DE3814176C2 - Doppelwandige Rohrleitung aus einer Vielzahl endseitig miteinander verbundener Rohrlängen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Rohrleitung ist aus der DE-OS 36 34 072 bekannt. Die dort beschriebene Rohrleitung zeichnet sich durch eine besonders einfache Verlegbarkeit und durch eine kostengünstige Herstellung aus, da die die Rohrleitung bildenden Rohrlängen in kontinuierlicher Arbeitsweise hergestellt werden können. Nach der Herstellung werden die einzelnen Rohrlängen in transportierbare Längen geschnitten.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die bekannte Rohrleitung einem neuen Verwendungszweck zuzuführen.

Es besteht seit langem das Problem, insbesondere in der chemischen Industrie, erwärmte Medien über eine längere Strecke zu transportieren, ohne daß nennenswerte Wärmeverluste auftreten. Man hat sich zur Lösung dieses Problems bisher damit beholfen, daß man die Rohrleitungen mit einer Isolierschicht versehen hat. Weiterhin ist es bekannt, die Rohrleitung mit einem Heizleiter zu umwickeln und auf diese Weise das in der Rohrleitung strömende Medium zu erwärmen bzw. mindestens auf gleicher Temperatur zu halten.

Beide Lösungen konnten jedoch aus verschiedenen Gründen nicht befriedigen. So verliert beispielsweise im Falle einer Leckage die Isolierschicht ihre Isoliereigenschaft. Darüberhinaus führt die Isolierschicht zu einer Vergrößerung des Außendurchmessers der Rohrleitung, was vielfach nicht hingenommen werden kann. Eine Zusatzheizung auf elektrischem Wege scheidet in vielen Fällen wegen Explosionsgefahr aus.

Aus der DE 32 08 106 C1 ist eine Rohrleitung aus zwei konzentrischen glattwandigen Rohren bekannt, die zwischen sich einen Ringspalt bilden, in welchem ein erwärmtes oder gekühltes Medium zu Heiz- oder Kühlzwecken des in dem Innenrohr transportierten Mediums umgewälzt wird. An jedes Innenrohrende ist ein Flanschring angeschweißt, der mit Kanälen versehen ist, welche den Durchtritt des Heiz- bzw. Kühlmediums von einer Rohrleitungslänge in die andere ermöglichen sollen. An jedes Außenrohrende ist ein Übergangsstück angeschweißt, dessen anderes Ende an der Rückseite des Flansches angeschweißt ist. Das dem Flansch zugekehrte Ende des Übergangsstücks weist einen sternförmig gezahnten oder gewellten Bereich auf, wobei das Übergangsstück derart an den Flansch angeschweißt ist, daß die Kanäle innerhalb des Übergangsstücks und die für die Verbindung der Flansche vorzusehenden Schraubbolzen außerhalb des Übergangsstücks befindlich sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Rohrleitung so weiterzubilden, daß das in ihr transportierte Medium ohne Explosionsgefahr temperiert werden kann. Auch soll unter Umständen eine Überwachung auf Leckagen möglich sein. Insbesondere soll die Rohrleitung endseitig auf einfache Weise vorkonfektioniert sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten Merkmale gelöst.

