DE7827717U1 - SAFETY AND RELIEF VALVE - Google Patents
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Description
BOPPSREUTHER GMBH MANNHEIM-WALDHOFBOPPSREUTHER GMBH MANNHEIM-WALDHOF
Sicherheits- und EntlastungsventilSafety and relief valve
Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheits- und Entlastungsventil, insbesondere für Dampfleitungen in Kernkraftwerken, dessen Verschlußkörper fest mit einem Kolben verbunden ist, der in einem Belastungszylinder gleitet, dessen Druckraum mit dem im Ventilgehäuse anstehenden Druckmedium in Verbindung steht und das Ventil in Schließstellung hält, wobei die öffnung des Ventils durch Entlastung des Druckrauraes über eine Entleerungsöffnung und ein bei Erreichen des Ansprechdruckes selbsttätig schaltendes und auch bei anderen Betriebszuständen betätigbares Steuerorgan ausgelöst wird.The invention relates to a safety and relief valve, especially for steam lines in nuclear power plants, the closure body of which is firmly connected to a piston that is in a Loading cylinder slides, the pressure chamber of which is connected to the pressure medium in the valve housing, and the valve holds in the closed position, the opening of the valve by relief of the Druckrauraes via an emptying opening and an automatically switching when the response pressure is reached and also when other operating states actuatable control element is triggered.
Ein solches Ventil hat einerseits die Sicherheitsfunktion zu erfüllen, d. h. es muß bei Erreichen des Ansprechdruckes selbsttätig öffnen und nach Druckabsenkung wieder schließen und andererseits soll es sich auch als Entlastungsventil bei einem beliebigen Zwischendruck durch Betätigung des Steuerorgans öffnen lassen.On the one hand, such a valve has to fulfill the safety function, d. H. it must open automatically when the response pressure is reached and close again after the pressure has dropped, and on the other hand it should also be able to be opened as a relief valve at any intermediate pressure by actuating the control element.
Die Anforderungen an ein solches Sicherheits- und Entlastungsventil werden insbesondere im Kernkraftwerksbau immer vielseitiger, um den umfangreichen Sicherheitsbestimmungen Rechnung zu tragen. So wird neuerdings gefordert, daß ein solches Ventil auch schon bei sehr niedrigen Drücken bis hinunter zu etwa 1 bar voll öffnet, um bestimmte Betriebsfälle abzudecken. Hier tritt nun die Schwierigkeit auf, daß bei sehr niedrigen Drücken der in öffnungsrichtung auf den Kolben einwirkende Mediumdruck nicht ausreicht, um das Gewicht der aus dem Ventilverschlußkörper und dem Kolben bestehenden, insbesondere bei größeren Nennweiten relativ schweren beweglichen Ventilteile und die Reibung z. B. an Kolbenringen zu überwinden, so daß das Ventil dann ohne besondere Fremdenergie nicht oder zumindest nicht voll öffnet.The requirements for such a safety and relief valve are becoming more and more versatile, especially in nuclear power plant construction, in order to take into account the extensive safety regulations. It has recently been demanded that such a valve open fully even at very low pressures down to about 1 bar, to cover certain operational cases. Here the problem arises that, at very low pressures, the pressure in the opening direction The medium pressure acting on the piston is not sufficient to withstand the weight of the valve closure body and the piston, especially with larger nominal sizes relatively heavy moving valve parts and the friction z. B. to overcome piston rings, so that the valve then does not open or at least does not open fully without special external energy.
