DE2435728C2 - Druckmittelbetätigtes Entnahme- Schnellschlußventil für Dampf- und Gasturbinen - Google Patents

Description

hub im Betrieb ist also z. B. der Dampfabnahme des Verbrauchernetzes proportional und wird zu Null, wenn der Verbraucher die Dampfabnahme einstellt oder über eine zweite Einspeisung (Reduzierstation) Dampf in das Verbrauchernetz einströmt. Stellt sich auf der Verbraucherseite — aus welchen Gründen auch immer — ein höherer Dampfdruck ein als an der Entnahmestelle der Turbine, bewirkt die Ventilplatte 7 — als Rückschlagventil — eine dichte Absperrung zur Turbinenseite.

Bei Auslösung des Turbinenschnellschlusses und Öldruckabfall im Servo-Stellglied 9, wird durch Federkraft der Ventilkegel 11 in Schließstellung geschaltet, mit der Wirkung, daß der Ventilauslaß 13 abgesperrt und der Kanal 21 geöffnet wird. Dadurch werden Spindelraum 14 und Federraum 17 wieder mit Strömungsmittel gefüllt, bis nahezu Druckausgleich, ober- und unterhalb des Betätigungskolbens 5, herrscht.

Die Schließfeder 6 drückt nun den Betätigungskolben nach unten und belastet zugleich die Ventilplatte 7 in der Schließstellung.

Dabei übernimmt das Ventil zugleich die Funktion eines Überdrucfc-Sicherheitsventiis für den Gehäuseteil der Dampfturbine, an der die jeweilige A.izapf- oder Entnahmeleitung angeschlossen ist

Fig.2 zeigt eine weitere Ventilvariante; sie unterscheidet sich zu der Ausführung gemäß F i g. 1 dadurch, daß das Strömungsmittel zum Auffüllen des Spindelraumes 14 sowie des Federraumes 17 und damit zur Beaufschlagung des Betätigungskolbens 5 aus dem turbinenseitigen Ventilraum über den Kanal 25 entnommen wird. Ferner wird der Betätigungskolben zum Führungszylinder 20 durch Kolbenringe 30 abgedichtet.

Durch diese Maßnahme kann das Schnellschluß-Rückschlagventil durch entsprechende Ansteuerung zugleich die Funktion eines Absperrventil übernehmen, falls Störungen auf der Verbraucherseite einen vorübergehenden Ventilabschluß erfordern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druckmittelbetätigtes Entnahme-Schnellschlußventil für Dampf- und Gasturbinen, bestehend aus einem durch Federkraft in Schließrichtung belasteten Ventilverschlußkörper, aus einem in einem Führungszylinder unter Bildung eines Zylinderdruckraums druckabhängig beweglich geführten Betätigungskolben und aus von einem gesteuerten Dreiwege-Hilfsventil beherrschten Kanälen, von denen einer einen drucklosen Auslaß darstellt, einer an den abzusperrenden Strömungsweg und einer an den Zylinderdruckraum angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft den Ventilverschlußkörper entgegen der Durchströmrichtung schließt und der Ventilverschlußkörper, nach Art eines Rückschlagventils, als an einer Führungsstange (28) im Betätigungskolben (5) frei beweglich gelagerte Vcitilplatte (7) ausgebildet ist

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   Die Erfindung bezieht sich auf ein druckmittelbetätigtes Entnahme-Schnellschlußventil der im Oberbegriff des Anspruchs genannten Art.

   Ein solches Ventil in Steuerungsanlagen von Dampfund Gasturbinen eingesetzt dient dazu, daß nach Erreichen des von Dampfverbrauchern geforderten Druckes an der Entnahmestelle der Turbine durch selbsttätiges öffnen die Dampfzufuhr zu den Verbrauchern freigegeben wird, wobei der Turbcsatz in-. Betrieb vor Störungen, die von der Verbraucheiseite herkommen können, geschützt sein soll.

   Bei einem aus dem DE-GM 72 00 465 bekannten Ventil der genannten Art wird vorgeschlagen, daß zur Steuerung des als Ventilverschlußkörpers ausgebildeten Ventilkolbens ein als Drei-Wege-Ventil ausgebildetes Hilfsventil vorgesehen ist, wobei der Ventilkolben in Strömungsrichtung des Druckmediums schließt Das Hilfsventil, das in eine Verbindungsleitung zwischen der Eintrittseite des Absperrventils und einem von dem Ventilkolben und seiner Kolbenführung gebildeten, abgeschlossenen Druckraum geschaltet ist, bewirkt über seine spezielle Steuerung ein eigensicheres Schließen und öffnen des Absperrventils. Wird ein derartig gesteuertes Absperrventil, das ohne weiteres als Schnellschlußventil in Turbinenanlagen eingesetzt werden kann, als Entnahme-Schnellschlußventil verwendet, dann kann durch Störungen von der Entnahmeseite her nicht ausgeschlossen werden, daß das Sicherheitserfordernis für die Turbine gefährdet ist. Beispielsweise kann rückströmender Dampf zu Schäden an der Turbine führen.