Der durch die beiden Rohrlängen gebildete Ringspalt kann zum Transport eines Heizmediums herangezogen und kann je nach Anwendungsfall den Anforderungen angepaßt werden. Die Abschlußstücke haben im Querschnitt gesehen einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und bilden für die beiden Rohrlängen Festpunkte, das heißt die Abschlußstücke sorgen endseitig für eine konzentrische Halterung der inneren und äußeren Rohrlängen zueinander. Da die Rohrlängen ziemlich starr sind, ist bei Längen von bis zu 6 m zu erwarten, daß auch zwischen den Abschlußstücken, das heißt in der Mitte der Rohrlänge die beiden Rohre konzentrisch zueinander verlaufen. Hilfsweise können Abstandshalter vorgesehen werden, die jedoch so ausgebildet sein müssen, daß sie den Strömungswiderstand im Ringspalt nicht wesentlich vergrößern. Aus Metalldrähten geformte Abstandshalter sind für den genannten Zweck geeignet. Die Verschweißung des inneren und des äußeren Rohres mit dem Abschlußstück gewährleistet eine sichere Abdichtung. Die Durchtrittsöffnung ist zweckmäßigerweise nicht wesentlich kleiner als der Querschnitt des Ringspaltes, um ein ungehindertes Strömen des Heizmediums zu ermöglichen. Die werksseitig vorbereiteten Rohrlängen können ohne große Schwierigkeiten zum Beispiel durch einfaches Anflanschen auf der Montagestelle zu der Rohrleitung verlegt werden. Aufgrund der geringen Wanddicke sind die Rohrlängen in den üblicherweise verwendeten Nennweiten leicht und somit gut zu transportieren und zu handhaben. Die Rillung verleiht sowohl dem inneren als auch dem äußeren Rohr eine genügend hohe Quersteifigkeit. Wird, wie bevorzugt, Edelstahl als Werkstoff für die Rohrleitung verwendet, erübrigt sich ein Korrosionsschutz für das äußere Rohr. Falls erforderlich kann auf das äußere Rohr eine Wärmedämmung aufgebracht werden. Jedes Abschlußstück ist als in sich geschlossener Ring mit einem Ringbund und einem rohrförmigem Ansatz ausgebildet. Das innere Rohr ist mit der inneren Oberfläche verschweißt und das äußere Rohr ist an den rohrförmigen Ansatz angeschweißt. Derart ausgebildete Abschlußstücke, die vorteilhafterweise ebenfalls aus Edelstahl bestehen, vereinfachen die Konfektionierung der Rohrleitung erheblich. Die Rohrenden eines so vorbereiteten Leitungsrohres werden mit Hilfe von an den Rohrenden vorgesehenen Losflanschen verbunden, die sich am jeweiligen Ringbund abstützen.

Für den angestrebten ungehinderten Durchtritt des Heizmediums von einem Ringspalt zum anderen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Durchtrittsöffnungen vorgesehen sind, und daß in die den Rohren abgekehrte Stirnseite des Abschlußstückes zwei konzentrisch zueinander verlaufende Ringnuten eingearbeitet sind, die zwischen sich die Durchtrittsöffnungen einschließen und je eine Ringdichtung enthalten. Durch die Ringdichtungen wird der Strömungsquerschnitt für das Heizmedium an der Verbindungsstelle zwischen zwei Rohrdichtungen nach außen und nach innen abgedichtet.

Mit besonderem Vorteil verbleibt nach dem Verbinden der Rohrlängen miteinander zwischen den einander zugekehrten Oberflächen der Abschlußstücke ein Spalt. Ein Verbindungsstück aus zwei konzentrischen Rohren überbrückt den Spalt, dessen Enden in die entsprechenden Ringnuten zumindest teilweise eindringen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden die Ringspalte zweier miteinander verbundener Rohrlängen durch den von den Rohrstücken gebildeten Ringspalt verbunden. Diese Vorgehensweise hat noch den Vorteil, daß bei der Verbindung der Rohrlängen nicht unbedingt darauf geachtet werden muß, daß die Durchtrittsöffnungen der einander gegenüberliegenden Abschlußstücke miteinander fluchten. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch Auswahl von Rohrstücken unterschiedlicher Länge die Länge der Rohrleitung den örtlichen Gegebenheiten in begrenztem Umfang angepaßt werden kann. Dies scheint wesentlich zu sein, da die werksseitig vorgefertigten Rohrlängen eine feste Länge von zum Beispiel 6 oder 10 m aufweisen. Eine Anpassung der Rohrleitungslängen kann vor Ort durch unterschiedlich lange Rohrstücke vorgenommen werden.

