DD232964A1 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR FUNCTIONAL TESTING OF SAFETY VALVES - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Pruefung der ordnungsgemaessen Funktion, insbesondere der Oeffnungs- und Schliesscharakteristik. Ziel und Aufgabe sind, eine Erhoehung der nuklearen Sicherheit und Verfuegbarkeit durch eine Funktionspruefung der Sicherheitsventile zu erreichen. Dies wird dadurch erzielt, dass der Koerperschall des Sicherheitsventils in der Hoehe des Ventilsitzes aussen am Ventilgehaeuse gemessen wird, dieses Schallsignal in ein proportionales elektrisches Signal umgewandelt und gefiltert wird und das anschliessend aus den vom Stoerungsgeraeusch des Mediums durch das Ventil angeregten Frequenzanteilen der Pegel des Signals bestimmt wird, welcher anschliessend einerseits mit einem durch Eichmessung ermittelten Grenzwert verglichen wird, wobei bei Ueberschreiten dieses Grenzwertes der Zustand "nicht geschlossen" signalisiert wird und von welchem andererseits der Zeitverlauf registriert und angegeben wird. Fig. 1The invention relates to a method and an arrangement for testing the proper function, in particular the opening and closing characteristics. The aim and task is to achieve an increase in nuclear safety and availability through a functional test of the safety valves. This is achieved by measuring the body sound of the safety valve at the level of the valve seat on the outside of the valve housing, converting and filtering this sound signal into a proportional electrical signal, and then measuring the frequency components excited by the valve by the valve is determined, which is then compared on the one hand with a determined by calibration measurement limit, which when exceeding this limit, the state "not closed" is signaled and on the other hand, the time profile is registered and reported. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Prüfung der Öffnungs- und Schließcharakteristik von Sicherheitsventilen in Industrieanlagen.The invention relates to a method and an arrangement for testing the opening and closing characteristics of safety valves in industrial plants.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Nach DE-OS 3213008 ist eine Ventilüberwachungseinrichtung bekannt, bei welcher über elektrische Kontakte die 2 Endanlagen signalisiert werden. Weiterhin ist nach DE-OS 3326332 eine Vorrichtung zur Ermittlung des Funktionierens eines Ventils bekannt, bei welcher mittels eines mechanischen Fühlers, der durch das Gehäuse ins Innere des Ventils führt und die Bewegung des Schließkörpers nach außen auf eine Stellungsanzeige überträgt. In der Literatur sind außerdem induktive Binärsignalisationen der Endlagen sowie Methoden der Funktionsprüfung von Sicherheitsventilen durch Ermittlung der zeitlichen Verläufe des Systemdruckes und des Druckes innerhalb des Ventilgehäuses sowie der Hübe von Hauptventil und Steuerventil beschrieben. Nachteilig an den genannten Lösungen ist, daß entweder keinerlei Informationen über das Verhalten der Sicherheitsventile während der Öffnungs- Schließvorgänge erhalten werden, bzw. zur Ermittlung des Öffnungs- bzw. Schließverhaltens Bohrungen im Ventilgehäuse und den Rohrleitungen zur Druckmessung notwendig sind, welche zu veränderten Strömungsverhältnissen sowie Undichtheiten führen können. Außerdem ist auf Grund der großen Zeitkonstanten eine Auflösung des Druckverlaufs im Millisekundenbereich nicht zu erhalten, was aber gerade bei sehr schnell ablaufenden Vorgängen notwendig ist.According to DE-OS 3213008 a valve monitoring device is known, in which the 2 end systems are signaled via electrical contacts. Furthermore, according to DE-OS 3326332 a device for determining the functioning of a valve is known in which by means of a mechanical sensor, which leads through the housing into the interior of the valve and transmits the movement of the closing body to the outside on a position indicator. The literature also describes inductive binary signalisation of the end positions as well as methods of functional testing of safety valves by determining the time profiles of the system pressure and the pressure within the valve housing and the strokes of the main valve and control valve. A disadvantage of the above solutions that either no information about the behavior of the safety valves during the opening closing operations are obtained, or to determine the opening or closing behavior holes in the valve housing and the piping for pressure measurement are necessary, which changes the flow conditions as well Leaks can lead. In addition, a resolution of the pressure curve in the millisecond range can not be obtained due to the large time constant, which is necessary especially for very fast-running processes.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der nuklearen Sicherheit im Kernkraftwerk durch genaue Ermittlung der Öffnungs- und Schließcharakteristiken von Sicherheitsventilen.The aim of the invention is to increase the nuclear safety in the nuclear power plant by accurately determining the opening and closing characteristics of safety valves.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Das einwandfreie Arbeiten der Sicherheitsventile ist ein Kriterium für die Gewährleistung der nuklearen Sicherheit. Insbesondere ist darunter zu verstehenProper working of the safety valves is a criterion for ensuring nuclear safety. In particular, this is to be understood

