低溫流體傳輸管線的制作方法
【專利摘要】披露了低溫流體傳輸管線，該低溫流體傳輸管線包括容納至少兩個內部流體傳輸管(3)的管狀外護套(2)以及形成圍繞這些內部管(3)安排的隔熱壁的熱屏(4)，該外護套(2)包括連接到泵送構件(6)的側向泵送開口(5)，該泵送構件旨在于該外護套(2)中抽真空，其特征在于，該熱屏(4)包括鄰近該開口(5)安置的孔口(14)、以及光學蓋(7)，該光學蓋(7)被定位成面向該孔口(14)并位于與該熱屏(4)的壁的平面不同的平面中，以便防止或限制從該外護套(2)朝向這些內部管(3)的直接熱輻射。
【專利說明】低溫流體傳輸管線
[0001 ]本發明設及一種低溫流體傳輸管線。
[0002] 本發明更具體地設及W下一種低溫流體傳輸管線，該低溫流體傳輸管線包括容納 至少兩個內部流體傳輸管的一個管狀外護套W及形成圍繞運些內部管定位的隔熱壁的一 個熱屏，該外護套包括旨在連接到累送構件的側向累送開口，該累送構件旨在于在該外護 套中形成真空。
[0003] 低溫流體傳輸管線通常包括外護套和隔熱系統，該外護套在其抽空的內部容積內 容納傳輸低溫(例如4K和80K之間）下的流體的一個或多個管(管道）。
[0004] 文件FR 2803898A1和EP 1020678A1展示了低溫流體傳輸管線的細節的示例。
[0005] 用于使運樣的管線隔熱的系統通常包括熱屏(有時也稱作"冷屏"），該熱屏包括圍 繞運個或運些管安排的并且例如通過與冷管(例如在80K)接觸來冷卻（"熱能化"）的導熱壁 (由侶或類似物制成）。
[0006] 該隔熱系統通常還包括安排在該熱屏和外護套之間的多層隔熱件。
[0007] 通過多個分離器構件使該熱屏在外護套內居中，運些分離器構件是沿該熱屏的整 個長度W規則的間隔安排的并且被固持在運些管之一上，該管用于通過沿長度分布的多個 點使該熱屏熱能化。同樣地，運個或運些流體傳輸管通過橫向地安排在該外護套中的固定 點和滑動點來固持在位。
[000引為了在外護套2中產生真空，外護套通常包括與累送構件6相連接的側向累送開口 5。
[0009] 運種累送因此抽出氣體：
[0010] -從包括在該多層隔熱件與外護套之間的空間，
[0011] -穿過該多層隔熱件，
[0012] -在熱屏中的間隙之間（運些間隙是由W下事實造成的，即該熱屏的結構是由端到 端組裝的多個部分制成的）。
[0013] 運種從冷屏的內部容積(在此處會發現載運該流體的運些管）的累送因此大大減 慢并且受到壓降W及隔熱層中的熱屏的接頭之間的傳導性的限制。運可能對傳輸管線的最 終熱性能有很大的影響，因為在某些點處于是不一定達到所希望的最小壓力水平，并且無 論使用多大的累送能力都是運樣。
[0014] 本發明的目標是減輕現有技術的上述缺點的全部或部分。
[0015] 為此，在根據W上前序部分中給出的傳輸管線的一般定義的其他方面中，根據本 發明的傳輸管線本質上特征在于該熱屏包括鄰近該開口安置的孔口、W及光學蓋，該光學 蓋被定位成面向該孔口并位于與該熱屏的壁的平面不同的平面中，W便防止或限制從該外 護套朝向運些內部管的直接熱福射。
[0016] 因此，該孔口形成了對所累送的氣體有利的路徑，從而使得有可能提高整個熱屏 的導熱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線的最終熱性能。
[0017] 此外，本發明的一些實施例可W具有W下特征中的一項或多項：
[0018] -該光學蓋經確定尺寸和相對該孔口定位W攔截從該外護套開始并且朝向運些內 部管行進穿過該孔口的所有直線光線，即無論什么視角，都無法由運些內部管穿過該孔口 看到該外護套，
[0019] -該光學蓋包括隔熱材料層、尤其是多層結構(MLI)，
[0020] -該光學蓋包括尤其是金屬的、銅或侶的導熱材料片材，并且在于，所述片材通過 與該傳輸管線的用于使該熱屏熱能化的冷部分接觸和傳導而被熱能化，即被冷卻，
[0021] -該熱屏通過與運些內部管之一接觸和導熱而被熱能化，即被冷卻，
[0022] -該光學蓋包括導熱材料片材，該導熱材料片材由該熱屏熱能化、即通過與該熱屏 接觸和傳導而被冷卻，
