DE1116489B - Pipe rupture safety system - Google Patents

Description

Rohrbruch-Sicherungsanlage Die Erfindung betrifft eine Rohrbruch-Sicherungsanlage mit mehreren selbsttätig arbeitenden und in ein Druckleitungssystem eingebauten Absperrorganen.Pipe burst safety system The invention relates to a pipe burst safety system with several automatically working and built into a pressure pipe system Shut-off devices.

Es sind schon Rohrbruch-Sicherungsanlagen bekanntgeworden, bei welchen beim Schließen eines Absperrventils sämtliche Absperrventile des Druckleitungssystems geschlossen werden sollen. Bei einer bekannten Sicherungsanlage dieser Art sind die Absperrventile, die mit ihrem Selbstschlußkörper in die Druckmittelleitung ragen, mit einem Steuerventil versehen, das bei Bewegung des Selbstschlußkörpers in Schließrichtung geöffnet wird und damit die Druckmittelleitung mit Steuerleitungen verbindet, welche das Druckmittel an andere Absperrventile der Anlage übertragen, um diese ebenfalls zu schließen. Da also die gemeinsame Schließung sämtlicher Absperrventile nur eingeleitet werden kann, wenn mindestens ein Ventil der Anlage schon eine Schließbewegung ausgeführt hat, besteht beim Auftreten einer Funktionsstörung an dem oder den auslösenden Absperrventilen die Gefahr, daß die Schließung der übrigen Ventile verzögert wird oder sogar ganz unterbleibt.There are already pipe break safety systems become known in which when closing a shut-off valve, all shut-off valves in the pressure line system should be closed. In a known security system of this type are the shut-off valves, which protrude with their self-closing body into the pressure medium line, provided with a control valve which, when the self-closing body moves in the closing direction is opened and thus connects the pressure medium line with control lines, which transfer the pressure medium to other shut-off valves in the system in order to prevent them close. Since the joint closure of all shut-off valves has only been initiated can be performed if at least one valve in the system has already performed a closing movement exists in the event of a malfunction in the triggering shut-off valve (s) the risk that the closing of the other valves will be delayed or even completely is omitted.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die Katastrophenanfälligkeit einer solchen Anlage dadurch zu vermindern, daß für die Schließung sämtlicher Ventile nicht auf die vorherige Schließbetätigung eines oder mehrerer Ventile der Anlage abgestellt wird, sondern daß diese Schließung bereits durch das Auftreten eines Impulsdruckes in einer Steuerkammer eines Absperrventils bewirkt wird.The present invention now aims to make disaster vulnerability to reduce such a system that for the closure of all valves not on the previous closing actuation of one or more valves of the system is turned off, but that this closure is already through the occurrence of a Pulse pressure is effected in a control chamber of a shut-off valve.

Die erfindungsgemäße Sicherungsanlage zeichnet sich dadurch aus, daß alle Steuerkammern durch eine Kollektorleitung untereinander verbunden sind und mit den Druckmeßstellen in den verschiedenen Zweigen der Anlage über Impulsleitungen in Verbindung stehen, in denen je ein Rückschlagventil angeordnet ist.The security system according to the invention is characterized in that all control chambers are interconnected by a collector line and with the pressure measuring points in the various branches of the system via impulse lines are in connection, in each of which a check valve is arranged.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing shown.

Fig. 1 zeigt eine Sicherheitsanlage für den gemeinsamen Abschluß mehrerer Druckleitungen bei Rohrbruch; Fig. 2 stellt eine Sicherheitsanlage für den gemeinsamen Abschluß mehrerer Druckleitungen bei Rohrbruch und einer Notschließleitung für Handbetätigung dar; Fig. 3 zeigt eine Sicherheitsanlage für den Einzelabschluß bei Rohrbruch und einer Notschließleitung für Handbetätigung, welche auf mehrere Druckleitungen gemeinsam wirkt.Fig. 1 shows a security system for the joint termination of several Pressure lines in the event of a pipe rupture; Fig. 2 represents a security system for the common Closure of several pressure lines in the event of a pipe break and an emergency closing line for manual operation dar; Fig. 3 shows a security system for the individual closure in the event of a pipe break and an emergency closing line for manual operation, which shares several pressure lines works.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Sicherheitsanlagen dienen zur Betätigung von Schnellabsperrorganen. Diese Sicherheitsanlagen, namentlich für Turbinen- und Pumpenabsperrorgane, ermöglichen das selbsttätige Schließen von Absperrorganen bei Rohrbruch talseitig eines Absperrorgans.The security systems shown in Figs. 1 to 3 are used for Actuation of quick shut-off devices. These safety systems, especially for turbine and pump shut-off devices, enable shut-off devices to close automatically in the event of a pipe break on the valley side of a shut-off device.

