低温流体传输管线的制作方法
【专利摘要】披露了低温流体传输管线，该低温流体传输管线包括容纳至少两个内部流体传输管(3)的管状外护套(2)以及形成围绕这些内部管(3)安排的隔热壁的热屏(4)，该外护套(2)包括连接到泵送构件(6)的侧向泵送开口(5)，该泵送构件旨在于该外护套(2)中抽真空，其特征在于，该热屏(4)包括邻近该开口(5)安置的孔口(14)、以及光学盖(7)，该光学盖(7)被定位成面向该孔口(14)并位于与该热屏(4)的壁的平面不同的平面中，以便防止或限制从该外护套(2)朝向这些内部管(3)的直接热辐射。
【专利说明】低溫流体传输管线
[0001 ]本发明设及一种低溫流体传输管线。
[0002] 本发明更具体地设及W下一种低溫流体传输管线，该低溫流体传输管线包括容纳 至少两个内部流体传输管的一个管状外护套W及形成围绕运些内部管定位的隔热壁的一 个热屏，该外护套包括旨在连接到累送构件的侧向累送开口，该累送构件旨在于在该外护 套中形成真空。
[0003] 低溫流体传输管线通常包括外护套和隔热系统，该外护套在其抽空的内部容积内 容纳传输低溫(例如4K和80K之间）下的流体的一个或多个管(管道）。
[0004] 文件FR 2803898A1和EP 1020678A1展示了低溫流体传输管线的细节的示例。
[0005] 用于使运样的管线隔热的系统通常包括热屏(有时也称作"冷屏"），该热屏包括围 绕运个或运些管安排的并且例如通过与冷管(例如在80K)接触来冷却（"热能化"）的导热壁 (由侣或类似物制成）。
[0006] 该隔热系统通常还包括安排在该热屏和外护套之间的多层隔热件。
[0007] 通过多个分离器构件使该热屏在外护套内居中，运些分离器构件是沿该热屏的整 个长度W规则的间隔安排的并且被固持在运些管之一上，该管用于通过沿长度分布的多个 点使该热屏热能化。同样地，运个或运些流体传输管通过横向地安排在该外护套中的固定 点和滑动点来固持在位。
[000引为了在外护套2中产生真空，外护套通常包括与累送构件6相连接的侧向累送开口 5。
[0009] 运种累送因此抽出气体：
[0010] -从包括在该多层隔热件与外护套之间的空间，
[0011] -穿过该多层隔热件，
[0012] -在热屏中的间隙之间（运些间隙是由W下事实造成的，即该热屏的结构是由端到 端组装的多个部分制成的）。
[0013] 运种从冷屏的内部容积(在此处会发现载运该流体的运些管）的累送因此大大减 慢并且受到压降W及隔热层中的热屏的接头之间的传导性的限制。运可能对传输管线的最 终热性能有很大的影响，因为在某些点处于是不一定达到所希望的最小压力水平，并且无 论使用多大的累送能力都是运样。
[0014] 本发明的目标是减轻现有技术的上述缺点的全部或部分。
[0015] 为此，在根据W上前序部分中给出的传输管线的一般定义的其他方面中，根据本 发明的传输管线本质上特征在于该热屏包括邻近该开口安置的孔口、W及光学盖，该光学 盖被定位成面向该孔口并位于与该热屏的壁的平面不同的平面中，W便防止或限制从该外 护套朝向运些内部管的直接热福射。
[0016] 因此，该孔口形成了对所累送的气体有利的路径，从而使得有可能提高整个热屏 的导热性并且因此改善累送的有效性并因此改善真空的有效性和低溫管线的最终热性能。
[0017] 此外，本发明的一些实施例可W具有W下特征中的一项或多项：
[0018] -该光学盖经确定尺寸和相对该孔口定位W拦截从该外护套开始并且朝向运些内 部管行进穿过该孔口的所有直线光线，即无论什么视角，都无法由运些内部管穿过该孔口 看到该外护套，
[0019] -该光学盖包括隔热材料层、尤其是多层结构(MLI)，
[0020] -该光学盖包括尤其是金属的、铜或侣的导热材料片材，并且在于，所述片材通过 与该传输管线的用于使该热屏热能化的冷部分接触和传导而被热能化，即被冷却，
[0021] -该热屏通过与运些内部管之一接触和导热而被热能化，即被冷却，
[0022] -该光学盖包括导热材料片材，该导热材料片材由该热屏热能化、即通过与该热屏 接触和传导而被冷却，
[0023] -在横向于该管线的方向上，该光学盖被安置在该热屏与运些内部管之间，