[0023] -在橫向于該管線的方向上，該光學蓋被安置在該熱屏與運些內部管之間，
[0024] -在橫向于該管線的方向上，該光學蓋被安置在該熱屏與該外護套之間，
[0025] -該孔口的孔截面具有在該側向開口的孔截面的表面積的0.8倍和五倍之間的表 面積，
[0026] -位于該光學蓋與該熱屏之間的空間可W是在該孔口的孔截面的一倍和五倍之 間，
[0027] -在橫向于該管線的方向上，該熱屏的孔口被安置成面向該外護套的開口或者安 置在與該熱屏的安置成面向所述開口的部分相鄰的區域中，
[0028] -該光學蓋通過經由至少一個連接編織物與該熱屏接觸和傳導而被冷卻，該至少 一個連接編織物由尤其是選自于銅、侶中的至少一者的導熱材料制成，
[0029] -該光學蓋通過至少一個連接桿剛性地連接到該熱屏上，
[0030] -該熱屏被熱能化在50K和IOOK之間的并且優選是在70K和90K之間的溫度下，
[0031 ]-該光學蓋被熱能化在50K和IOOK之間的并且優選是在70K和90K之間的溫度下，
[0032] -該熱屏包括由通過多個間隔構件安裝和固持在該外護套中的多個管狀部分或管 狀半部形成的圓柱形壁，
[0033] -該管線包括用于固持該至少一個內部管的多個構件，運些固持構件被橫向地安 排在該外護套中并且包括用于該至少一個內部管的對應通道，
[0034] -該管線在縱向方向上延伸，
[0035] -在橫向于該管線的方向上，該光學蓋被安置在與該至少一個隔熱層不同的平面 中并且尤其被安置在平行于該管線的縱向方向的平面中，
[0036] -在橫向于該管線的縱向方向的方向上，該光學蓋被安置在該至少一個隔熱層與 該至少一個管之間或者在該外護套與該至少一個隔熱層之間，
[0037] -該隔熱層包括尤其是包括若干屏層和若干中間層的多層結構，
[0038] -本發明還可W設及包括W上或W下列出的特征的任何組合的任何替代性方法或 裝置。
[0039] 通過閱讀W下參照附圖給出的說明，進一步的特性和優點將變得清楚，在附圖中：
[0040] -圖IW縱向截面描繪了展示根據本發明的低溫流體傳輸管線的一部分的結構和 運行的一個示例的示意性局部視圖，
[0041] -圖2W截面描繪了展示根據第一實施例的圖1的管線的配備有熱屏蓋的孔口的細 節的示意性局部視圖，
[0042] -圖3W截面描繪了展示根據第二實施例的圖1的管線的配備有熱屏蓋的孔口的細 節的示意性局部視圖。
[0043] 圖1展示了低溫流體傳輸管線的截面的一個示例。
[0044] W常規方式，該裝置包括管狀外護套2,該管狀外護套在該示例中容納多個內部管 3,運些內部管旨在對應地載運多種低溫流體。通過非限制性實例展示出的該管線部分包括 =個內部管3,運些內部管通過多個固定或滑動的固位構件12(例如，橫向安裝的并且包括 接納運些管3的通道的片材)來保持平行。術語"橫向"是指垂直于"縱向"方向的方向，該縱 向方向平行于該管線的和運些管的縱向軸線(流體流動所沿的方向）。
[0045] 外護套2還容納形成圍繞運些內部管3的隔熱壁的熱屏4。熱屏4使運些管3與300K 的外部福射保持屏蔽開。例如，熱屏4是端到端組裝的多個圓柱形部分或半部制成的W形成 圍繞運些管的圓柱形套管。例如，通過多個間隔構件10使熱屏4居中，運些間隔構件抵靠外 護套2并且被固持在運些管3之一上，該管用于通過多個固定點和滑動點使熱屏4熱能化(運 是指冷卻）。
[0046] 熱屏4優選是由侶、銅或任何其他合適的材料制成的，并且優選通過與冷源(尤其 是運些傳輸管3之一)接觸和傳導來熱能化（即冷卻）或保持在確定的溫度上。例如，使該熱 屏保持在量級為80K的溫度上。
[0047] 在內護套2的內部、尤其是熱屏4與外護套2之間還提供了隔熱件13。該隔熱件13 (在圖中由虛線符號化)可W包括本身已知的多層結構(代表"多層隔熱件"的"MLI")，該多 層結構包括若干交替的侶錐層(屏)和紙或亞微米玻璃纖維、聚醋或類似物的中間層。
[004引運些屏層可W是本身已知的類型，尤其是：侶、Mv'l別嘴（聚醋）雙面柔性鍛侶片 材、松a!w0n液。
[0049] 運些中間層可W尤其是包括W下各項的類型：聚醋網、Lydali帝、Dextar載..， 投Olk)沁底.
