DE2248042A1 - Schutzanordnung fuer hydraulikoelschnellablassventile an stellantrieben von dampfturbinen-ventilen - Google Patents

Description

2 8L SEP. 1972 WESTIITGHOUSE 8520 Erlangen, den

Electric Corporation Weraer-von-Sieraens-Str.50

Eaat Pittsburgh, Pa. USA

Unser Zeichen: PA 71/8457 Mes/Fl

Schutzanordnung für Hydrauliköl-Schnellablaßventile an Stellantrieben von DampftUfrblnent-Vetttileft ' '

(Die Priorität der USA-Stammanmeldung Serial HO. 189 322 vom 14.10.1971 wird beansprucht)

Bei Kernkraftwerken ist es besonders wesentlich, daß bei Schaden, die zum Bruch eines Anlageteilea und dadurch umherfliegende Bruchstücke geführt haben, andere Anlagenteile vor Folgeschäden geschützt werden. Dies gilt insbesondere für alle Sicherheitseinrichtungen, die zum Betrieb und zur .Änderung von Betriebszuständen der einzelnen Anlagen erforderlich sind. Außerhalb des eigentlichen Reafctorbereiches kann besonders der Turbinenbereich gefährdet sein, wenn beispielsweise eine Schnellabschaltung der Dampfzufuhr zur Turbine versagt und damit die Turbine in gefährliche Überdrehzahlbereiche hochläuft, so daß eine Zerstörung des Turbinenlänfers möglich ist. In diesem Bereich sind besonders die Dampfventile und ihre Stellantriebe zu schützen, damit sie jederzeit betriebsbereit sind. Eine redundant ausgelegte Schutzeinrichtung, die ein gefährliches Hochlaufen der Turbine durch Schnellschluß der Dampfventile erreichen soll, kann dann nicht vollständig wirksam werden, wenn die zu steuernden Organe selbst nicht mehr funktionstüchtig sind. Besondere Aufmerksamkeit ist dabei den Hydrauliköl-Schnellablaßventilen an den Stellantrieben der Dampfturbinenventile zu schenken, da diese für ein schnelles Schließen der Absperrventile maßgebend sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Schnellablaßventile so anzuordnen und zu schützen, daß stets eine sichere Betriebsweise gewährleistet ist und Schäden durch umherfliegende Bruchstücke weitgehend verhütet werden.

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Die Schutzanordnung nach der Erfindung besteht dabei darin, daß an die Druckölkammera der Stellantriebe jeweils zwei Hydrauliköl-Abführungsleltungen mit je einem Schnellablaßventil angeschlossen sind, die in einen gemeinsamen ölauffangbehälter für das aus beiden Ventilen abströmende öl einmünden und daß die Abführungsleitungen and die Schnellablaßventile auf mindestens vier Seiten durch widerstandsfähige Schutzschilde abgeschirmt sind. Dabei kann der Mantel des ölauffangbehälters aus starkwandigen Stahlplatten bestehen und als seitlicher Schutzschild für die Schnellablaßventile dienen.

Um zu verhüten, daß beide Hydrauliköl-AbfUhrungeleitungen durch umherfliegende Bruchstücke gleichzeitig beschädigt oder zusammengedrückt werden, ist es ferner zweckmäßig, wenn die Hydrauliköl-Abführungsleitungen auf zwei verschiedene Seiten aus dem Stellantrieb herausgeführt sind. Ferner kann zwischen den beiden AbfUhrungsleitungen und den Schnellablaßventilen noch ein zusätzlicher Schutzschild angeordnet sein.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen näher erläutert· Dabei zeigen;

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines Stellantriebes mit HydraulikSl-Schnellablaßventilen;

Pig. 2 die Zuordnung von Stellantrieb und Schnellablaßventilen sowie deren Abschirmung;

Fig. 2a einen Längsschnitt durch die Ventilanordnung mit Schutzschilden entsprechend der Schnittlinie Ila-IIa nach Fig. 2 und

Flg. 2b eine Seitenansicht der Gesamtanordnung alt Blick auf den ölauffangbehälter.