Bei den Absperrorganen handelt es sich um solche, welche in den einzelnen Zweigleitungen eingebaut sind, um das Absperren einzelner Zweigleitungen unabhängig von den anderen, beispielsweise zu Revisionszwecken der zugehörigen Turbogeneratorgruppen zu gestatten. Andererseits muß in einer Rohrleitung mindestens ein Absperrorgan vorgesehen sein, das, wie erwähnt, bei Rohrbruch gestattet, die Leitung abzusperren. Währenddem dieses Absperrorgan meist am bergseitigen Ende der Druckleitung angeordnet ist, wird es im Falle längerer Druckleitungen auch notwendig, einen Schutz in der Umgebung des Einlaufes der Sammelzufuhrleitung zu schaffen. Sofern es also gelingt, die in den einzelnen Zweigleitungen vorgesehenen Absperrorgane gemeinsam selbsttätig zu schließen, müssen diese den Schutz des Einlaufes übernehmen.The shut-off devices are those that are in the individual Branch lines are built in to shut off individual branch lines independently from the others, for example for revision purposes of the associated turbo generator groups to allow. On the other hand, there must be at least one shut-off element in a pipeline be provided that, as mentioned, allows the line to be shut off in the event of a pipe break. During this, this shut-off device is usually arranged at the end of the pressure line on the mountain side in the case of longer pressure lines it will also be necessary to provide protection in the To create the area around the inlet of the collecting feed line. So if it succeeds the shut-off devices provided in the individual branch lines jointly automatically to close, these must take over the protection of the inlet.

In Fig. 1 ist eine Sicherheitsanlage dargestellt für den gemeinsamen Abschluß mehrerer Druckleitungen bei Rohrbruch. Das Druckrohr 1 ist mit mehreren Abzweigrohren 2 versehen, in welchen sich je ein Absperrorgan, nämlich der Absperrschieber 3, befindet, der über nicht dargestellte Antriebsmittel verdreht werden kann. Diese Antriebsmittel sprechen auf Steuerbewegungen eines Steuerorgans an. Dieses Steuerorgan weist einen Steuerblock 4, einen zweiarmigen Hebel 5 sowie einen Kolben 6 auf, welcher in einem Zylinder 7 beweglich angeordnet ist. Die Zylinderräume vor und hinter dem Kolben 6 sind je mit einer Druckentnahmeleitung 8 und 9 an die Druckleitungen 1 und 2, und zwar vor dem Abschlußorgan 3, angeschlossen. Inder Druckentnahmeleitung 9 ist ein Rückschlagventil 10 eingebaut, welches den Wasserdurchgang nur in Richtung Zylinder-Druckrohr gestattet, in der Gegenrichtung jedoch verhindert oder mindestens stark erschwert. Außerdem ist eine Leitung 11 vorhanden, welche alle Großflächenseiten der Zylinder 7 untereinander verbindet, so daß damit ein Druckausgleich in den entsprechenden Zylinderräumen erzielt wird. Als Großflächenteile wird diejenige Seite des Zylinders bezeichnet, welche nicht von der Kolbenstange 14 durchstoßen wird.In Fig. 1, a security system is shown for the common Termination of several pressure lines in the event of a pipe break. The pressure pipe 1 is with several Branch pipes 2 provided, in each of which there is a shut-off device, namely the gate valve 3, is located, which can be rotated via drive means, not shown. These Drive means respond to control movements of a control member. This Control body has a control block 4, a two-armed lever 5 and a piston 6, which is arranged movably in a cylinder 7. The cylinder spaces in front of and behind the Pistons 6 are each connected to pressure lines 1 with a pressure extraction line 8 and 9 and 2, namely before the closing element 3, connected. In the pressure sampling line 9 a check valve 10 is installed, which the water passage only in the direction Cylinder pressure pipe permitted, but prevented or at least prevented in the opposite direction very difficult. In addition, there is a line 11, which covers all large-area sides the cylinder 7 connects with each other, so that a pressure equalization in the corresponding Cylinder spaces is achieved. That side of the cylinder is used as large-area parts denotes which is not pierced by the piston rod 14.

Im Falle eines Rohrdurchbruches in einer der Abzweigleitungen 2 entsteht in dieser ein Druckabfall, der sich auf die Druckentnahmeleitung 9 überträgt. Dadurch öffnet sich das Rückschlagventil 10 beim betreffenden Zylinder, was den Druck im Zylinderraum ebenfalls absinken läßt. Dieser verminderte Druck überträgt sich durch die Leitung 11 auch auf die anderen Zylinder, obschon deren Rückschlagventile 10 gesperrt bleiben. Als Folge dieser Druckverminderung auf der einen Seite der Kolben 6 verschieben sich diese gemeinsam, bis die mit der Kolbenstange 14 verbundenen Steuerelemente 4, 5 eine Betätigung der Absperrorgane 3 über Zwischenglieder bewirken, wobei eine gleichzeitige Unterbrechung der Wasserzufuhr in allen Leitungen 2 bewirkt wird.In the event of a pipe breakthrough in one of the branch lines 2 occurs in this a pressure drop which is transferred to the pressure sampling line 9. Through this the check valve 10 opens at the cylinder in question, which increases the pressure in the The cylinder space can also sink. This reduced pressure is transmitted through the line 11 also to the other cylinders, although their check valves 10 stay locked. As a result of this pressure reduction on one side of the piston 6, these move together until they are connected to the piston rod 14 Control elements 4, 5 cause the shut-off devices 3 to be actuated via intermediate links, causing a simultaneous interruption of the water supply in all lines 2 will.

Die Rückstellung der Kolben 6 in die ursprüngliche Lage erfolgt nach dem Abschluß der Absperrorgane selbsttätig. Zu diesem Zwecke ist im Rückschlagventil 10 eine vorzugsweise einstellbare Drosselöffnung 15 vorhanden, durch welche eine automatische, langsame Rückstellung der Steuerkolben 6 in ihre Bereitschaftslage nach erfolgtem Abschluß der Absperrorgane erfolgt. Diese Drosselöffnung könnte auch im Steuerkolben als Verbindungsleitung zwischen den beiden Zylinderräumen vorgesehen sein.The return of the piston 6 to the original position takes place automatically after the closure of the shut-off devices. For this purpose, a preferably adjustable throttle opening 15 is provided in the check valve 10 , through which an automatic, slow return of the control piston 6 takes place in their ready position after the shut-off elements have been closed. This throttle opening could also be provided in the control piston as a connecting line between the two cylinder chambers.

An Stelle von Rückschlagventilen könnten natürlich auch andere die gleichen Funktionen erfüllende Einrichtungen, nämlich die Erhöhung des Durchflußwiderstandes bei Wechsel der Durchflußrichtung, vorhanden sein.Instead of check valves, of course, others could also use the Devices fulfilling the same functions, namely increasing the flow resistance when changing the direction of flow.

Die Sicherheitsanlage gemäß Fig.2 entspricht in Aufbau und Wirkungsweise derjenigen nach Fig. 1 mit dem zusätzlichen Merkmal, daß die die Zylinder verbindende Leitung 11 noch mit einem Ablaßventil 12 für Handbetätigung versehen ist. Dieses Ablaßventil12 ermöglicht somit neben der selbsttätigen Betätigung der Absperrorgane bei Rohrbruch auch noch eine zusätzliche Notschließung von Hand. Dieses Ablaßventil12 kann beispielsweise auch für eine periodische Kontrolle des richtigen Funktionierens der Vorrichtung verwendet werden.The safety system according to Fig. 2 corresponds in structure and mode of operation that of Fig. 1 with the additional feature that the connecting the cylinders Line 11 is also provided with a drain valve 12 for manual operation. This Drain valve12 thus enables automatic actuation of the shut-off devices in the event of a pipe break, an additional manual emergency closure. This drain valve 12 can also be used, for example, to periodically check that it is working properly of the device can be used.