[0050] 可W提供其他合適的隔熱系統。
[0051] 在常規方式，外護套2包括與累送構件6、真空累相連接的側向累送開口 5。
[0052] 累送構件6旨在于在外護套2的內部容積中產生真空。
[0053] 根據一個有利的具體特征，熱屏4包括鄰近累送開口 5安置的孔口 14, W有助于累 送和在外護套2的內部容積中產生相對真空。
[0054] 優選地，與開口 5和累送端口成直線（相向）地形成孔口 14。當然，孔口 14可W在縱 向或橫向上稍微偏離開口 5，但是該孔口優選地被安置成盡可能靠近開口 5。運使得能夠改 善累送時間、抽空的護套的整體壓力水平并且因此改善該低溫管線的整體熱性能。
[0055] 為了避免或限制通過該孔口 14、尤其是通過福射從外護套2(其例如處在300K的溫 度)朝向內部管3進入的熱量，管線1優選地包括稱作"光學蓋"的蓋7。
[0056] 如圖2所示，光學蓋7被定位成面向孔口 14并且優選地位于與熱屏4的壁的平面不 同的平面中。光學蓋7形成防止或限制從外護套2朝向內部管3的直接熱福射的屏障。
[0057] 在圖2的示例中，該光學蓋被安置在熱屏4與外護套2之間。
[005引優選地，光學蓋7經確定尺寸和相對孔口 14定位W攔截從外護套2開始并且朝向運 些內部管3行進穿過孔口 14的所有直線光線8。也就是說，無論什么視角，都無法由運些內部 管3穿過孔口 14看到外護套2。
[0059] 例如，孔日14的孔截面具有在開口5的孔截面的表面積的0.8倍和五倍之間的、尤 其是在開口 5的孔截面的表面積的一倍和四倍之間的表面積。
[0060] 同樣地，位于光學蓋7與熱屏4之間的環形空間可W是在孔口 5的孔截面的一倍和 五倍之間。也就是說，允許氣體到達孔口 14的位于光學蓋7的周緣與熱屏4之間的孔截面面 積優選是在開口 5的孔截面的表面積的一倍和五倍之間。光學蓋7與屏4之間的該孔截面面 積是由W下給出的:光學蓋7與熱屏4之間的距離乘W光學蓋7的周長。
[0061] 光學蓋7可W通過至少并優選是兩個連接桿9、并且優選是若干個桿9并尤其是螺 紋桿9來剛性地連接到熱屏4上。
[0062] 光學蓋7可W包括尤其是由一種金屬、由銅或侶制成的導熱材料片材，并且該片材 被熱能化，即通過與該傳輸管線的冷部分、尤其是熱屏4接觸和傳導而被冷卻。
[0063] 除了運些連接桿9,光學蓋7還可W通過經由一個或多個連接編織物11與熱屏4接 觸和傳導而被冷卻，該一個或多個連接編織物由尤其是選自銅、侶中的至少一者的導熱材 料制成。
[0064] 同樣地，光學蓋7可W具有至少一個隔熱體(例如與位于熱屏4和外護套2之間的隔 熱層13相同種類的隔熱體)的厚度。
[0065] 運樣的安排允許有效的累送(累送氣體出口由圖2中的箭頭符號化，而同時限制熱 量進入到抽空的隔熱管線1中）。
[0066] 圖1使用大量箭頭將低溫管線1的區段中的累送氣體流的多個不同通道符號化。
[0067] 圖3的示例與圖2的示例的不同之處僅在于，光學蓋7被安置在熱屏4與運些內部管 3之間。也就是說，光學蓋7被安置在熱屏4的容積內。為了簡明起見，與先前描述的元件相同 的元件用相同的數字標記表示，并且不再描述第二次。運兩個替代方案尤其可W將光學蓋7 的位置適配成適應管線1中可供使用的空間。
[0068] 因此，將容易理解的是，雖然是簡單且廉價的結構，但本發明可W有利地解決現有 技術的問題。
【主權項】