Es besteht auch die Möglichkeit, die Abschlußstücke an den Enden der Rohrlänge unterschiedlich zu gestalten. An dem einen Ende der Rohrlänge ist ein Abschlußstück mit zwei konzentrischen Ringnuten - wie oben beschrieben - eingeschweißt, wogegen am entgegengesetzten Ende der Rohrlänge ein Abschlußstück mit zwei konzentrischen Ringansätzen angeschweißt ist, die beim Zusammenfügen zweier Rohrlängen in die Ringnuten unter Zwischenlegung je einer Ringdichtung eindringen. Auch bei dieser Ausgestaltung ist es aus den oben geschilderten Gründen vorteilhaft, wenn die axiale Länge der Ringansätze und die Tiefe der Ringnuten so ausgestaltet sind, daß ein Spalt zwischen den Stirnflächen der Abschlußstücke verbleibt.

Die Erfindung ist anhand der in den Fig. 1 bis 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Die Figuren zeigen

Fig. 1 eine Hälfte der Rohrleitung im Bereich einer Verbindungsstelle im Schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 im Bereich des Abschlußstückes,

Fig. 3 eine Anordnung zum Anschluß eines einwandigen Glattrohres im Schnitt,

Fig. 4 eine weitere Verbindungsstelle und

Fig. 5 eine weitere Anschlußverbindung.

Die Rohrleitung gemäß der Lehre der Erfindung ist aus einer Vielzahl von einzelnen Rohrlängen 1 aufgebaut. Jede Rohrlänge 1 besteht aus einem Innenrohr 2 sowie aus einem konzentrisch und im Abstand zum Innenrohr 2 angeordneten Außenrohr 3, so daß zwischen dem Innenrohr 2 und dem Außenrohr 3 ein Ringspalt 4 gebildet wird. Dieser Ringspalt 4 kann zum Beispiel zur Lecküberwachung der Rohrleitung herangezogen werden, indem in dem Ringspalt ein vom Druck im Innenrohr 2 oder der Umgebung abweichender Druck zum Beispiel ein Vakuum oder Überdruck aufrechterhalten und überwacht wird. Andererseits kann der Ringspalt 4 dazu verwendet werden, das in dem Innenrohr 2 transportierte Medium zu temperieren. So ist es zum Beispiel vielfach erforderlich, erwärmte Medien von einem Ort zu einem anderen Ort zu transportieren, ohne daß deren Temperatur absinkt. Andererseits gibt es Medien, die nur im erwärmten Zustand fließfähig sind, wie zum Beispiel Schwefel, schwere Heizöle etc. Auch eine Kühlung mit Hilfe des Ringspaltes ist möglich.

Das Innenrohr 2 ist als längsnahtgeschweißtes Edelstahlrohr mit einer Rillung 5 ausgebildet und weist einen Außendurchmesser D von 50 mm, eine Wanddicke s von 0,5 mm, eine Rillentiefe von 1 mm und einen Abstand 1 der einzelnen Rillen 5a zueinander von 25 mm auf. Das Außenrohr 3 ist ebenfalls ein längsnahtgeschweißtes Edelstahlrohr, dessen Außendurchmesser 70 mm, dessen Wanddicke 0,7 mm, und bei dem die Rillentiefe 1 mm und der Abstand 1 der einzelnen Rillen 5a zueinander 35 mm betragen. Sowohl das Innenrohr 2 als auch das Außenrohr 3 sind in kontinuierlicher Arbeitsweise in einem Arbeitsgang aus einem längseinlaufenden Edelstahlband, Längsnahtverschweißen und anschließendes Rillen hergestellt. Von der aus der Fertigungslinie austretenden Rohrlänge werden dann die einzelnen Rohrlängen in der gewünschten Länge abgetrennt. Das Innenrohr 2 wird dann in das Außenrohr 3 eingeführt und endseitig mit je einem Abschlußstück 6 verschweißt. Dazu wird das Innenrohr 2 an die innere Oberfläche des Abschlußstücks 6 angeformt und bei 7 mit diesem unter Schutzgas verschweißt. Das Außenrohr 3 wird wie bei 8 dargestellt mit dem rohrförmigen Ansatz 9 des Abschlußstücks 6 ebenfalls unter Schutzgas verschweißt. Das Abschlußstück 6 besteht zweckmäßigerweise aus Edelstahl und ist durch Gießen oder Schmieden bzw. Fließpressen hergestellt. Das Abschlußstück 6 besitzt noch ein Ringbund 10, an dem sich Losflansche 17 abstützen, mit deren Hilfe die einzelnen Rohrlängen mittels nicht dargestellter Schraubbolzen in an sich bekannter Weise verbunden werden. Jedes Abschlußstück 6 weist eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 11 auf. In die Stirnseite der Abschlußstücke 6 sind Ringnuten 12 und 13 eingeformt, in die je eine Ringdichtung 14 und 15, vorzugsweise aus Graphit eingelegt ist. Vor dem Zusammenfügen der Rohrlängen wird zwischen den Abschlußstücken 6 ein aus zwei konzentrischen Rohren bestehendes Verbindungsstück 16 eingelegt, dessen Enden in die Ringnuten 12 und 13 eindringen. Durch das Verbindungsstück 16 werden die Stirnflächen der Abschlußstücke 6 in Abstand zueinander gehalten, so daß zwischen ihnen ein Spalt verbleibt, der durch die Rohrstücke des Verbindungsstücks 16 nach außen und innen abgedichtet wird. Dieser Spalt ist vorteilhaft, denn dadurch ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die entsprechenden Durchtrittsöffnungen 11 in den Abschlußstücken 6 miteinander fluchten, was sich vereinfachend auf die Montage der Rohrleitung auswirkt.