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In Pig. 1 ist schematisch ein Stellantrieb 1 gezeigt. Dieser Stellantrieb weist eine Druckkammer 14 für das Hydrauliköl auf, dessen Druck bei geschlossenen Schnellablaßventilen 6 und 8 über den Kolben 16 und die Kolbenstange 17 das nicht näher dargestellte Ventil in einer Dampfzuführungsleitung entgegen der Kraft der Feder 18 in Offenstellung hält. Das Hydrauliköl wird dabei über eine Leitung 3 von einem nicht näher dargestellten Druckölbehälter versorgt.

Von der Druckkammer 14 gehen nunmehr zwei Abführungsleitungen 2 und 4 nach außen und führen zu den beiden Schnellablaßventilen 6 und 8, von denen aus dann das öl in einen ölauffangbehälter 10 geführt wird. Die beiden Schnellablaßventile 6 und 8 können durch die beiden Relais und die zugehörigen Spulen 50 bzw. 51 durch ein gesondertes Überdrehzahl-Schutzsystem angesteuert werden.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind die beiden Hydrauliköl-Abführungsleitungen 2 und 4 auf verschiedenen Seiten aus dem Stellantrieb 1 herausgeführt; dadurch kann weitgehend sichergestellt werden, daß bei auftretenden Schaden durch umherfliegende Bruchstücke nicht beide Abführungsleitungen auf einmal beschädigt oder zusammengedrückt werden. Dabei sind die beiden Abführleitungen 2 und 4 in einem Abstand von mindeetens 50 cm im Bereich zwischen dem Stellantrieb 1 und den Schnellablaßventilen 6 und 8 geführt, um auch hierbei die Gefahr eines gleichzeitigen Zusammendrückens und damit ündurchlässigwerden beider leitungen zu verhüten.

Die Abführungsleitungen 2 und 4 münden nunmehr in die Schnellablaßventile 6 und 8, die ihrerseits wiederum an einen ölauffangbehälter 10 angeschlossen sind. Dieser Behälter 10 ist so dimensioniert, daß sein Aufnahmevolumen etwa fünfmal so groß ist wie das Volumen der Druckkammer 14 im Stellantrieb 1· Der ölauffangbehälter 10 ist dabei aus starkwandigen Stahlplatten gefertigt, um somit auch einen seitlichen Schutz-

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schild für die Schnellablaßventile 6 und 8 KU bilden« Die Verbindungen 20 und 22 zwischen den Schnellablaßventilen und θ und dem Auffangbehälter 10 sind eo dimensioniert, daß das Hydrauliköl sicher ablaufen kann und eich kein Gegendruck ausbildet. An diesen Auffangbehälter 10 angeschlossen und von ihm ausgehend sind nun mehrere Schutzschilde 24 und 25» die die Schnellablaßventile 6 und 8 auf mindestens drei Seiten vor evtl. herumfliegenden Bruchstücken schützen. Ale zusätzlicher Schutz ist eine schwere Trennplatte 26 längs zwischen den beiden Ventilen 6 und 8 angeordnet, wodurch eine Beschädigung beider Ventile und der zugehörigen Ablaßleitungen verringert wird.

Als zusätzlicher Schutz ist an den olauffangbehälter 10 eine Berstscheibe 28 vorgesehen, die bei einem Druck von etwa 7 at reißt. In dem Fall nämlich, daß eines der Schnellablaßventile 6 oder 8 eine so große ölmenge abführt, daß die AbfUhrungsleitung 30 aus diesem ölablaßbehälter nicht mehr den ganzen ölstrom aufnehmen kann, füllt sich der Auffangbehälter 10. In dem höchst unwahrscheinlichen fall, daß der Auffangbehälter 10 so weit mit Hydraulikflüssigkeit angefüllt ist, daß ein weiteres Fachströmen verhindert wird, reißt diese Berstplatte 28.