1. 一種低溫流體傳輸管線，該低溫流體傳輸管線包括容納至少兩個內部流體傳輸管 (3) 的管狀外護套(2)以及形成圍繞這些內部管(3)定位的隔熱壁的熱屏(4)，該外護套(2) 包括旨在連接到栗送構件(6)的側向栗送開口（5)，該栗送構件旨在于該外護套(2)中形成 真空，該熱屏(4)包括鄰近該開口（5)安置的孔口（14)，該管線還包括安置在該外護套(2)內 的至少一個隔熱層（13)，其特征在于，該管線進一步包括光學蓋(7)，該光學蓋與該至少一 個隔熱層（13)不同、并且被定位成面向該孔口（14)并位于與該熱屏(4)的壁的平面不同的 平面中，以便防止或限制從該外護套(2)朝向這些內部管(3)的直接熱輻射。2. 如權利要求1所述的管線，其特征在于，在橫向于該管線的方向上，該光學蓋(7)被安 置在與該至少一個隔熱層（13)不同的平面中并且尤其被安置在平行于該管線的縱向方向 的平面中。3. 如權利要求2所述的管線，其特征在于，在橫向于該管線的縱向方向的方向上，該光 學蓋(7)被安置在該至少一個隔熱層（13)與該至少一個管之間或者在該外護套(2)與該至 少一個隔熱層（13)之間。4. 如權利要求1至3中任一項所述的管線，其特征在于，該隔熱層（13)包括尤其是包括 若干屏層和若干中間層的多層結構。5. 如權利要求1至4中任一項所述的管線，其特征在于，該光學蓋(7)被確定尺寸和相對 該孔口（14)定位以攔截從該外護套(2)開始并且朝向這些內部管(3)行進穿過該孔口（14) 的所有直線光線(8)，即無論什么視角，都無法由這些內部管(3)穿過該孔口（14)看到該外 護套(2)。6. 如權利要求1至5中任一項所述的管線，其特征在于，該光學蓋(7)包括隔熱材料層、 尤其是與該隔熱層（13)不同的、即與該隔熱層（13)分開的多層結構(MLI)。7. 如權利要求1至6中任一項所述的管線，其特征在于，該光學蓋(7)包括尤其是由金 屬、由銅或鋁制成的導熱材料片材，并且在于，所述片材通過與該傳輸管線的用于使該熱屏 (4) 熱能化的冷部分接觸和傳導而被熱能化，即被冷卻。8. 如權利要求1至7中任一項所述的管線，其特征在于，該熱屏（4)通過與這些內部管 (3) 之一接觸和導熱而被熱能化，即被冷卻。9. 如權利要求7和8所述的管線，其特征在于，該光學蓋(7)包括導熱材料片材，該導熱 材料片材由該熱屏(4)熱能化、即通過與該熱屏(4)接觸和傳導而被冷卻。10. 如權利要求1至9中任一項所述的管線，其特征在于，在橫向于該管線的方向上，該 光學蓋(7)被安置在該熱屏(4)與這些內部管（3)之間或者在該熱屏（4)與該外護套（2)之 間。11. 如權利要求1至10中任一項所述的管線，其特征在于，該孔口（14)的孔截面具有在 該側向開口（5)的孔截面的表面積的0.8倍和五倍之間的表面積。12. 如權利要求1至10中任一項所述的管線，其特征在于，位于該光學蓋（7)與該熱屏 (4) 之間的空間可以是在該孔口 5的孔截面的一倍和五倍之間。13. 如權利要求1至12中任一項所述的管線，其特征在于，在橫向于該管線的方向上，該 熱屏(4)的孔口（14)被安置成面向該外護套的開口（5)或者安置在與該熱屏(4)的安置成面 向所述開口（5)的部分相鄰的區域中。14. 如權利要求1至13中任一項所述的管線，其特征在于，該光學蓋(7)通過經由至少一 個連接編織物（11)與該熱屏(4)接觸和傳導而被冷卻，該至少一個連接編織物由尤其是選 自銅、鋁中的至少一者的導熱材料制成。15.如權利要求1至14中任一項所述的管線，其特征在于，該光學蓋(7)通過至少一個連 接桿(9)剛性地連接到該熱屏(4)上。
【文檔編號】F16L59/08GK106030182SQ201580010354
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月24日
【發明人】法比安·巴雷特, 史蒂法納·杜瓦爾
【申請人】喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司