DE7538025U

DE7538025U - Verbindungsstueck fuer zwei dampfleitungen

Info

Publication number: DE7538025U
Application number: DE19757538025
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-10-31
Filing date: 1975-11-28
Publication date: 1977-10-20
Also published as: CH596488A5; FR2329925A1; DE2553663A1

Description

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BBC Aktiengese?„lschaft Brown, Boveri & Cie-, Baden (Schweiz)

/ Verbindungsstück für zwei Dampfleitungen ;>

Die Neuerung betrifft ein gegen die Atmosphäre druckdichtes Verbindungsstück für zwei hochbeanspruchte Dampfleitungen, insbesondere eine Haupt- und eine Zweigleitung;.

Ein Verbindungsstück der genannten Art wird zum Zweck einer Abzweigung einer Zweigströmung von einer HauptFtrömung, oder einer Vereinigung einer Hauptstiömung mit einer Zweigströmung verwendet und als Abzweigungs- bezw. Vereinigungsstück bezeichnet. Wenn die Leitungen einer solchen Anordnung vom Medium bei hohem Druck und hoher Temperatur durchströmt

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werden, treten individuell in jeder Leitung Druck- und Temperaturkräfte und zufolge diesen tangentiale Zugdeformationen und entsprechende tangentiale Zugspannungen auf. Ausserdem treten zwischen den beiden Leitungen Biegekräfte auf, die eine Aenderung des Winkels zwischen den beiden Leitungen anstreben und in der Verbindung Biegespannungen hervorrufen. Diese Spannungen müssen in zulässigen Grenzen gehalten werden, wobei eine einfache Gestaltung sowohl für die Dimensionierung wie auch für dip Fertigung wünschenswert ist. Es dürfen ferner keine zu grossen Materialdickenunterschiede zwischen den Wenden der Leitungen und gegebenenfalls verwendeten Versteifungselementen vorhanden sein, um die Wärmespannungen zweckmässig zu begrenzen.

Bei bekannten Verbindungsanordnungen dieser Art werden bei der Verbindungsstelle ein oder mehrere Versteifuagsringe oder Versteifungsrippen verwendet, die quer zur Hauptleitung verlaufen, mit dieser und der Zweigleitung starr verbunden sind, einen beträchtlichen Widerstand gegen die relativen Deformationen der beiden Leitungen leisten und damit die auf die Verbindungsstelle einwirkenden Biegekräfte und die daraus resultierenden Biegespannungen in zulässigen Grenzen halten. Diese und ähnliche Konstruktionen sind jedoch in bezug auf Dimensionierung, Fertigung und Gewicht nicht optimal konzipiert und begrenzen

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die Spannungen, insbesondere die Wärmespannungen, die bei gasförmigen Medien beträchtlich sein können, nicht in ausreichendem Mass, da oft dicke und dünne Querschnitte miteinander verschweisst werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Vorbekannten zu vermeiden und eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher mit einfachen Mitteln eine Entlastung der Verbindungsstelle gewährleistet und damit die Verwendbarkeit der Anordnung für strengere Druck- und Temperaturbedingungen als bisher ermöglicht wird.

Eine Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, dass ein von der umgebenden Atmosphäre dicht getrennter, die Verbindungsstelle der beiden Leitungen umschliessender Druckausgleichsraum vorgesehen ist, der zwischen einem Mantelstück und den beiden Leitungen gebildet ist und zumindest im Betrieb unter dem Druck eines Mediums steht und so die auf die Verbindungsstelle einwirkenden Druckräfte und die von diesen herrührenden Spannungen reduziert.

Mit dieser Anordnung wird eine Aufgabenteilung zwischen dem Leitungs-Innenraum und dem Druckausgleichsraum gewährleistet, wobei der Leitungs-Innenraum die Strömungsführung übernimmt und der unter Druck stehende Druckausgleichsraum dafür sorgt,

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die auf die Verbindungsstelle einwirkenden Druckkräfte auf zulässige Werte herabzusetzen. Auf die Leitungswand wirkt ein Druck sowohl von aussen als auch von innen ein und es treten in Abhängigkeit von der Druckdifferenz nur kleine oder gar keine Deformationen und Spannungen auf, so dass die zulässigen Drucke und Temperaturen in beträchtlichem Mass gesteigert werden können. Im allgemeinen können die gleichen Wanddicken für die Leitungen und das Mantelstück verwendet werden, was annähernd gleiche Wärmespannungen zur Folge hat. Vorzugsweise wird als Mantelstück ein Zylinder oder ein Konus verwendet, der leicht zu dimensionieren und zu fertigen ist. Die Konstruktion ist einfach, billig urd betriebssicher und ermöglicht eine Ersparnis an Gewicht und Herstellungskosten.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichung erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Ansicht einer Anordnung zur Verbindung einer dampfführenden Hauptleitung mit einer Zweigleitung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Anordnung nach der Fig. 1 entlang der Linie ZI-II;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Anordnung nach der Fig. 1 ent- * lang· der Linie IH-III.

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In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In der dargestellten Anordnung weist die Hauptleitung einen ereten Abschnitt 1 grossen Durchmessers und einen zweiten Abschnitt 2 kleineren Durchmessers auf. Die mit dem Abschnitt 1 bei der Verbindungsstelle 6 verschweisste Zweigleitung weist einen in einem spitzen Winkel zur Hauptleitung verlaufenden ersten Abschnitt 3» einen quer zur Hauptleitung verlaufenden zweiten Abschnitt 4 und einen zwischen den Abschnitten 3 und 4 angeordneten Uebergangsabschnitt 5 auf, welcher mit einem der strömungsgilnstigen Umlenkung des Dampfstromes dienenden Umlenkgitter 7 ausgestattet ist.

Die gezeigte Anordnung kann sowohl eine Abzweigungsanordnung als auch eine Vereinigungsanordnung sein. Wenn sie eine Abzweigungsanordrung ist, findet die Strömung in der Hauptleitung in der durch den Pfeil 11 und in der Zweigleitung in der c\irch den Pfeil 12 angedeuteten Richtung statt. Wenn sie hingegen eine Vereinigungsanordnung ist, verlaufen beide Strömungen in Richtungen, die den Pfeilen 11 und 12 entgegengerichtet sind.

Das konusförmige Mantelstück 9 umgibt vor allem die Hauptleitung und die Verbindungsstelle 6 und ist mit den Abschnitten 1, 2 und 3 so verechweisst, dass es die Verbindungsstelle 6 von der

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umgebenden Atmosphäre gasdicht trennt und dabei einen als Druckausgleichraum 10 dienenden Ringraum bildet. Der Druckausgleichsraum 10 steht mit dem Leitungs-Innenraum 13 über die in der Wand des Abschnittes 1 der Hauptleitung vorgesehenen Druckausgleichsöffnungen I^ und das zwischen den Abschnitten 1 und 2 der Hauptleitung zur Aufnahme der infolge instationärer Betriebszustände zwischen der Hauptleitung und dem Mantelstück 9 auftretenden relativen Dehnungen vorgesehene Dehnungsspiel 8 in Verbindung, so dass der Dampfdruck im Betrieb in den Räumen 10 und 13 praktisch gleich ist. Damit wird erreicht, dass auf die Verbindungsstelle 6 sowohl von aussen als auch von innen der gleiche Druck einwirkt, so dass relative Deformationen der Haupt- und Zweigleitungen und von diesen herrührende Biegespannungen bei der Verbindungsstelle 6 vermieden werden. Da das Medium Dampf ist, ist die den Druckausgleichsraum 10 mit der Zweigleitung verbindende Entwässerungsleitung 15 zur Abführung von. dem sich im Druckausgleichsraum 10 ansammelnden Dampfkondensat vorgesehen.

Es sind verschiedene Varianten der beschriebenen Anordnung möglich. Die Leitungen und dae Mantelstück können, abweichend von den gezeigten, verschiedenartige Querschnitte aufweisen. Anstelle des Dehnungsspiels kann z.B. ein Balg oder eine andere Vorrichtung vorgesehen sein. Der die Verbindungsstelle ein-, schliessende Druckausgleichsraum muss nicht den ganzen Umfang

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der Hauptleitung umgeben, sondern kann zwischen einem beschränkten Bereich der Hauptleitung und einem entsprechenden Mantelstück ausgebildet sein. Das Dehnungsspiel müsste in diesem Fall durch eine andere Dehnungsaufnahmevorrichtung ersetzt werden.

Anstelle der Druckausgleichsöffnungen 14 können auch andere Mittel zur ganzen oder teilweisen Ausgleichung des Druckes zwischen den Räumen 10 und 13 verwendet werden. Der Druckausgleichsraum 10 kann z.B. vom Leitungs-Innenraum 13 dicht getrennt sein und von einer äusseren Druckquelle mit demselben oder einem anderen Medium gespeist werden. Dabei können die auf die Verbindungsstelle einwirkenden Druckkräfte teilweise oder ganz ausgeglichen werden. Perner kann ein vom Leitungs-Innenraum 13 dicht getrennter Druckausgleichsraum 10 verwendet werden, der bei der Herstellung unter Druck gesetzt und so abgeschlossen wird, dass er auch später unter ständigem Druck steht und auf die Verbindungsstelle 6 eine Vorspannung ausübt. Durch zweckmässige Wahl des betreffenden Druckes kann wiederum eine teilweise oder gänzliche Ausgleichung der auf die Verbindungsstelle 6 einwirkenden Druckkräfte und der von diesen herrührenden Spannungen erzielt werden.

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Claims

Schutzansprüche

1. Gegen die Atmosphäre druckdichtes Verbindungsstück für zwei hochbeanspruchte Dampfleitungen, insbesondere eine Haupt- und eine Zweigleitung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück ein Mantelstück (9) bestehend aus zylindrischem und/oder konischem Rohr aufweist, welches mit den Dampfleitungen verschweissbar ist und derart gestaltet ist, dass die der Atmosphäre abgewandte Mantelfläche einen ringförmigen Ausgleichsraum (10) bildet.

2. Verbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entwässerungsleitung (15) für den Druckausgleichs raum vorgesehen ist.

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.

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