— sicheres und vollständiges Öffnen des Sicherheitsventils bei Erreichen des Ansprechdruckes im System und sicheres Offenhalten nach vollzogener Öffnung zur Gewährleistung des sicheren Abfließens einer vorgeschriebenen Durchflußmenge,- safe and complete opening of the safety valve on reaching the set pressure in the system and safe keeping open after completion of the opening to ensure safe discharge of a prescribed flow rate,

— sicheres Schließen des Sicherheitsventils nach Druckabfall im abzusichernden System bei Erreichen des Schließdruckes ohne Nachschlagen des Ventiltellers.- Safe closing of the safety valve after pressure drop in the system to be protected when the closing pressure is reached without looking up the valve disk.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Prüfung der ordnungsgemäßen Funktion von Sicherheitsventilen, insbesondere der Öffnungs- und Schließcharakteristik anhand der Messung des Körperschalls am Ventilgehäuse zu schaffen, um durch rechtzeitiges Erkennen von eventuell auftretenden Fehlern die nukleare Sicherheit zu erhöhen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Höhe des Sitzes des Sicherheitsventils der Körperschall am Ventilgehäuse aufgenommen und in ein proportionales elektrisches Signal umgewandelt wird, aus welchem nach einer Verstärkung die spektralen Anteile, die vorzugsweise durch das Strömungsgeräusch des Mediums durch das Ventil angeregt werden, herausgefiltert werden und welches danach derart analysiert wird, daß der Pegel des Signals mit einem Grenzwert, der für das vollständige Schließen charakteristisch ist, verglichen wird und daß bei Überschreiten dieses Grenzwertes der Zustand „nicht geschlossen" signalisiert wird. Parallel dazu wird der Zeitverlauf des Öffnens und Schließens einschließlich instabiler Zustände festgestellt.The invention has for its object to provide a method and an arrangement for testing the proper functioning of safety valves, in particular the opening and closing characteristics based on the measurement of structure-borne noise on the valve body to increase by timely detection of any errors occurring nuclear safety. According to the invention the object is achieved in that received in the height of the seat of the safety valve, the structure-borne sound on the valve housing and converted into a proportional electrical signal, from which after amplification, the spectral components, which are preferably excited by the flow noise of the medium through the valve are filtered out and which is then analyzed such that the level of the signal is compared with a limit characteristic of complete closure, and that when this limit is exceeded, the "non-closed" condition is signaled Opening and closing, including unstable states.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch charakterisiert, daß in der Höhe des Sitzes des Sicherheitsventils außen am Ventilgehäuse ein Beschleunigungsdetektor mit nachgeschaltetem Verstärker, Hoch- und Tiefpaßfilter, Pegelmesser, Kompeator, Anzeigeelement, Registrieren.richtung, Grenzwertgeber und Ausgabeeinheit angebracht ist. Besonders vorteilhaft bei der Anordnung in einem Kernkraftwerk ist, daß durch die erfindungsgemäße Lösung aufgrund der großen zeitlichen Auflösung der Messungen bis in den Millisekundenbereich eine hohe Meßgenauigkeit bei der Bestimmung der zeitlichen Verläufe des sehr schnell ablaufenden Öffnungs-und Schließvorganges erreicht wird, wodurch etwaige Fehler, die zur Beeinträchtigung der Sicherheitstechnik des Kernkraftwerkes führen können, festgestellt werden, was zu einer Erhöhung der Betriebssicherheit und letztendlich der Verfügbarkeit des Kernkraftwerkes führt und das zur Funktionsprüfung keine Eingriffe in das Sicherheitsventil bzw. das Rohrleitungssystem notwendig werden.The arrangement according to the invention is characterized in that the height of the seat of the safety valve outside the valve housing, an acceleration detector with downstream amplifier, high and low pass filter, level meter, Kompeator, display element, Register.richtung, limit and output unit is mounted. Particularly advantageous in the arrangement in a nuclear power plant is that a high measurement accuracy in determining the temporal course of the very fast opening and closing operation is achieved by the solution of the invention due to the large temporal resolution of the measurements up to the millisecond range, thereby eliminating any errors which can lead to impairment of the safety technology of the nuclear power plant, be determined, which leads to an increase in the reliability and ultimately the availability of the nuclear power plant and that no interference with the safety valve or the piping system are necessary for functional testing.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.The invention will be explained below using an exemplary embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:In the accompanying drawing show:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Sciherheitsventils mit Blockschaltbild der Funktionsprüfung Fig.2 das verstärkte und gefilterte Detektorsignal über der Zeit bei geschlossenem und geöffnetem Sicherheitsventil.Fig. 1 is a simplified representation of a safety valve with a block diagram of the functional test Fig.2 the amplified and filtered detector signal over time with the safety valve closed and open.

