Система коаксиальных трубопроводов для криогенных сред

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоаетскикСоцмалмстичесеаРеспублик полиительный к патенту. -251) М. Кл,Н 01 В 12/О(4 б) Дата опубликования о 502/243.03.72 овудврстввннюй втентвт6 вввтв Министрвв СИРпа делам нзварвтвннйи открытий(ФРГ) 2) Автор изобретения Иностранная фирмаеталлверке Гутехофф(71) Заявнтел СТ КОАКСИАЛЬНЫХ ТРУБПЛЯ КРИОГЕННЫХ СРЕО ниотноси тс использовано в с елях е ерхпроводящие кабели, в к я система представляетводов, расположенных.вн, запол ного жидким ге ием. Для защиты этоных тепловых воз ся коаксиальная систе азующих соответс из которых запол том для обеспечения промежуточного охлаждения, а крайние вакуумированы и могут содержать суперизоляцию, состоящую из отдельных слоев, образованных об моткой лентами фольги, обладающей большой отражательной способностью.Пля центрирования и крепления трубопроводов в коаксиальной системе используются дистанционные элементы различных конструкций.Такие дистанционные элементы имеют, например, форму спнралй, состоящей из ио. ных изол ними чтоб днм Изобретение ке и может бы водящих каб Известны с горых токонесущ собой прядь пр ри трубопроводтрубопровода от наействий испопьзуегма трубопроводов, твующие полости, средняегся жидким азоусственного материала нли металла, коорая проходит соответственно вокругнутренней трубы. Однако теплопроводость таких опорных элементов слишком велика,Известна .также система коакси альных трубопроводов для криогенных систем, например для сверхпроводящих кабелей, содержащая,по меньшей мере, два металлических, преимущественно гофрированных трубопровода, центрируемых с помощью нитей, и расположенную между трубопро водами суперизоляцию, состоящую из от дельных слоев, образованных обмоткой лентами фольлт. такой системе теплопроводность опорэлементов (нитей) низка, однако для азмещения необходимо оставлять шеежду соседними пакетами из суперяцин. Этих щелей между двумя сосед- пакетами оказывается достаточно, т потери на излучение составили зиьтельную величину, вызывающую необхость промежуточного охлаждения,Цель изобретения - упрощение системыпутем исключения промежуточного охлаждения,Ола достижения этой цели в системековксивльных трубопроводов для криогенных сред, например для сверхпроводящихкабелей, содержащей, по меньшей мере,два металлических, преимущественно гофрированных трубопровода, центрируемых спомощью нитей, и расположенную между 16трубопроводами суперизоляцию, состоящуюиз отдельных слоев, образованных обмоткой лентами фольги, ленты в слоях уложе ны непрерывно по спирали с образованием,зазора между кромками, в котором распо- Иложены нити, при этом направления спиралей обмотки в соседних слоях противоположны,Слои могут быть образованы лентамиразной ширины.ИНа фиг. 1 и 2 схематически показанапредлагаемая система коаксивльных трубопроводов; на фиг, 3, 4 и 5 - вариантыисполнения.Внутренний трубопровод 1, по которому подается гелий, может быть выполненкак гладким, так и гофрированным. Этоттрубопровод обмвгывается лентой 2, например металлической, которая служит основанием для крепления в точках 3 навешиваниа удерживающих нитей 4, котсрые изготавливаются из искусственногоматериала (диоленв, тревира, перлонв ит.дф).В зависимости от выбранной длины ша- фга 8 ленты 2 располвгаютса по винтовойлинии вдоль кабеля, точки навешивания, аследовательно, и нити 4.На внутреннем трубопроводе 1 поверхленты 2 расположена суперизоляциа 5,состоящая из отдельных слоев, образованных обмоткой лентами фольги.Удерживающие ниж 4 пропускаются через суперизоляцию и крепятся на несущемэлементе 6, выполненном, например, ввиде решетки, над которой затем устацавливвется наружный трубопровод, находящийса в условиях комнатной температуры.Ленты в слоях суперизоляции уложенынепрерывно по,спирвли с образованием зазора 7 между кромками, при этом направления спиралей обмотки в соседних слояяпротивоположны.Поскольку свободные от фольги и промежуточных прокладок, обладающих отраЯжательной способностью, места служаттолько для пропускания удерживающей нип, то выбирается :оогвегственцо расстоание между кромками наматываемых слоевили пакетов фольги в соответствии с диаметром использованных удерживающих нитей, Зтог диаметр, квк правило, находится в пределах от 0,5 до 2 мм (в зависимости от использованного материала ву держи вающей ни ги ) .Использование для образования слоевлент разной ширины позволяет варьироватьколичество возможных точек подвешивания,в зависимости от суммы витков обеихлент на каждую единицу длины, При этомточки подвешивания могут располагатьсякак параллельно осн внутреннего грубопровода, гак и винтообразно вокруг него.В первом случае следует выбирать длину шага наматываемого в одном напрввлении слоя, равной целой или многократнойдлине шага намотки слоя другого направления,Примеры выполнения таких схем нвмогки изображены на фиг. 3 и 4.На трубопровод 1 длиной 1 м наматывается лента 8, состоящая, например, изалюминиевой фольги и несущей тквневойленть., с длиной шага б, а затем в противоположном направлении наматываетсялента 9 с длиной шага 5. В данном примере ленты 8 наматывается шесть витков,ленты 9 - три витка. благодаря выбранному расстоянию между соответствующимивитками получаются в этом случае девятьсвободных ог изоляции мест 10, располагаемых вдоль оси трубопровода, которыемогут использоваться для пропусканиаудерживающих нитей,На фиг. 4 приведен пример исполнения, при котором на внутренний трубопровод накладывается пять витков более широкой ленты 11 с длиной шага Зя и затем поверх нее - семь витков более узкой ленты 12 с длиной шага б,. В результате получается двенадцать свободных от изоляции мест, расположенных по винтовой линии, что наблюдается всегда, когда частное ог деленна болыцего числа витков одной ленты (ца единицу длины трубопровода) ца меньшее число витков другой ленты не является целым числом.Установка внутреннего трубопровода внутри окружающего его наружного осуществляется с помощью нитей, которые должны быть закреплены между лентами фольги в местах, полученных от намотки в соответствии с приведенными выше схемами. Лля этого нв поверхности трубопровода в местах,.заранее подготовленных в соответствии со схемой намотки, усгацаь631091 длина 5лнввются приспособления, в которых закрепляются нити.В случае гофрированных трубопроводов лента 2 (металличдсква или из искусственного материала) наматывается на тру бопровод с тем же шагом, что и наматываемые сверх слои суперизоляции. Для того, чтобы после крепления удерживающих нитей 4 в отверстиях или проушинах, предусмотренных на ленте, можно было осу ществить наматывание суперизоляции, йити в процессе намотки накрывают и фиксируют с помощью особых гильз, удаляемых после окончания процесса намотки.Ьи удерживания нитей 4 и тем самым И внутреннего трубопровода может использоваться спираль 13 (фиг, 5)., которая устанавливается на суперизоляцию и предусматриваетса. с крепежными элементами для нитей. Спираль может изготавливать В ся из металла или искусственного материала, Подъем спирали соответствует длине шага ленты 2.При зарадее заданном количестве точек подвешивания для внутреннего грубо- И провода, угол подъема, эффективная длина и ширина лент суперизоляции определяются по фсрмулам с,= со с 1 -О5где с( - угол подъема лент суперизолацинО - периметр трубопровода 8 - длина шага.Олина 8 лент составляет на каждый виток ширина лентъ П, число витков на стихе зависят от Ь в 1 и д. 46Этв ширина ленты должна быть взята на 0,5-4 мм, преимущественно нв 1- 2 мм меныде, чтобы обеспечить свободные от изоляции места для пропускания удерживающих нитей. 43 6Если более узкаа лента наматывается таким образом, что на один виток широкой ленты приходится два витка узкой ленты, то угол подъема узкой ленты определяется по формуле, 2 цК = гс 1 т 5и ширина л 2С увеличением количества слоев принаматывании суперизолацни увеличиваетсятакже и диаметр витка, поэтому для того,чтобы отверстие для удерживающих нитей,образующееся в стыковых местах нвматываемых в противоположном направлениилент, не становилось болыце с увеличением количества слоев, должны увеличиваться длина и ширина используемых длясуперизоляпии лент,Формула нзобре гения 1. Система коакснвльных трубопроводов для криогенных сред, например для свеохпроводящих кабелей, содержащая,по меньшей мере, двв металлических, преимущественно гофрированных трубопроводв центрируемых с помощью нитей, и расположенную между трубопроводами суперизоляцию, состоящую из отдельных слоев, об рвзоввнных обмоткой лентами фольги, о з. л н ч в ю щ в я с я тем, что, с целью упрощения системы путем исипочения промежуточного охлаждения, ленты в слоах уложены непрерывно по спирали с образо-. ванием зазора между кромками, в котором расположены нити, при этом направления спиралей обмотки в соседних слоях противоположн ы2. Система ковкснальных трубопроводов по и. 1, о т л и ч в ю ш а я с я тем, что слои образованы лентами разной ширины.831091 Коррес тру з 6208/2 Тираж 918 ЦНИИПИ Государственного ком по делам изобретений 113035, Москва, 7 К, Р/5 шск Ужгор Проек тн илиад нт Составитель Н, Бори актор Т. Рыбалова Техред А, Алатырев