[0024] -在横向于该管线的方向上，该光学盖被安置在该热屏与该外护套之间，
[0025] -该孔口的孔截面具有在该侧向开口的孔截面的表面积的0.8倍和五倍之间的表 面积，
[0026] -位于该光学盖与该热屏之间的空间可W是在该孔口的孔截面的一倍和五倍之 间，
[0027] -在横向于该管线的方向上，该热屏的孔口被安置成面向该外护套的开口或者安 置在与该热屏的安置成面向所述开口的部分相邻的区域中，
[0028] -该光学盖通过经由至少一个连接编织物与该热屏接触和传导而被冷却，该至少 一个连接编织物由尤其是选自于铜、侣中的至少一者的导热材料制成，
[0029] -该光学盖通过至少一个连接杆刚性地连接到该热屏上，
[0030] -该热屏被热能化在50K和IOOK之间的并且优选是在70K和90K之间的溫度下，
[0031 ]-该光学盖被热能化在50K和IOOK之间的并且优选是在70K和90K之间的溫度下，
[0032] -该热屏包括由通过多个间隔构件安装和固持在该外护套中的多个管状部分或管 状半部形成的圆柱形壁，
[0033] -该管线包括用于固持该至少一个内部管的多个构件，运些固持构件被横向地安 排在该外护套中并且包括用于该至少一个内部管的对应通道，
[0034] -该管线在纵向方向上延伸，
[0035] -在横向于该管线的方向上，该光学盖被安置在与该至少一个隔热层不同的平面 中并且尤其被安置在平行于该管线的纵向方向的平面中，
[0036] -在横向于该管线的纵向方向的方向上，该光学盖被安置在该至少一个隔热层与 该至少一个管之间或者在该外护套与该至少一个隔热层之间，
[0037] -该隔热层包括尤其是包括若干屏层和若干中间层的多层结构，
[0038] -本发明还可W设及包括W上或W下列出的特征的任何组合的任何替代性方法或 装置。
[0039] 通过阅读W下参照附图给出的说明，进一步的特性和优点将变得清楚，在附图中：
[0040] -图IW纵向截面描绘了展示根据本发明的低溫流体传输管线的一部分的结构和 运行的一个示例的示意性局部视图，
[0041] -图2W截面描绘了展示根据第一实施例的图1的管线的配备有热屏盖的孔口的细 节的示意性局部视图，
[0042] -图3W截面描绘了展示根据第二实施例的图1的管线的配备有热屏盖的孔口的细 节的示意性局部视图。
[0043] 图1展示了低溫流体传输管线的截面的一个示例。
[0044] W常规方式，该装置包括管状外护套2,该管状外护套在该示例中容纳多个内部管 3,运些内部管旨在对应地载运多种低溫流体。通过非限制性实例展示出的该管线部分包括 =个内部管3,运些内部管通过多个固定或滑动的固位构件12(例如，横向安装的并且包括 接纳运些管3的通道的片材)来保持平行。术语"横向"是指垂直于"纵向"方向的方向，该纵 向方向平行于该管线的和运些管的纵向轴线(流体流动所沿的方向）。
[0045] 外护套2还容纳形成围绕运些内部管3的隔热壁的热屏4。热屏4使运些管3与300K 的外部福射保持屏蔽开。例如，热屏4是端到端组装的多个圆柱形部分或半部制成的W形成 围绕运些管的圆柱形套管。例如，通过多个间隔构件10使热屏4居中，运些间隔构件抵靠外 护套2并且被固持在运些管3之一上，该管用于通过多个固定点和滑动点使热屏4热能化(运 是指冷却）。
[0046] 热屏4优选是由侣、铜或任何其他合适的材料制成的，并且优选通过与冷源(尤其 是运些传输管3之一)接触和传导来热能化（即冷却）或保持在确定的溫度上。例如，使该热 屏保持在量级为80K的溫度上。
[0047] 在内护套2的内部、尤其是热屏4与外护套2之间还提供了隔热件13。该隔热件13 (在图中由虚线符号化)可W包括本身已知的多层结构(代表"多层隔热件"的"MLI")，该多 层结构包括若干交替的侣锥层(屏)和纸或亚微米玻璃纤维、聚醋或类似物的中间层。
[004引运些屏层可W是本身已知的类型，尤其是：侣、Mv'l別嘴（聚醋）双面柔性锻侣片 材、松a!w0n液。
[0049] 运些中间层可W尤其是包括W下各项的类型：聚醋网、Lydali帝、Dextar載..， 投Olk)沁底.