Wie aus Fig. 2a zu ersehen ist, die einen Längsschnitt durch die Schutzanordnung darstellt, ist die Abflußleitung 30 aus dem olauffangbehälter 10 mit einem Speicher 34 verbunden, in den alles abgelassene Hydrauliköl aufgefangen wird. Es wird dann von hier aus wieder in die einzelnen Stellantriebe eingespeist. Es ist dabei zweckmäßig, wie aus fig· 2b zu ersehen ist, wenn noch eine zweite AbfUhrungeleitung 36 vom olauffangbehälter vorgesehen ist, die als Reserveleitung dient, wenn nämlich die erste Leitung 30 verstopft oder zusammengequetscht ist.

Als Schnellablaßventile 6 und 8 werden zweckmäßigerweise

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Ventile mit druckmittelbetätigtem Vorsteuerkolben verwendet. Da diese Schnellablaßventile 6 und 8 nämlich im allgemeinen nur sehr selten arbeiten, besteht die Gefahr, daß sich Peststoffe oder andere Ablagerungen aus dem öl an kritischen Stellen und insbesondere den Paßstücken des Ventils niederschlagen. Die genannte Ventilart wurde deshalb gewählt, da sie sehr genaue Sitzflächen, starke Schließkräfte und eine sehr kurze Öffnungszeit aufweist. Die verwendeten Ventile öffnen so schnell, daß innerhalb von 12,5 bis 15 ms nach Erregung der Magnetspulen der Druck im Stellantrieb bereits abgebaut wird.

Mit der beschriebenen Anordnung der Schnellablaßventile und ihrer Zuführungsleitungen ist also gewährleistet, daß auch in einem Schadensfalle durch äußere Einflüsse oder durch innerhalb der Anlage umherfliegende Bruchstücke stets ein sicherer Betrieb gewährleistet ist und aufrechterhalten werden kann.

7 Ansprüche
2 Pig.

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— 6 -»

Claims (6)

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1.) Schutzanordnung für Hydrauliköl-Schnellablaßventile an Stellantrieben von Dampfturbinen-Ventilen, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckölkammer (10) des Stellantriebes (1) jeweils zwei Hydrauliköl-AbfUhrungsleitungen (2, 4) mit je einem Schnellablaßventil (6, 8) angeschlossen sind, die ihrerseits in einem gemeinsamen Auffangbehälter (1OJ für das aus beiden Ventilen (6, 8) abströmende öl einmünden und daß die Abführungsleitungen (2, 4) und die Schnellablaßventile (6, 8) auf mindestens vier Seiten durch widerstandsfähige Schutzschilde (24 bis 26) abgeschirmt sind.

2. Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des ölauffangbehälters (10) aus starkwandigen Stahlplatten besteht und als seitlicher Schutzschild flir die Schnellablaßventile (6, 8) dient.

3. Schutzanordnung nach Anspruch 1 und Z₉ dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Schutzschilde (24» 25) von dem ölauffangbehälter (10) ausgehen.

4· Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikölabführungsleitung (2, 4) auf zwei verschiedenen Seiten aus dem Stellantrieb (1) herausgeführt sind.

5· Schutzanordnung nach Anspruch 1 und 4» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Abführungsleitungen (2, 4) und den Schnellablaßventilen (6, 8) ein zusätzlicher Schutzschild (26) angeordnet ist.

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6. Schutzanordnung nach Anspruch. 1 und 2, dadurch, gekennzeichnet, daß das Volumen des ölauffangfcehälters (10) ein Mehrfaches des ölvolumens in einem Stellantrieb (1) "beträgt.

7· Schutzanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölauffangbehälter (10) mit einer Berstscheibe (28) versehen ist.

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