DE29618888U1

DE29618888U1 - Fernwärmetransportleitung

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Publication number: DE29618888U1
Application number: DE29618888U
Authority: DE
Original assignee: MANNHEIMER VERSORGUNGS und VER
Current assignee: MANNHEIMER VERSORGUNGS und VER
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2006-10-31

Description

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NG. HEINER LICHTI

DlPL-PHYS. DR. RER. NAT. JOST LEMPERT D-76207 KARLSRUHE (DURLACH)

POSTFACH 410760

DlPL-ING. HARTMUT LASCH TELEFON: (0721) 9432815 TELEFAX: (0721) 9432840

MW 14239.2/96 La/bo

Mannheimer Versorgungs- 29. Oktober 1996

und Verkehrsgesellschaft mbH
Luisenring 49
68159 Mannheim

Fernwärmetransportleitung

Die Erfindung betrifft eine Fernwärmetransportleitung mit einer Vorlauf-Rohrleitung und einer Rücklauf-Rohrleitung, die im Erdboden verlegt sind.

Um Wohnungen oder öffentliche Gebäude mit Wärme zu versorgen, ist es bekannt, in einem separaten Raum des Gebäudes einen Brenner zu installieren, in dem Brennstoff, insbesondere Öl oder Gas, verbrannt und zur Erwärmung von Wasser genutzt wird, das in einem Leitungsnetz in die einzelnen Räume des Gebäudes transportiert wird. Neben dieser gebäudespezifischen Lösung ist es bekannt, Wasser in einem Heizwerk oder einem Heizkraftwerk zentral zu erwärmen und dann in einer Fernwärmetransportleitung den Abnehmern zuzuführen. Die Transportleitung umfaßt dabei eine Vorlauf-Rohrleitung, in der das erwärmte Wasser mit einer Temperatur von bis zu 180⁰C dem Verbraucher zugeführt wird, und eine Rücklauf-Rohrleitung, in der das Wasser im abgekühlten Zustand bei einer Temparatur von ca. 50⁰C zu dem Heizkraftwerk zurückgeleitet wird.

Obwohl die Fernwärmeversorgung mit der zentralen Erwärmung von Wasser in einem Heizkraftwerk unter den Gesichtspunkten sowohl der Umweltverträglichkeit als auch der effizienten Ausnutzung der eingesetzten Primärenergie sehr vorteilhaft ist, ist ihr Ausbau unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten durch die hohen Investitionskosten für die Wärmeverteilung, d.h. insbesondere die Transportleitungen begrenzt.

Zur Ausbildung einer Transportleitung wird der Erdboden auf einer vorbestimmten Breite aufgegraben, so daß die Vorlauf-Rohrleitung und die Rücklauf-Rohrleitung nebeneinander in dem Graben angeordnet werden können. Anschließend wird der Graben wieder verfüllt und die ursprüngliche Oberflächenstruktur des Erdbodens, beispielsweise eine aufgerissene Straßendecke wieder hergestellt. Es hat sich gezeigt, daß bei der Erstellung einer Fernwärmetransportleitung rund 60% der Kosten bei den tiefbautechnischen Maßnahmen anfallen, während der eigentliehe Rohrbau bzw. die Materialkosten demgegenüber wesentlich geringer sind.

Da die Vorlauf-Rohrleitung infolge der relativ hohen Betriebstemperatur größeren Wärmedehnungen ausgesetzt ist, wird sie üblicherweise mit einer sogenannten thermischen Vorspannung eingebaut, d.h. die Vorlauf-Rohrleitung wird nach dem Einbringen in den Graben zunächst auf eine mittlere Temperatur erwärmt, bevor der Graben verfüllt wird, um die bei Betrieb auftretenden Dehnungen gegenüber dem Einbauzustand zu veringern. Damit ist jedoch der Nachteil verbunden, daß der Graben relativ lange offen gehalten werden muß, was kostenintensiv ist und die Umgebung insbesondere hinsichtlich des Verkehrs stark beeinträchtigt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fernwärmetransportleitung der genannten Art zu schaffen, die schnell und in kostengünstiger Weise herstellbar ist. 5

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Fernwärmetransportleitung dadurch gelöst, daß die Vorlauf-Rohrleitung und die Rücklauf-Rohrleitung übereinander angeordnet sind. Durch diese Maßnahme ist die zum Einbringen der Rohrleitungen in den Erdboden notwendige Breite des Grabens gegenüber der herkömmlichen Ausführung um rund 50% verringert. Darüberhinaus reduzieren sich die Massen für den Aushub und die Wiederverfüllung um rund 35%. Es hat sich gezeigt, daß durch die übereinanderverlegung der Rohrleitungen sich insgesamt Einsparungen für den Tiefbau von rund 40% erzielen lassen, so daß die Gesamt-Verlegekosten der Fernwärmetransportleitung um ca. 20% gesenkt sind.

0 Darüberhinaus ergibt sich bei der Übereinanderverlegung der Rohrleitungen der weitere Vorteil, daß Abzweigleitungen seitlich an die Rohrleitungen angeschlossen werden können, ohne daß die bisher notwendigen Bogenelemente eingebaut werden müssen. Durch diese vereinfachte Abzweigtechnik lassen sich für jeden Hausanschluß erhebliche Einsparungen erzielen.

Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß aufgrund des relativ geringen Platzbedarfs der übereinander verlegten Rohrleitungen die Umlegungen anderer Versorgungsleitungen, um die Trasse freizumachen weitestgehend vermieden werden können.

Da die Gefahr von Beschädigungen an der Vorlauf-Rohrlei-5 tung aufgrund der wesentlich höheren Wärmedehnungen größer als bei der Rücklauf-Rohrleitung ist, ist es

vorteilhaft, die Vorlauf-Rohrleitung oberhalb der Rücklauf-Rohrleitung anzuordnen, um ggf. einen schnellen Zugriff auf die Vorlauf-Rohrleitung zu haben.

Die beiden Rohrleitungen sind im Einbauzustand jeweils in das umgebende Erdreich eingebettet. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Verfüllung und Verdichtung des Grabens nicht schichtweise sondern in einem Arbeitsgang auszubilden. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, die obere Rohrleitung auf der darunterliegenden Rohrleitung über einen Abstandshalter abzustützen. Somit können die beiden Rohrleitungen mit hoher Genauigkeit vorpositioniert werden, so daß die Verfüllung und Verdichtung des Grabens in einem Verfahrensschritt ausgeführt werden kann.

Vorzugsweise bestehen die Abstandshalter aus einem Kunststoff-Schaum, insbesondere einem PUR-Schaum und können in annähernd regelmäßigen Abständen, beis ielsweise alle 6m, zwischen den Rohrleitungen angeordnet werden.

Um eine gute Abstützung sowohl zwischen der unteren Rohr1leitung und dem Abstandshalter als auch der oberen Rohrleitung und dem Abstandshalter zu erzielen, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Abstandshalter eine untere muldenförmige Aufnahme, mit der er auf der untenliegenden Rohrleitung abstützbar ist, und eine obere muldenförmige Aufnahme aufweist, in die die obere Rohrleitung einsetzbar ist. Die muldenförmigen Aufnahmen 0 sind in ihrem Querschnitt an die Form und Krümmung der Rohrleitungen angepaßt, wobei es sich bewährt hat, wenn die Aufnahmen jeweils einen teilkreisförmigen Querschnitt im Bereich eines Viertel- oder Halbkreises aufweisen.

5 Die beiden Rohrleitungen können nach der Vorpositionierung eingeschlämmt werden, vorzugsweise ist jedoch vorge-

sehen, daß sie in eine stabilisierte Sandmischung eingebettet werden. Die stabilisierte Sandmischung stellt eine Mischung aus Sand, Aushubmaterial, Wasser und einem Bindemittel dar und kann mit bekannten Betonmischfahrzeugen an die Baustelle gebracht und direkt in den Graben eingefüllt werden.

Es hat sich gezeigt, daß die stabilisierte Sandmischung gegenüber einem normalen Verfüllsand etwa die 1,5-fache Reibungskraft besitzt, so daß eine sehr stabile Bettung bzw. Verfüllung des Grabens erreicht werden kann, die die Rohrleitungen sicher positioniert. Des weiteren wird durch die erhöhte Reibungskraft die Wärmedehnung verstärkt behindert. Die stabilisierte Sandmischung kann nach dem Aushärten problemlos wieder vom Leitungsbereich entfernt werden, so daß eine spätere Zugangsmöglichkeit zu der Fernwärmetransportleitung gewährleistet ist.

Um möglichst schnelle Verlegezeiten zu erreichen, ist es 0 notwendig, die Rohrleitungen kalt, d.h. ohne thermische Vorspannung zu verlegen. Bei kurzen Verlegelängen bis zu 2 00 hi ist dies problemlos möglich, ohne die Rohrleitung übermäßig zu belasten. Nachteil der kaltverlegten Rohrleitungen sind die sehr großen Dehnungswege am Leitungs-5 ende. In Weiterbildung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß die Vorlauf-Rohrleitung und Rücklauf-Rohrleitung insbesondere in der Nähe von Richtungsänderungen der Fernwärmetransportleitung über eine Festpunktbrücke in Form eines Steges starr miteinander verbunden sind. Die 0 starre Verbindung bewirkt, daß die aufgrund der unterschiedlichen thermischen Belastung der Vorlauf-Rohrleitung und Rücklauf-Rohrleitung auftretenden unterschiedlichen Bewegungen der Leitungen nicht mehr möglich, sondern diese zwangsgekoppelt sind. Die Dehnung der 5 Vorlauf-Rohrleitung wird dadurch wesentlich kleiner, die der Rücklauf-Rohrleitung dagegen größer als bei unabhän-

gig voneinander verlegten Leitungen. Ein Ausknikken der Rohrleitungen aufgrund der dabei entstehenden Druckkräfte ist durch die Bettung der Rohrleitung in dem Erdreich und insbesondere in der stabilisierten Sandmischung zuverlässig verhindert.

Weitere Einzelheiten und Merkmale sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich, wobei die einzige Figur einen Querschnitt durch eine im Erdboden verlegte Fernwärmetransportleitung zeigt.

Gemäß der Figur ist im Erdboden 11 ein Graben 19 ausgebildet, dessen Sohle mit einer Sandschicht 17 aus steinfreiem Sand bedeckt ist. Auf die Sandschicht 17 ist die Rücklauf-Rohrleitung 12 aufgelegt. Auf die Rücklauf-Rohrleitung 12 ist ein Abstandshalter 14 mit einer unteren muldenförmigen Aufnahme 16 aufgesetzt, die in ihrer Krümmung an die Außenabmessung der Rücklauf-Rohrleitung 0 12 angepaßt ist und sich etwa über ein Viertel des Umfangs auf der Rücklauf-Rohrleitung 12 abstützt. Der Abstandhalter 14 besteht aus PUR-Schaum und weist an seinem oberen Ende eine weitere muldenförmige Aufnahme 15 auf, in die eine Vorlauf-Rohrleitung 13 in entsprechender 5 Weise eingesetzt ist. Nachdem die beiden Rohrleitungen 12 und 13 mittels der Abstandshalter 14 über eine gewünschte Leitungslänge vorpositioniert sind, wird der Graben 19 mit einer stabilisierten Sandmischung 18 in einem Arbeitsgang verfüllt, wobei die Rohrleitungen 12 und 13 0 nach dem Erhärten der stabilisierten Sandmischung 18 sicher positioniert sind.

Claims

Schutzansprüche

Fernwärmetransportleitung mit einer Vorlauf-Rohrleitung und einer Rücklauf-Rohrleitung, die im Erdboden verlegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlauf-Rohrleitung (13) und die Rücklauf-Rohrleitung (12) übereinander angeordnet sind.

Fernwärmetransportleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlauf-Rohrleitung (13) oberhalb der Rücklauf-Rohrleitung (12) angeordnet ist.

Fernwärmetransportleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Rohrleitung (13) auf der darunterliegenden Rohrleitung (12) über einen Abstandshalter (14) abgestützt ist.

Fernwärmetransportleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (14) aus Kunststoff-Schaum, insbesondere aus PUR-Schaum besteht.

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5. Fernwärmetransportleitung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (14) eine untere muldenförmige Aufnahme (16), mit der er auf der untenliegenden Rohrleitung (12) abstützbar ist, und eine obere muldenförmige Aufnahme (15) aufweist, in die die obere Rohrleitung (13) einsetzbar ist.

6. Fernwärmetransportleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (15, 16) jeweils einen im wesentlichen teilkreisförmigen Querschnitt aufweisen.

7. Fernwärmetransportleitung nach einem der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (12, 13) in eine stabilisierten Sandmischung (18) eingebettet sind.

8. Fernwärmetransportleitung nach einem der Ansprüche bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlauf-Rohrleitung (13) und die Rücklauf-Rohrleitung (12) insbesondere in der Nähe von Richtungsänderungen der Fernwärmetransportleitung über eine Festpunktbrücke in Form eines Steges starr miteinander verbunden sind.