DE3823810C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Abdichtung einer durch einen Stutzen, beispielsweise Reaktorbehälterstutzen, mit einer niedrigeren Wandtemperatur t ₂ hindurchgeführten heißgehenden Rohrleitung mit einer höheren Wandtemperatur t ₁ wobei die heißgehende Rohrleitung mit einem Innendruck p ₁ beaufschlagt ist und gegenüber dem im Behälter herrschenden Druck p ₂ abzudichten ist.

Beim Herausführen einer heißgehenden Rohrleitung aus einem ebenfalls ein heißes Medium enthaltenden Behälter, wobei entweder das Medium in der Rohrleitung oder das Medium im Behälter eine höhere Temperatur aufweist, wendet man für die Rohrdurchführung sog. Thermo-Sleeves an. Es handelt sich dabei um eine konstruktive Ausbildung der Rohrleitung im Bereich des Behälterdurchgangs, die darin besteht, daß der aus dem Behälter herauszuführende Rohrstutzen zur Aufnahme einer Innenisolierung mit Schutzrohr im Durchmesser vergrößert wird und sich an diesen ein parallel in Gegenrichtung verlaufendes Rohrstück wiederum größeren Durchmessers anschließt, dessen Ende an die Behälterdurchgangsöffnung angeschweißt wird. Die Zwischenräume sind mit Wärmedämm-Material ausgefüllt.

Nachteilig an den sog. Thermo-Sleeves ist u.a., daß dabei die Verbindung vom Innenrohr zum Behälterstutzen die Innendruckbelastung, die Belastung aus der Temperaturdifferenz und das Gewicht der Einbauten aufnehmen muß.

In der DE-OS 29 05 614 wird bei einer thermisch isolierten Rohrleitung für Gase von hoher Temperatur, die insbesondere als gerade waagerechte Verbindungsleitung zwischen einem gasgekühlten Hochtemperaturreaktor und einem Wärmeverbraucher vorgesehen ist, die Lagerung des heißen Innenrohres in einem kalten Außenrohr mittels mehrerer in Käfigen gehaltener, am Außenrohr befestigter Kugeln, deren radiale Lage während der Montage veränderbar ist, beschrieben. Bei dieser Rohrleitung ist kein abdichtender Übergang des Innenrohres zum Außenrohr vorhanden.

Die DE-OS 23 09 047 befaßt sich mit der thermischen Abdichtung von Hochtemperaturrohrleitungen in Wänden. Dabei ist ein Hohlteil vorgesehen, das in einer Wand eingebaut ist, wobei dieses Hohlteil hermetisch mit der durch dieses Hohlteil geführten Rohrleitung mittels eines Wellblechelementes verbunden ist, das koaxial zur Rohrleitung liegt und mit ihr verbunden ist. Zusätzlich zu dem genannten Hohlteil ist ein weiteres, die Rohrleitung umfassendes Hohlteil vorgesehen.

Bei dieser Vorrichtung behält das durch die Wand tretende Rohr seine Wandtemperatur bei.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abdichtung der Stutzendurchführung einer heißgehenden Rohrleitung zu schaffen, bei der die Belastungsverhältnisse günstiger sind und die eine möglichst hohe Abdichtungssicherheit gewährleistet.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, wie es der Patentanspruch angibt.

Bei der erfindungsgemäßen Abdichtungskonstruktion werden die Funktionen in vorteilhafter Weise getrennt. Das Gewicht der Konstruktion wird über die Konsolen des Rohrstutzens aufgenommen. Der andere Teil wird lediglich durch die Druck- und Temperaturdifferenz belastet.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung werden an Hand der schematischen Patentfiguren 1 und 2, die Schnittdarstellungen der Rohrdurchführungssituation zeigen, näher erläutert.

In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Rohrdurchführung dargestellt. Die heißgehende Rohrleitung (1), in der beispielsweise der Druck p ₁ und die Temperatur t ₁ herrschen, ist durch den Behälterstutzen (4) geführt. Der Druck p ₂ im Behälter sei z.B. niedriger als der Druck p ₁ im Rohr.

Die Rohrleitung (1) stützt sich über einen beidseitig kegelförmig ausgebildeten Flansch (2) auf innerhalb des Behälterstutzens (4) eingeschweißten Konsolen (3) ab. Infolge der massiven Ausführung des Flansches (2) können keine Temperaturspannungen auftreten. Die Rohrleitung (1) kann sich radial frei dehnen. Dazu wird der Bereich rings um den Flansch mit leicht eindrückbarem keramischen Dämm-Material ausgefüllt. Auf den kegelförmigen Oberteil des Flansches (2) ist ein hier konisch ausgeführtes Rohr (5) aufgesetzt. Die Länge dieses Rohres, die Isolierung und die evtl. Kühlung sind so auszulegen, daß das Rohr (5) dem Differenzdruck p ₁-p ₂ und einem, von den zulässigen Spannungen abhängigen, mit Hilfe bekannter Wärmedurchgangsberechnungen zu bestimmenden Verlauf der axialen Temperaturdifferenz standhält. Je größer die Temperaturdifferenz t ₁-t ₂ ist, und je kleiner die Festigkeitswerte sind, desto länger muß das Rohr (5) ausgeführt werden.

Die axiale Dehnung des Rohres (5) wird von einem Kompensator (6) aufgenommen. Dieser Kompensator wird ebenfalls durch die Druckdifferenz p ₁-p ₂ belastet.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 2. Hier erhält die Rohrleitung (1) einen flachen Flansch (2), der an das Rohr angeschweißt wird. Der Behälterstutzen (4) weist innenseitig Konsolen 3, z. B. zwölf Konsolen am Umfang auf. Der Flansch (2) bekommt an den Stellen, an denen der Flansch auf den Konsolen aufsitzt, Verstärkungsrippen.

Das Rohr (5) ist in diesem Ausführungsbeispiel als zylindrisches Rohr dargestellt. Dies ist jedoch lediglich eine Alternativausführung zum Rohr (5) gem. Fig. 1.

Claims (1)

1. Abdichtung einer durch einen Stutzen, beispielsweise Reaktorbehälterstutzen, mit einer niedrigeren Wandtemperatur t ₂ hindurchgeführten heißgehenden Rohrleitung mit einer höheren Wandtemperatur t ₁, wobei die heißgehende Rohrleitung mit einem Innendruck p ₁ beaufschlagt ist und gegenüber dem im Behälter herrschenden Druck p ₂ abzudichten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (1) sich über einen Flansch (2) auf innerhalb des Stutzens (4) eingeschweißte Konsolen (3) abstützt, daß sich die Rohrleitung (1) radial frei dehnen kann, daß auf dem Flansch (2) parallel zu der heißgehenden Rohrleitung (1) ein Rohr (5) aufsitzt, das am Flansch (2) eine Temperatur annähernd t ₁ und am oberen Ende eine Temperatur annähernd t ₂ aufweist, wobei die Länge des Rohres (5), dessen Isolierung und evtl. Kühlung so auszulegen sind, daß das Rohr (5) dem Differenzdruck p ₁-p ₂ und dem durch Wärmedurchgangsberechnungen zu bestimmenden Temperaturverlauf in axialer Richtung standhält und daß die axiale Dehnung des Rohres (5) von einem Kompensator (6) aufgenommen wird, der ebenfalls durch die Druckdifferenz p ₁-p ₂ belastet ist.