Die Fig. 3 zeigt die Verbindung des Endes der Rohrleitung mit einem Anschlußflansch. Zwischen dem Anschlußflansch 18 und dem Abschlußstück 6 befindet sich ein Zwischenstück 19, welches gegenüber dem Anschlußflansch 18 durch den Dichtring 20 abgedichtet ist. Das Zwischenstück 19, welches zweckmäßigerweise ebenfalls aus Edelstahl besteht, besitzt eine ringformige Ausnehmung 21 sowie zwei Rohransätze 22 und 23, welche in die Ringnuten 12 und 13 eindringen. Eine Gewindebohrung 24 dient zum Zu- bzw. Abführen des im Ringspalt 4 strömenden Heizmediums bzw. zum Aufbringen des Überwachungsdruckes oder zum Evakuieren. Anschlußflansch 18 und Losflansch 17 werden wie oben beschrieben mit nicht dargestellten Schraubbolzen verspannt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch, daß die Abschlußstücke 6 an den Enden der Rohrlängen unterschiedlich ausgeführt sind. Während das eine Abschlußstück 6 wie in Fig. 1 dargestellt ausgebildet ist, besitzt das andere Abschlußstück 6 Ringansätze 25 und 26, welche in die entsprechenden Ringnuten 12 und 13 eindringen. Auch bei dieser Ausführungsform ist ein Spalt zwischen den Stirnflächen der Abschlußstücke 6 vorzusehen. Eines wird dadurch erreicht, daß die axiale Länge der Ringansätze 25 und 26 größer ist als die Tiefe der Ringnuten 12 und 13.

Die Fig. 5 zeigt einen Anschluß wie in Fig. 3 wobei jedoch den Ringansätzen 25 und 26 entsprechende Ringnuten 27 und 28 im Zwischenstück 19 vorgesehen sind. Die für die Verlegung der Rohrlängen unter Umständen erforderlichen Krümmer und T-Abzweige sind ebenfalls doppelwandig ausgebildet. Im Gegensatz zu den Rohrlängen sind diese Bauteile jedoch aus glatten, das heißt nicht gerillten Rohrstücken aufgebaut. Die Anschlüsse zwischen den Bauteilen und der Rohrlängen geschehen in gleicher Weise wie in den Ausführungsbeispielen beschrieben.