Bei höheren Drücken dagegen entweicht das Medium beim Ansprechen des Steuerorgans häufig zu schnell aus dem Druckraum des Belastungszylinders, wodurch der Ventilöffnungsvorgang infolge des anstehenden hohen Mediumdruckes so plötzlich erfolgt, daß durch die harten Schläge der beweglichen Ventilteile am Ende des Hubes bzw. durch die schlagartige Inbewegungsetzung der Dampfsäule und durch die ausgelösten Dampfschwingungen Beschädigungen im Rohrsystem und am Ventil entstehen können.At higher pressures, on the other hand, the medium often escapes too quickly from the pressure chamber of the loading cylinder when the control element responds, whereby the valve opening process takes place so suddenly as a result of the high pressure of the medium that through the hard knocks of the moving valve parts at the end of the stroke or by the sudden start of the steam column and The steam vibrations triggered can cause damage to the pipe system and the valve.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges Sicherheits- und Entlastungsventil so auszubilden, daß es auch bei sehr niedrigen Drücken von nur wenigen bar ohne Fremdenergie einwandfrei voll öffnet und daß beim öffnen des Ventils unter höheren Drücken Schäden, die durch zu schnelles öffnen des Ventils im Ventil oder im Rohrsystem verursacht v/erden könnten, vermieden werden.The object of the invention is to provide such a safety and relief valve to train so that it is perfectly full even at very low pressures of only a few bar without external energy opens and that when opening the valve under higher pressures Damage which could be caused by opening the valve too quickly in the valve or in the pipe system can be avoided.
Die Lösung dieser Aufgabe wird in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gesehen.The solution to this problem is seen in the characterizing features of claim 1.
Durch den an den Druckraum des BelastungsZylinders angeschlossenen Ejektor strömt beim Schalten des Steuerorgans und damit beim öffnen des Absperrventil über die mit dem im Ventilgehäuse anstehenden Druckmedium in offener Verbindung stehende Zuleitung ein Treibdampfstrahl, der durch die Einlaufdüse und die Auslaufdüse des Ejektors strömt und über das offene Absperrventil in den Entlastungsraum gelangt. Von diesem Treibdampfstrahl wird das Druckmedium wie bei einer Dampfstrahlpumpe aus dem Zylinderdruckraum in die Auslaufdüse des Ejektors gesaugt, wodurch sich bei sehr niedrigen Mediumdrücken der Druckraum nicht nur maximal bis auf Atmosphärendruck entlasten läßt, sondern im Zylinderdruckraum ein nennenswerter Unterdruck entsteht, so daß die beweglichen Ventilteile infolge der zusätzlichen Saugwirkung auf der Druckraumseite auch noch von einem sehr niedrigen, im Ventilgehäuse anstehenden Mediumdruck schnell genug in die volle Ventilöffnungsstellung gebracht und in dieser Stellung gehalten werden.Through the connected to the pressure chamber of the loading cylinder The ejector flows when the control element is switched and therefore when it is opened of the shut-off valve via the supply line that is in open connection with the pressure medium in the valve housing, a jet of motive steam, through the inlet nozzle and the outlet nozzle of the ejector flows and reaches the relief chamber via the open shut-off valve. The pressure medium is produced by this jet of motive steam as in a steam jet pump from the cylinder pressure chamber into the outlet nozzle of the ejector, which means that at very low medium pressures, the pressure chamber is not only down to a maximum of atmospheric pressure Can relieve, but in the cylinder pressure chamber a significant negative pressure arises, so that the moving valve parts as a result of additional suction on the pressure chamber side also from one very low medium pressure in the valve housing is brought into the full valve open position quickly enough and in this Position to be held.
Bei hohen Mediumdrücken dagegen wirkt der Ejektor als Drossel, da jetzt durch die im Durchmesser festgelegte Einlauf- und Auslaufdüse eine so große Treibdampfmenge hindurchgeblasen wird, daß die'At high medium pressures, on the other hand, the ejector acts as a throttle because it is now through the inlet and outlet nozzle with a fixed diameter such a large amount of motive steam is blown through that the '
■ I I · ·■ I I · ·
• . •.
