressure is exposed in the interstices, the wall thickness is less. The ends of the conveyor elements are welded to one another. Between the welding plane of the inner tube and that of the outer tube is one sufficient offset is provided to cover the unavoidable differences in length balance the pipe. The inner pipe in contact with the ground is protected against corrosion by cathodic protection.

Die in bezug auf Fig. 5 und 6 beschriebene Vorrichtung findet für Fluide, wie Wasser, überhitzten Wasserdampf und allgemein Fluide mit sehr hoher Wärmeleitfähigkeit Verwendung. Der Transport kann über mit herkömmlichen wärneisolierten Rohren erreichbare Entfernung vergleichbare Strecken erfolgen. The device described with reference to FIGS. 5 and 6 is used for fluids, such as water, superheated steam and generally very high fluids Thermal conductivity use. The transport can take place over distances comparable with conventional heat-insulated pipes.

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Claims (5)

Ηβίηβ 1, 8000 München 40,Ηβίηβ 1, 8000 Munich 40, SchäferstraBBie PMnI Inn D U Dak» EIsenacher Straße 17SchäferstraBBie PMnI Inn DU Dak » EIsenacher Straße 17 Postfach 1140 Uipi.-IIig. H. Π. ΒαΠΓ Pat.-Anw. Betzier P.O. Box 1140 Uipi.-IIig. H. Π. ΒαΠΓ Pat. Betzier Pat.-Anw. Harrmann-Trantepohi DInI-PflVQ Eduard Rpt7ler Fernsprecher: 089 / 38 3011 Pat. Harrmann-Trantepohi DInI-PflVQ Eduard Rpt7ler Telephone: 089/38 3011 Fernsprecher:0 2323/51013 ι#ιρι. riiys. euuoiu ocuici 363012Telephone: 0 2323/51013 ι # ιρι. riiys. euuoiu ocuici 363012 ^5101451014 Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl 3β 30«Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl 3β 30 « Telegrammanschrift: Telegrammanschrift:Telegram address: Telegram address: Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat MünchenBahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat Munich Telex 08 229 853 Telex 5215360Telex 08 229 853 Telex 5215360 Γ ~l Bankkonten:Γ ~ l bank accounts: Bayerische Vereinsbank München 952287 Dresdner Bank AG Herne 7-520499 Postscheckkonto Dortmund 55868-407Bayerische Vereinsbank Munich 952287 Dresdner Bank AG Herne 7-520499 Postal check account Dortmund 55868-407 L JL J ^Ref" M 06352 B/h. ^Ref "M 06352 B / h. In der Antwort bitte angebenPlease indicate in the answer Zuschrift bitte nach:Please send a letter to: MünchenMunich 11. Juli 1978July 11, 1978 SOFITBC (S.A.R.L.), 14 rue Bezout, 75014 Paris (Frankreich) Annie Brun, rue du Pie du Midi, 31240 L'Union (Frankreich) Raymond Arsenne, rue du Villard, Chapareillan 38530 Pontcharra (Frankreich)SOFITBC (S.A.R.L.), 14 rue Bezout, 75014 Paris (France) Annie Brun, rue du Pie du Midi, 31240 L'Union (France) Raymond Arsenne, rue du Villard, Chapareillan 38530 Pontcharra (France) Tm Boden verlegte, wärmeisolierte metallische RohrleitungHeat-insulated metallic pipeline laid in the floor PatentansprücheClaims Im Boden verlegte, wärmeisolierte metallische Rohrleitung zum ^temperaturhaltenden Transport von Fluiden, die an der Außenfläche durch Kathodenschutz gegen Korrosion geschützt ist und deren das das Fluid führende Rohr umgebende Wärmeisolierung gegebenenfalls mit einem Überzug versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein zweites dichtes äußeres Metallrohr (2) koaxial zum ersten Rohr (1) über derWärmeisolierung vorgesehen ist und der Kathodenschutz gegen Korrosion statt eine zufällige Wirkung auf der Außenseite der Wärmeisolierung zu erzeugen, an der Außenfläche des das gesamte wärmeisolierte Förderrohr ummantelnden zweiten dichten Metallrohres wirkt.Heat-insulated metallic pipeline laid in the ground for the temperature-maintaining transport of fluids on the outer surface is protected against corrosion by cathodic protection and the that Thermal insulation surrounding fluid-carrying pipe is optionally provided with a coating, characterized in that a second tight outer metal pipe (2) is provided coaxially with the first pipe (1) over the thermal insulation and the cathodic protector against corrosion instead of an accidental effect on the outside of the To produce thermal insulation, on the outer surface of the entire thermally insulated Conveyor pipe encased second tight metal pipe acts. 2. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß beim Transport eines Fluids mit geringer Wärmeleitfähigkeit dieses selbst zur Übernahme der Rolle des wärmeisolierenden Stoffes die zwischen den Rohren (1, 2) befindlichen Zwischenräume (4) über im Innen-2. Pipeline according to claim 1, characterized in that that when transporting a fluid with low thermal conductivity this even to take on the role of the heat-insulating material, the spaces (4) located between the tubes (1, 2) via the interior 8098SS/083Ö ~²~8098SS / 083Ö ~ ² ~ ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED rohr (1) vorgesehene Löcher (5) unter dem statischen Druck ausfüllt.tube (1) fills provided holes (5) under the static pressure. 3. Rohrleitung nach Anspruch 2, bei der Abstandshalter für das Außenrohr mit öffnungen zur Füllung von Kairmern zwischen Außen- und Innenrohr vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet , daß am Außenrand der Abstandshalter (3) Kunst stoff schalen (7 ) zum Verschließen der öffnungen (6) befestigt sind.3. Pipeline according to claim 2, wherein the spacer for the outer tube with openings for filling kairmers between the outer and inner pipe are provided, characterized in that on the outer edge of the spacer (3) plastic shells (7) for closing the openings (6) are attached. 4. Rohrleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sie aus zusamnengeschweißten Außenrohrelementen (2) und aus Innenrohrelementen (1) besteht, die innerhalb oder außerhalb des Rohres zusairenengeschäftet sind.4. Pipeline according to claim 2, characterized in that it consists of welded together outer pipe elements (2) and inner pipe elements (1) exists, which deals inside or outside the pipe are. 5. Rohrleitung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen stützenden Abstandshalter (3) in der Nähe jeder Rohrschäftung zur Bildung eines Anschlages, der einer axialen Verschiebung der Innenrohrelemente (1) bei einer eventuellen Reinigung der Leitung entgegenwirkt.5. Pipeline according to claim 4, characterized by a supporting spacer (3) in the vicinity of each pipe shaft for Formation of a stop that allows axial displacement of the inner tube elements (1) counteracts any cleaning of the line.