Die Rohrleitung gemäß der Erfindung ist in hervorragend einfacher Weise geeignet, um Medien zu beheizen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Rohrleitung gleichzeitig mit der Beheizung auf Dichtigkeit zu überwachen, wenn zum Beispiel das zu transportierende Medium umweltgefährdend ist. Ist beispielsweise der Druck in dem Ringspalt 4 geringer als der Förderdruck im Innern des Innenrohres 2, tritt im Falle eines Fehlers im Innenrohr 2 das umweltgefährdende Medium in den Ringspalt 4 ein und wird von dem Heizmedium mitgenommen.

Mittels eines nicht mehr dargestellten Schauglases am Ende der Rohrleitung, das heißt in Strömungsrichtung gesehen zum Beispiel hinter der Bohrung 24, kann frühzeitig ein Leck bemerkt werden, wenn zum Beispiel das Heizmedium und das im Rohr transportierte Medium unterschiedliche Färbung oder eine unterschiedliche Dichte aufweisen, bzw. miteinander eine Emulsion bilden. Auch besteht die Möglichkeit, dem Heizmedium einen Indikator beizumischen der bei Vorhandensein des im Rohr transportierten Mediums, das heißt bei einem Leck im Innenrohr eine optisch erkennbare Änderung des Heizmediums bewirkt.

Claims (4)

1. Rohrleitung, insbesondere für den Transport korrosiver Medien, welche aus einer Vielzahl endseitig fluiddicht miteinander verbundener Rohrlängen aus Metall besteht, bei der jede Rohrlänge aus einem längsnahtgeschweißten Rohr mit einer Wanddicke zwischen 0,3 und 1,5 mm besteht und in die Rohrwandung eine Rillung mit einer Rillentiefe t zwischen 0,5 und 1,5 mm und einem Verhältnis des Außendurchmessers D zum Abstand 1 zweier benachbarter Rillen zwischen 1 und 3 eingeformt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) jede Rohrlänge (2) ist unter Bildung eines nahezu konzentrischen Ringspaltes (4) von einer gleichartig ausgebildeten Rohrlänge (3) umgeben
• b) jede so ausgebildete Rohrlänge (1) ist endseitig mit Abschlußstücken (6) aus Metall versehen, welche sowohl mit dem inneren (2) als auch mit dem äußeren Rohr (3) flüssigkeitsdicht verschweißt sind
• c) jedes Abschlußstück (6) ist als in sich geschlossener Ring mit einem Ringbund (10) an dem sich ein Losflansch (17) abstützt, und einem rohrförmigen Ansatz (9) ausgebildet, das innere Rohr (2) ist mit der inneren Oberfläche verschweißt und das Außenrohr (3) ist an den rohrförmigen Ansatz (9) angeschweißt
• d) die Abschlußstücke (6) sind mit zumindest einer die Ringspalte (4) zweier aneinandergrenzender Rohrlängen (1) fluidmäßig miteinander verbindender Durchtrittsöffnungen (11) versehen.

2. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Durchtrittsöffnungen (11) vorgesehen sind und daß an die den Rohren (2, 3) abgekehrten Stirnseiten des Abschlußstückes (6) zwei konzentrisch zueinander verlaufende Ringnuten (12, 13) eingearbeitet sind, die zwischen sich die Durchtrittsöffnungen (11) einschließen und je eine Ringdichtung (14, 15) enthalten.

3. Rohrleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verbinden der Rohrlängen (1) miteinander zwischen den einander zugekehrten Oberflächen der Abschlußstücke (6) ein Spalt verbleibt und daß ein Verbindungsstück (16) aus zwei konzentrischen Rohren den Spalt überbrückt, dessen Enden in die entsprechenden Ringnuten (12, 13) zumindest teilweise eindringen.

4. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Ende der Rohrleitung (1) ein Abschlußstück (6) mit zwei konzentrischen Ringnuten (12, 13) angeschweißt ist und daß am anderen Ende ein Abschlußstück (6) mit zwei konzentrischen Ringansätzen (22, 23) angeschweißt ist, die beim Zusammenfügen zweier Rohrlängen (1) in die Ringnuten (12, 13) unter Zwischenlegung je einer Ringdichtung (14, 15) eindringen.