Saugleistung abfällt. Das im Druckraum des Belastungszylinders vorhandene Druckmedium kann deshalb nur langsam über den Ejektor entweichen, wodurch die sonst bei höheren Drücken auftretende schlagartige Öffnungsbewegung der beweglichen Ventilteile wirksam gedämpft wird. Die Absaugleistung verringert sich hierbei mit zunehmender Entspannung des im Zylinderdruckraum vorhandenen Druckmediums, d. h. mit zunehmendem Differenzdruck zwischen Treibdampf · \ und Druckraummedium, so daß sich die Stellzeit zum Ende des Öffnungshubes hin noch verlängert. Der Ejektor wirkt somit als selbstregelnde Drossel und löst eine erhöhte Dämpfung zum Ende des Ventilhubes hin aus, so daß der Öffnungsvorgang relativ weich erfolgt. Suction power drops. The pressure medium present in the pressure chamber of the loading cylinder can therefore only escape slowly via the ejector, which effectively dampens the sudden opening movement of the movable valve parts that otherwise occurs at higher pressures. The suction power decreases here with increasing relaxation of the present in the cylinder pressure chamber pressure medium, ie with increasing pressure difference between propellant vapor · \ and medium pressure chamber so that the operating time even extended to the end of the opening stroke back. The ejector thus acts as a self-regulating throttle and triggers increased damping towards the end of the valve stroke, so that the opening process takes place relatively smoothly.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung wird darin gesehen, daß der Kolben aus einem äußeren Ringkolbenteil und einem zentralen Führungskolbenteil besteht und in einem aus zwei konzentrisch ineinanderliegenden Zylindermänteln bestehenden .Belastungszylinder gleitet, wobei die in den Ejektor mündende Entleerungsöffnung an den Außenzylinderteil angeschlossen ist und der Innensylinder-■ mantel mit einer oder mehreren Drosselbohrungen versehen ist, die im Verlauf der Hubbewegung vom zentralen Führungskolbenteil überfahren werden. Dadurch wird eine sichere Führung des Kolbens erzielt und es baut sich im Innenzylinder zum Ende der Hubbewegung hin ein Druck auf, der den Öffnungshub noch zusäztlich dämpft.A further development of the invention is seen in the fact that the piston consists of an outer annular piston part and a central one The guide piston part consists and in one of two concentrically one inside the other Cylinder jackets existing .Lastungsylinder slides, whereby the emptying opening opening into the ejector on the outer cylinder part is connected and the inner cylinder ■ jacket is provided with one or more throttle bores, which are passed over by the central guide piston part in the course of the stroke movement. This ensures that the piston is guided reliably and a pressure builds up in the inner cylinder towards the end of the stroke movement, which additionally dampens the opening stroke.
„ Zweckmäßigerweise bildet die als Treibleitung dienende Zuleitung und die Einlaufdüse des Ejektors mit der anschließenden Entleerungsöffnung die Zuströrnleitung zum Füllen des Zylinderdruckraumes während des Ventilschließhubes, wodurch der konstruktive Aufbau des Ventilsbesonders einfach wird."Appropriately forms the supply line serving as a driveline and the inlet nozzle of the ejector with the subsequent discharge opening the inflow line for filling the cylinder pressure chamber during the valve closing stroke, whereby the constructive Structure of the valve becomes particularly simple.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispie?s in der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:The invention is illustrated using an exemplary embodiment in FIG Drawing explained in more detail, namely shows:
Fig. 1 ein Sicherheits- und Entlastungsventil gemäß der Erfindung im Längsschnitt undFig. 1 shows a safety and relief valve according to the invention in longitudinal section and
Fig. 2 den im Ventil nach Fig. 1 eingebauten Ejektor in vergrößertem Maßstab.FIG. 2 shows the ejector built into the valve according to FIG. 1 on an enlarged scale.
* Das gezeigte Sicherheits- und Entlastungsventil ist in die nicht näher dargestellte Dampfleitung eines Kernkraftwerkes eingebaut* The safety and relief valve shown is not in the Steam line of a nuclear power plant shown in more detail installed
§ und besteht aus einem Ventilgehäuse 1, dessen Eintrittsstutzen 2§ and consists of a valve housing 1, the inlet nozzle 2
an die Dampfleitung angeschlossen ist und dessen Austrittsstutzen jis connected to the steam line and its outlet nozzle j
zu nachgeschalteten Ventilen führt. Im Innern des Ventilgehäuses 1„ . ist ein Ventilsitz 4 vorgesehen, der durch den VentilverschluS- ¥ ' körper 5 absperrbar ist und den Austritt des Dampfes über den Austrittsstutzen 6 in den Entlastungsraum oder ins Freie ermöglicht. Der Ventilverschlußkörper 5 ist fest mit dem Kolben 7 des Belastungszylinders 8 verbunden, dessen Druckraum 9 mit dem im Ventilgehäuse 1 anstehenden Dampf in Verbindung steht, so daß -der Kolben 7 und damit der VentilVerschlußkörper 5 vom Mediumdruck in Schließstellung gehalten-.Ti rd. Die öffnung des Ventils wird durch Entlastung des Druckraumes 9 eingeleitet, vrodurch der ,Kolben 7 vom Druck des im Ventilgehäuse 1 anstehenden Dampfes in die Ventiloffenstellung verschoben wird und den Ventilverschlußkörper 5 von seinem Sitz h abhebt. Der Dampf kann dadurch über den Dampfaustrittsstutzen β entweichen.leads to downstream valves. Inside the valve housing 1 “. a valve seat 4 is provided, which can be shut off by the valve closure ¥ 'body 5 and enables the steam to exit via the outlet connection 6 into the relief space or into the open. The valve closure body 5 is firmly connected to the piston 7 of the loading cylinder 8, the pressure chamber 9 of which is in communication with the steam present in the valve housing 1, so that the piston 7 and thus the valve closure body 5 are held in the closed position by the medium pressure The opening of the valve is initiated by relieving the pressure in the pressure chamber 9, whereby the piston 7 is displaced by the pressure of the steam in the valve housing 1 into the valve open position and the valve closure body 5 is lifted from its seat h. This allows the steam to escape via the steam outlet nozzle β.
Gemäß der Erfindung ist an den Druckraum 9 des Belastungszylinders ein Ejektor Io angeschlossen, der aus der Einlaufdüse 11, der Auslaufdüse 12 und der als Treibleitung dienenden Zuleitung 13 besteht, die mit dem im Durchgangskanal 14 des Ventilgehäuses 1 anstehenden Dampf in offener Verbindung steht. Die Auslaufdüse 12 liegt in der Achse 15 der Einlaufdüse 11 und zwischen der Einlaufdüse und der Auslaufdüse befindet sich eine Entleerungsöffnung l6, die mit dem Druckraum 9 des Belastungszylinders 8 offen verbunden ist."Die Entlastung des Druckraumes 9 erfolgt über diese Entleerungsöffnung ΐβ, wobei der im Druckraum 9 befindliche Dampf von dem aus der Einlaufdüse 11 austretenden Treibstrahl des Ejektors in den Eintrittsteil 17 der Auslaufdüse 12 gesaugt wird und von hier aus zusammen mit dem Treibstrahl über den Auslaß 18 der Auslaufdüse 12 und das geöffnete Magnetventil 19 in den Entlastungsraum 2o strörnt.According to the invention is on the pressure chamber 9 of the loading cylinder an ejector Io is connected, which consists of the inlet nozzle 11, the outlet nozzle 12 and the supply line 13 serving as a drift line exists, which is in open connection with the steam present in the passage 14 of the valve housing 1. The outlet nozzle 12 lies in the axis 15 of the inlet nozzle 11 and there is an emptying opening between the inlet nozzle and the outlet nozzle l6, which is openly connected to the pressure chamber 9 of the loading cylinder 8 is. "The pressure chamber 9 is relieved of pressure via this Emptying opening ΐβ, wherein the steam located in the pressure chamber 9 is sucked into the inlet part 17 of the outlet nozzle 12 by the propulsion jet of the ejector emerging from the inlet nozzle 11 and from here together with the propulsion jet via the outlet 18 of the outlet nozzle 12 and the opened solenoid valve 19 into the relief space 2o noises.
Der Kolben 7 des Belastungssylinders 8 besteht aus einem äußeren Ringkolbenteil 21 und einem zentralen Führungskolbenteil 22. Der äußere Ringkolbenteil 21 gleitet in dem äußeren Zylindermantel 23 des BelastungsZyainder^ 8,, ,,während der zentrale FührungskolbenteilThe piston 7 of the loading cylinder 8 consists of an outer one Ring piston part 21 and a central guide piston part 22. The outer annular piston part 21 slides in the outer cylinder jacket 23 of the load Zyainder ^ 8 ,, ,, while the central guide piston part
im Innenzy.lindermantel 24 geführt ist. Die Entleerungsöffnung 16 . ist hierbei an den Außenzylinderteil. . 2j5 angeschlossen. Der Innen^ Zylindermantel 24 trägt eine Drosselbohrung 25, die vom zentralen | Führungskolbenteil 22 im' Verlauf der Hubbewegung überfahren wird. |is performed in the Innenzy.lindermantel 24. The emptying opening 16. is here on the outer cylinder part. . 2j5 connected. The inside ^ Cylinder jacket 24 has a throttle bore 25 which extends from the central | Guide piston part 22 is passed over in the course of the stroke movement. |
!: Das erfindungsgemäße Sicherheits- und Entlastungsventil arbeitet Γ!: The safety and relief valve according to the invention works Γ
wie folgt:' |as follows: '|
Im Normalfall ist das Ventil geschlossen und der Dampf steht im ■ $ Durchgangskanal 14 des Ventilgehäuses 1 mit seinem Druck ar. Über Zuleitung 13, Einlauf düse 11 und Entleerungsöffnung 16 steht ;. der Durchgangskanal 14 mit dem Druckraum 9 des Belastungszylinders; in offener Verbindung, so daß der Dampfdruck auch im Druckrauni 9 vorhanden ist, wodurch der Kolben 7 wegen der größeren Differenzkolbenfläche in Schließrichtung gedrückt wird und den Ventilverschlußkörper 5 fest auf dem Ventilsitz 4 in Schließstellung hält'.Normally, the valve is closed and the steam is in ■ $ passageway 14 of the valve housing 1 with its pressure ar. About supply line 13, inlet nozzle 11 and discharge opening 16 is; the through channel 14 with the pressure chamber 9 of the loading cylinder; in open connection, so that the vapor pressure is also present in the pressure chamber 9, whereby the piston 7 is pressed in the closing direction because of the larger differential piston area and holds the valve closure body 5 firmly on the valve seat 4 in the closed position.
Bei der Funktion als Sicherheitsventil spricht das Steuerorgan bei Erreichen des hohen Ansprechdruckes selbsttätig an und öffnet das Magnetventil 19* wodurch eine offene Verbindung vom Durchgangskanal 14 des Ventilgehäuses 1 zum Entlastungsraum 2o entsteht und ein Treibstrahl über die Zuleitung 13 durch die Einlaufdüse 11 des Ejektors Io strömt, der den Dampf aus dem Druckraum 9 absaugt und über die Auslaufdüse 12 und das Magnetventil 19 in den Entlastungsraum 2o leitet. Durch die bei dem hohen Mediumdruck auftretende Drosselwirkung des Ejektors entsteht eine Dämpfung der Ventilöffnungsbewegung, die noch durch die sich verringernde Absaugleistung des Ejektors sum Ende des Öffnungshubes hin verstärkt wird. Eine weitere Bremswirkung tritt beim Überfahren der Drosselbohrung 25 durch den zentralen Führungskolbenteil 22 auf.When functioning as a safety valve, the control unit responds automatically and opens when the high response pressure is reached the solenoid valve 19 * which creates an open connection from the passage 14 of the valve housing 1 to the relief space 2o and a propulsion jet via the feed line 13 through the inlet nozzle 11 of the ejector Io flows, which sucks the steam out of the pressure chamber 9 and via the outlet nozzle 12 and the solenoid valve 19 into the relief space 2o heads. The throttling effect of the ejector, which occurs at the high medium pressure, results in a damping of the Valve opening movement, which is reinforced by the decreasing suction power of the ejector at the end of the opening stroke will. Another braking effect occurs when driving over the throttle bore 25 through the central guide piston part 22.
Soll das Ventil als Entlastungsventil bei einem sehr niedrigen Druc von nur einem oder1 wenigen bar öffnen, so wird das Steuerorgan vonIf the valve is to open as a relief valve at a very low pressure of only one or 1 bar, the control element is
/aus
der Steuerwarte geschaltet und dadurch das Magnetventil 19 geöffnet
Der Ejektor Io tritt in Tätigkeit und entlastet den Druckraun 9 infolge
der Saugwirkung bis auf einen Unterdruck, der groß genug ist, um die beweglichen Ventilteile, d. h. den Ventilverschlußkörper 5
mit dem hieran befestigten Kolben 7 in die volle öffnungsstelLung
zu bewegen./out
The control room is switched and the solenoid valve 19 is opened The ejector Io comes into action and relieves the pressure chamber 9 due to the suction down to a negative pressure that is large enough to move the valve parts, ie the valve closure body 5 with the piston 7 attached to it in the fully open position to move.
In der geöffneten Ventilstellung kann der Dampf über den Ventilsitz
4 und den Dampfaustrittsstutzen 6 in den Entlastungsraum
strömen. Ist der Dampfdruck weit genug abgefallen oder die Störung in der Anlage beendet, so wird das Magnetventil 19 wieder selbsttätig
oder von der Steuerwarte aus geschlossen, wodurch der Dampf im Durchgangskanal 14 des Ventils jetzt über die Zuleitung 13 und
die Einlaufdüse 11 sowie über die Entleerungsöffnung 16 in den Druckraum
9 einströmt und den Kolben 7 mit dem Ventilverschlußkörper 5
in die Ventilschließstellung bewegt.In the open valve position, the steam can enter the relief space via the valve seat 4 and the steam outlet connection 6
stream. If the steam pressure has dropped far enough or the malfunction in the system has ended, the solenoid valve 19 is closed again automatically or from the control room, whereby the steam in the passage 14 of the valve is now via the supply line 13 and the inlet nozzle 11 as well as via the emptying opening 16 flows into the pressure chamber 9 and moves the piston 7 with the valve closure body 5 into the valve closed position.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE7827717U DE7827717U1 (en) | 1978-09-18 | 1978-09-18 | SAFETY AND RELIEF VALVE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE7827717U DE7827717U1 (en) | 1978-09-18 | 1978-09-18 | SAFETY AND RELIEF VALVE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE7827717U1 true DE7827717U1 (en) | 1979-03-22 |
Family
ID=6695201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE7827717U Expired DE7827717U1 (en) | 1978-09-18 | 1978-09-18 | SAFETY AND RELIEF VALVE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE7827717U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4206658A1 (en) * | 1992-03-03 | 1993-09-09 | Siemens Ag | SAFETY DEVICE AGAINST OVERPRESSURE FAILURE OF A CORE REACTOR PRESSURE TANK |
| DE4206660A1 (en) * | 1992-03-03 | 1993-09-09 | Siemens Ag | SAFETY DEVICE AGAINST OVERPRESSURE FAILURE OF A CORE REACTOR PRESSURE TANK |
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1978
- 1978-09-18 DE DE7827717U patent/DE7827717U1/en not_active Expired
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