Bei der Sicherheitsanlage gemäß Fig. 3 ist zusätzlich zu der in Fig. 2 besprochenen Einrichtung in der die Großflächenseiten der Zylinder verbindenden Leitung 11 für jeden Zylinder ein Rückschlagventil 13 vorhanden. Dieses kann entweder direkt am Zylinder oder im anschließenden Leitungsstück vorgesehen sein: Im Falle einer Betätigung des Ablaßventils 12 von Hand erfolgt, wie bereits erwähnt, die Druckentlastung in den großflächenseitigen Zylinderräumen, wobei der Ausgleich der Druckentnahme durch die Druckentnahmeleitung 9 infolge der Rückschlab ventile 10 gesperrt bleibt. Dadurch wird eine Kolbenbewegung und somit ein gleichzeitiger Abschluß aller Absperrschieber 3 bewirkt. Bei einem Rohrbruch in einem der Rohre dagegen erfolgt die Druckentlastung ebenfalls in gleicher Weise, wie bereits bei Fig. 1 beschrieben, wobei sich jedoch diese Druckverminderung infolge des jedem Zylinder zugeordneten, nun geschlossenen Rückschlagventils 13 nicht auf die Zylinderräume der anderen Zylinder übertragen kann, so daß nur dasjenige Abschlußorgan geschlossen wird, dessen Abzweigrohr von einem talseitigen Rohrbruch betroffen wurde. Bei dieser Ausführung ist bei jedem Zylinder eine Drosselöffnung 15 vorzusehen.In the security system according to FIG. 3, in addition to that shown in FIG. 2 discussed device in the connecting the large surface sides of the cylinders Line 11 has a check valve 13 for each cylinder. This can either be provided directly on the cylinder or in the connecting line section: In the event an actuation of the drain valve 12 takes place by hand, as already mentioned, the Pressure relief in the large-area cylinder chambers, whereby the compensation of the Pressure extraction through the pressure extraction line 9 as a result of the non-return valves 10 remains locked. This creates a piston movement and thus a simultaneous closure all gate valve 3 causes. On the other hand, if there is a pipe break in one of the pipes the pressure relief also takes place in the same way as in FIG. 1 described, however, this pressure reduction due to each cylinder associated, now closed check valve 13 does not affect the cylinder spaces the other cylinder can transmit, so that only that closing element is closed whose branch pipe was affected by a broken pipe on the valley side. At this Execution, a throttle opening 15 is to be provided for each cylinder.

Auch bei Druckleitungen mit nur einem Absperrorgan 3 oder in betonierten Verteilleitungen werden die Druckentnahmestellen für die Leitungen 8 und 9 unter Ausnutzung der lokalen Verhältnisse zweckmäßig in zwei Rohre mit möglichst ungleich großem Querschnitt verlegt, damit bei steigender Durchflußgeschwindigkeit eine möglichst große Druckdifferenz entsteht.Even with pressure lines with only one shut-off device 3 or in concrete Distribution lines are the pressure tapping points for lines 8 and 9 below Expedient exploitation of the local conditions in two pipes with as unequal as possible large cross-section, so as possible with increasing flow rate large pressure difference arises.

Bei Verwendung einer Drosselklappe kann es zweckmäßig sein, den durch die Klappenlinse selbst verengten Querschnitt für die Druckentnahme der Leitung 9 vorzusehen.When using a throttle valve, it can be useful to use the the valve lens itself has a narrowed cross-section for the pressure take-off of the line 9 to be provided.

Die beschriebene Sicherheitsanlage ist nicht auf Drehschieber als Abschlußorgane beschränkt, sondern kann für alle Arten von Absperrorganen Anwendung finden.The safety system described is not intended to be used on rotary valves Closing organs limited, but can apply to all types of shut-off elements Find.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Rohrbruchsicherungsanlage, bestehend aus mehreren selbsttätigen, in ein Druckleitungssystem eingebauten Absperrorganen, deren Betätigungsvorrichtungen je eine Steuerkammer aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß alle Steuerkammern durch eine Kollektorleitung untereinander verbunden sind und mit den Druckmeßstellen in den verschiedenen Zweigen der Anlage über Impulsleitungen in Verbindung stehen, in deneri je ein Rückschlagventil angeordnet ist. PATENT CLAIMS: 1. Pipe rupture protection system, consisting of several automatic shut-off devices built into a pressure line system, their actuating devices each have a control chamber, characterized in that all control chambers through a collector line are interconnected and with the pressure measuring points in are connected to the various branches of the system via impulse lines, a non-return valve is arranged in each of the deneri. 2. Sicherungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Rückschlagventile mit einem Bypaß versehen ist, z. B. in Form einer Bohrung im Rückschlagventil. 2. Security system according to claim 1, characterized in that at least one of the check valves with a Bypass is provided, e.g. B. in the form of a hole in the check valve. 3. Sicherungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorleitung mit einem willkürlich betätigbaren Notschließhahn verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 114 994, 190 540; österreichische Patentschrift Nr. 98 084.3. Security system according to claim 1, characterized in that the collector line with an arbitrary operable emergency shut-off valve is connected. Considered publications: German Patent Nos. 114 994, 190 540; Austrian patent no. 98 084.