[0050] 可W提供其他合适的隔热系统。
[0051] 在常规方式，外护套2包括与累送构件6、真空累相连接的侧向累送开口 5。
[0052] 累送构件6旨在于在外护套2的内部容积中产生真空。
[0053] 根据一个有利的具体特征，热屏4包括邻近累送开口 5安置的孔口 14, W有助于累 送和在外护套2的内部容积中产生相对真空。
[0054] 优选地，与开口 5和累送端口成直线（相向）地形成孔口 14。当然，孔口 14可W在纵 向或横向上稍微偏离开口 5，但是该孔口优选地被安置成尽可能靠近开口 5。运使得能够改 善累送时间、抽空的护套的整体压力水平并且因此改善该低溫管线的整体热性能。
[0055] 为了避免或限制通过该孔口 14、尤其是通过福射从外护套2(其例如处在300K的溫 度)朝向内部管3进入的热量，管线1优选地包括称作"光学盖"的盖7。
[0056] 如图2所示，光学盖7被定位成面向孔口 14并且优选地位于与热屏4的壁的平面不 同的平面中。光学盖7形成防止或限制从外护套2朝向内部管3的直接热福射的屏障。
[0057] 在图2的示例中，该光学盖被安置在热屏4与外护套2之间。
[005引优选地，光学盖7经确定尺寸和相对孔口 14定位W拦截从外护套2开始并且朝向运 些内部管3行进穿过孔口 14的所有直线光线8。也就是说，无论什么视角，都无法由运些内部 管3穿过孔口 14看到外护套2。
[0059] 例如，孔日14的孔截面具有在开口5的孔截面的表面积的0.8倍和五倍之间的、尤 其是在开口 5的孔截面的表面积的一倍和四倍之间的表面积。
[0060] 同样地，位于光学盖7与热屏4之间的环形空间可W是在孔口 5的孔截面的一倍和 五倍之间。也就是说，允许气体到达孔口 14的位于光学盖7的周缘与热屏4之间的孔截面面 积优选是在开口 5的孔截面的表面积的一倍和五倍之间。光学盖7与屏4之间的该孔截面面 积是由W下给出的:光学盖7与热屏4之间的距离乘W光学盖7的周长。
[0061] 光学盖7可W通过至少并优选是两个连接杆9、并且优选是若干个杆9并尤其是螺 纹杆9来刚性地连接到热屏4上。
[0062] 光学盖7可W包括尤其是由一种金属、由铜或侣制成的导热材料片材，并且该片材 被热能化，即通过与该传输管线的冷部分、尤其是热屏4接触和传导而被冷却。
[0063] 除了运些连接杆9,光学盖7还可W通过经由一个或多个连接编织物11与热屏4接 触和传导而被冷却，该一个或多个连接编织物由尤其是选自铜、侣中的至少一者的导热材 料制成。
[0064] 同样地，光学盖7可W具有至少一个隔热体(例如与位于热屏4和外护套2之间的隔 热层13相同种类的隔热体)的厚度。
[0065] 运样的安排允许有效的累送(累送气体出口由图2中的箭头符号化，而同时限制热 量进入到抽空的隔热管线1中）。
[0066] 图1使用大量箭头将低溫管线1的区段中的累送气体流的多个不同通道符号化。
[0067] 图3的示例与图2的示例的不同之处仅在于，光学盖7被安置在热屏4与运些内部管 3之间。也就是说，光学盖7被安置在热屏4的容积内。为了简明起见，与先前描述的元件相同 的元件用相同的数字标记表示，并且不再描述第二次。运两个替代方案尤其可W将光学盖7 的位置适配成适应管线1中可供使用的空间。
[0068] 因此，将容易理解的是，虽然是简单且廉价的结构，但本发明可W有利地解决现有 技术的问题。
【主权项】
1. 一种低温流体传输管线，该低温流体传输管线包括容纳至少两个内部流体传输管 (3) 的管状外护套(2)以及形成围绕这些内部管(3)定位的隔热壁的热屏(4)，该外护套(2) 包括旨在连接到栗送构件(6)的侧向栗送开口（5)，该栗送构件旨在于该外护套(2)中形成 真空，该热屏(4)包括邻近该开口（5)安置的孔口（14)，该管线还包括安置在该外护套(2)内 的至少一个隔热层（13)，其特征在于，该管线进一步包括光学盖(7)，该光学盖与该至少一 个隔热层（13)不同、并且被定位成面向该孔口（14)并位于与该热屏(4)的壁的平面不同的 平面中，以便防止或限制从该外护套(2)朝向这些内部管(3)的直接热辐射。2. 如权利要求1所述的管线，其特征在于，在横向于该管线的方向上，该光学盖(7)被安 置在与该至少一个隔热层（13)不同的平面中并且尤其被安置在平行于该管线的纵向方向 的平面中。3. 如权利要求2所述的管线，其特征在于，在横向于该管线的纵向方向的方向上，该光 学盖(7)被安置在该至少一个隔热层（13)与该至少一个管之间或者在该外护套(2)与该至 少一个隔热层（13)之间。4. 如权利要求1至3中任一项所述的管线，其特征在于，该隔热层（13)包括尤其是包括 若干屏层和若干中间层的多层结构。5. 如权利要求1至4中任一项所述的管线，其特征在于，该光学盖(7)被确定尺寸和相对 该孔口（14)定位以拦截从该外护套(2)开始并且朝向这些内部管(3)行进穿过该孔口（14) 的所有直线光线(8)，即无论什么视角，都无法由这些内部管(3)穿过该孔口（14)看到该外 护套(2)。6. 如权利要求1至5中任一项所述的管线，其特征在于，该光学盖(7)包括隔热材料层、 尤其是与该隔热层（13)不同的、即与该隔热层（13)分开的多层结构(MLI)。7. 如权利要求1至6中任一项所述的管线，其特征在于，该光学盖(7)包括尤其是由金 属、由铜或铝制成的导热材料片材，并且在于，所述片材通过与该传输管线的用于使该热屏 (4) 热能化的冷部分接触和传导而被热能化，即被冷却。8. 如权利要求1至7中任一项所述的管线，其特征在于，该热屏（4)通过与这些内部管 (3) 之一接触和导热而被热能化，即被冷却。9. 如权利要求7和8所述的管线，其特征在于，该光学盖(7)包括导热材料片材，该导热 材料片材由该热屏(4)热能化、即通过与该热屏(4)接触和传导而被冷却。10. 如权利要求1至9中任一项所述的管线，其特征在于，在横向于该管线的方向上，该 光学盖(7)被安置在该热屏(4)与这些内部管（3)之间或者在该热屏（4)与该外护套（2)之 间。11. 如权利要求1至10中任一项所述的管线，其特征在于，该孔口（14)的孔截面具有在 该侧向开口（5)的孔截面的表面积的0.8倍和五倍之间的表面积。12. 如权利要求1至10中任一项所述的管线，其特征在于，位于该光学盖（7)与该热屏 (4) 之间的空间可以是在该孔口 5的孔截面的一倍和五倍之间。13. 如权利要求1至12中任一项所述的管线，其特征在于，在横向于该管线的方向上，该 热屏(4)的孔口（14)被安置成面向该外护套的开口（5)或者安置在与该热屏(4)的安置成面 向所述开口（5)的部分相邻的区域中。14. 如权利要求1至13中任一项所述的管线，其特征在于，该光学盖(7)通过经由至少一 个连接编织物（11)与该热屏(4)接触和传导而被冷却，该至少一个连接编织物由尤其是选 自铜、铝中的至少一者的导热材料制成。15.如权利要求1至14中任一项所述的管线，其特征在于，该光学盖(7)通过至少一个连 接杆(9)刚性地连接到该热屏(4)上。
【文档编号】F16L59/08GK106030182SQ201580010354
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月24日
【发明人】法比安·巴雷特, 史蒂法纳·杜瓦尔
【申请人】乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司