   Um ein solches Rückströmen von Arbeitsmittel zu vermeiden, ist in der DE-AS 11 84 579 ein Rückschlagventil für Dampf-Entnahmeleitungen vorgeschlagen worden, bei dem ein schnelles Schließen der Leitung durch eine Hilfsbetätigung erreicht werden soll. Die zusätzliche Hilfsbetätigung in der Ausbildung eines durch ein fremdes Druckmittel beaufschlagten Schließgetriebes ist sehr aufwendig und bringt außerdem eine weitere Störquelle mit sich, was durch die Erfindung vermieden werden soll

   Die Kombination eines Absperr- und Rückschlagventils ist aus der DE-Patentanmeldung K 9 003 Xll/47g, bekanntgemachl am 07. 02. 52, bekannt, bei der ein be-

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   65 weglicher Ventilteller in axialer Richtung in einer Spindel geführt ist, derart, daß das Ventil sowohl als von Hand betätigtes Niederschraub- als auch als Rückschlagventil dienen kann. Dieses für Wasser- oder Gasleitungen konzipierte Ventil ist auf diesen Anwendungsbereich festgelegt

   Der Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, ein druckmitte'betätigtes Entnahme-Schnellschlußventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das verhindert daß durch rückströmenden Dampf, dessen Zustand von dem an der Entnahmestelle der Turbine abweicht, unzulässige Temperaturänderungen in der Turbine auftreten, daß der rückströmende Dampf z. B. durch Ausdampfen des Kondensats in Speisewasservorwärmern bti Druckabsenkung eine unzulässige Drehzahlerhöhung beim Trennen des Turbosatzes vom Netz verursacht und daß bei unzulässigem Anstieg des Wasserstandes im Vorwärmer Wasser in die Turbine ge'angt

   Diese Aufgabe wird bei einem Ventil der eingangs angegebenen Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst. Durch das entgegen der Strömungsrichtung angeordnete Ventil wird vorteilhafterweise die Sicherheit der Turbine gesteigert, weil wegen der nicht so hohen Drucke im Entnahmeabschnitt eine einwandfreie Funktion des Ventils als Sicherheitsventil gewährleistet ist

   Nachfolgend wird^e Erfindung an zwei in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Im wesentlichen besteht das Ventil aus einem Gehäuse 1, mit Eintrittsflansch 2 und Austrittsflansch 3; ferner aus einem Führungsflansch 4, Betätigungskolben 5 mit Spindel 26, Schließfeder 6 und Ventilplatte 7 mit Führungsstange 28, sowie einem Drei-Wege-Hilfsventil 8.

   Das Entnahme-Schnellschluß-Rückschlagventi! ist hydraulisch in den Sicherheitskreis der Turbine eingefügt Die Öffnungsbereitschaft wird beim Überschreiten einer bestimmten Mindestleistung des Turbosptzes durch Ansteuerung des Servo-Stellgliedes 9 im Hilfsventil 8 hergestellt, indem schne.üschlußabhängiges Kraftöi den federbelasteten Stellkolben 10 und damit den Ventilkegel 11 in Anfahrstellung schaltet. Hierbei wird — bei gleichzeitigem Abschluß des Kanals 21 — der Ventilauslaß 13 geöffnet und der vom Verbrauchernetz über den Austrittsflansch 3 auch im Spindelraum 14 eingeschlossene Dampfdruck abgebaut.

   Damit überwiegt die von unten auf den Betätigungskolben 5 einwirkende Druckkraft die Vorspannkraft der Schließfeder 6, der Betätigungskolben wird nach oben bewegt, bis er mit sernem Dichtbund 15 gegen den entsprechenden, sitzartigen Anschlag 18 des Führungsflansches 4 axial zur Anlage kommt und dort metallisch abdichtet Über den Spalt 16 der Spindelführung 23 des Betätigungskolbens 5 kann nunmehr das im Federraum 17 noch eingeschlossene fluidische Strömungsmittel vollständig entweichen, so daß in Betriebsbereitschaft und während des Betriebes kein Leckdampf nach außen abgeführt werden muß. Im Kanal 22 zwischen der Spindelführung 23 und dem Federraum 17 ist eine einstellbare Drossel 24 angeordnet.

   Die Ventilplatte 7 kann jetzt beim Erreichen des seinem Eigengewicht entsprechenden Druckunterschiedes — unter- und oberhalb der Ventilplatte 7 — öffnen. Die zum Überwinden des Eigengewichts der beweglichen Ventilplatte 7 erforderlichen Druckkräfte bleiben über den vollen Arbeitshub nahezu unveränderlich und werden von der Ventilplatte selbst herbeigeführt, die die Durchlaußquerschnitte selbsttätig entsprechend einstellt und so das Strömungsmittel drosselt. Der Ventil-