Zur Funktionsprüfung des Sicherheitsventils 1 wird in der Höhe des Sitzes außen am Ventilgehäuse einFor functional testing of the safety valve 1 is in the height of the seat outside the valve housing a

Beschleunigungsdetektor 2 angebracht, derein dem Körperschall proportionales elektrisches Signal liefert. Dieses Signal wird zu einem Verstärker 3 geleitet, wo es verstärkt wird. Danach wird das verstärkte Signal auf einen Hoch- und Tiefpaßfilter 4 aufgeschaltet, der so beschaffen ist, daß vorzugsweise die spektralen Anteile der Signale den Filter passieren können, die ihre Ursache im Strömungsgeräusch durch das Sicherheitsventil haben.Acceleration detector 2 is mounted, which supplies an electrical signal proportional to the structure-borne sound. This signal is sent to an amplifier 3, where it is amplified. Thereafter, the amplified signal is applied to a high and low pass filter 4, which is such that preferably the spectral components of the signals can pass through the filter, which have their cause in the flow noise through the safety valve.

Im Pegelmesser 5 wird anschließend der Pegel der Signale nach dem Frequenzfilter ermittelt. Dieser Pegel wird parallel einem Komperator 6 und einer Registriereinrichtung 8 zugeführt.The level meter 5 is then used to determine the level of the signals after the frequency filter. This level is supplied in parallel to a comparator 6 and a registration device 8.

Im Komperator 6 wird ein Grenzwert, der durch Eichmessung ermittelt wurde und vom Grenzwertgeber 9 vorgegeben wird mit dem Pegel verglichen. Bei Überschreiten dieses Grenzwertes wird das Anzeigeelement 7 angesprochen und der Zustand „nicht geschlossen" signalisiert.In the comparator 6, a limit value, which was determined by calibration measurement and specified by the limit value transmitter 9, is compared with the level. When this limit value is exceeded, the display element 7 is addressed and the state "not closed" signaled.

Von der Registriereinrichtung 8 wird der Zeitverlauf des Pegels registriert und über eine Ausgabeeinheit 10 ausgegeben.Registering device 8 registers the time profile of the level and outputs it via an output unit 10.

Claims (2)

Patentansprüche:claims: 1. Verfahren zur Funktionsüberwachung von Sicherheitsventilen, gekennzeichnet dadurch, daß der Körperschall in der Höhe des Ventilsitzes außen am Ventilgehäuse gemessen wird, dieser Schallwert in ein proportionales elektrisches Signal umgewandelt, dann verstärkt und gefiltert wird und das anschließend aus den Frequenzanteilen, welche durch das Strömungsgeräusch des Mediums durch das Ventil angeregt werden, der Pegel bestimmt wird, welcher anschließend einerseits mit einem durch Eichmessung ermittelten Grenzwert verglichen wird, wobei bei Überschreiten dieses Grenzwertes der Zustand „nicht geschlossen" signalisiert wird und von welchem andererseits der Zeitverlauf registriert und ausgegeben wird.1. A method for monitoring the function of safety valves, characterized in that the structure-borne sound is measured at the height of the valve seat outside the valve housing, this sound is converted into a proportional electrical signal, then amplified and filtered and then from the frequency components, which by the flow noise of the medium are excited by the valve, the level is determined, which is then compared on the one hand with a determined by calibration measurement limit, which is signaled when exceeding this limit, the state "not closed" and on the other hand, the time profile is registered and output. 2. Anordnung zur Funktionsprüfung von Sicherheitsventilen, gekennzeichnet dadurch, daß in Höhe des Ventilsitzes des Sicherheitsventils (1) außer am Ventilgehäuse ein Beschleunigungsdetektor (2) mit nachgeschaltetem Verstärker (3), Hoch- und Tiefpaßfilter (4), Pegelmesser (5), Komperator (6), Anzeigeelement (7), Registriereinrichtung (8), Grenzwertgeber (9) und Ausgabeeinheit (10) angebracht ist.2. Arrangement for functional testing of safety valves, characterized in that in height of the valve seat of the safety valve (1) except the valve housing an acceleration detector (2) with downstream amplifier (3), high and low pass filter (4), level meter (5), comparator (6), display element (7), registration device (8), limit sensor (9) and output unit (10) is mounted. Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings