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Sicherheitseinrichtung für eine Wärmeaustauscheranlage
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
Eine Dampfturbine 1 wird durch eine vom Hochdruckdampfkessel kommende Hochdruckleitung 2 gespeist. Zur Absperrung der Zuführung des Hochdruckdampfes befindet sich vor der Turbine 1 ein Schnellschluss 3. Des weiteren führt eine Abzweigung der Hochdruckleitung 2 zu einerReduzier- station 4, an der sich ein Dampfkühler 5 anschliesst. Von diesem Kühler führt der reduzierte und gekühlte Dampf über eineNiederdruckheizleitung 6 in die von der Anzapfstelle der Turbnie 1 kom- mende Niederdruckheizleitung 6a in den Wärmeaustauscher oder Heizer 7 od. dgl.
Es liegt im Sinne der Erfindung, die Reduzierstation mit ihrem nachgeschalteten Kühler 5 hinter eine Sicherheitsvorrichtung anzuordnen. Zu diesem Zweck ist der Reduzierstation 4 ein mit der Hochdruckleitung 2 verbundenes Schnellschlussventil 8 vorgeschaltet. Dieses Schnellschlussventil 8 steht unter dem Einfluss der hinter dem Kühler 5 in der Heizleitung 6 eingebauten Steuerventile 9 und 11. Die auf von dem Wärmeaustauscher bestimmten Konzessionsdruck eingestellten Steuerorgane bringen über die Steuerleitungen 12, 10 das Schnellschlussventil 8 in seine Schliessstellung.
Das Steuerventil 9 hat ein federbelastetes Verschlussstück, während das Steuerventil 11 als ein Magnetventil ausgestaltet ist. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist das federbelastete Ventil 9 an die zum Schnellschlussventil 8 führende Leitung 10 angeschlossen. Das Magnetventil 11 hat über die Leitung 12 mit der Leitung 10 Verbindung und wird vom Kontaktmanometer 15 gesteuert. Es liegt im Sinne der Erfindung, dass das Magnetventil 11 auf einen niedrigeren Druck anspricht als das federbelastete Ventil 9. Hiedurch wird erreicht, dass bei Ausfall des Steuerstromes und damit bei Ausfall des Magnetventils 11 die Sicherheitseinrichtung durch das federbelastete Ventil 9 in Bereitschaft steht.
Durch das verschiedene Ansprechen der Ventile 9, 11 auf verschiedene Drücke wird erreicht, dass erst bei Ausfall des Magnetventils das federbelastete Ventil 9 zur Auswirkung kommt, um ein Undichtwerden dieses Ventils 11 im normalen Betriebszustand zu vermeiden, was durch den federbelasteten konstruktiven Aufbau und die Wirkungsweise bedingt ist. Die von dem Kühler 5 kommende Niederdruckheizleitung 6 hat über ein zusätzliches Magnetventil 13 Verbindung mit einem hilfsgesteuerten Sicherheitsventil 14. Das Magnetventil 13 wird von demselben Kontaktma- nometer 15 gesteuert wie das Magnetventil 11.
Dabei können mit einem gemeinsamen Oberwertkontakt gleichzeitig Magnetventil 11 und 13 gesteuert werden, d. h. bei Überschreiten des vorgesehenen Druckes in der Heizleitung 6 wird gleichzeitig das Schnellschlussventil 8 geschlossen und das hilfsgesteuerte Sicherheitsventil geöffnet. Es ist aber zweckmässig, zwei Oberwertkontakte am Kontaktmanometer vorzusehen, u. zw. so, dass bei Erreichen des ersten Oberwertkontaktes zunächst das Schnellschlussventil 8 geschlossen wird und erst bei Erreichen des zweiten, kurz dahinter liegenden Oberwertkontaktes zusätzlich dasMagnetventil 13 betätigt wird, welches wieder das hilfsgesteuerte Sicherheitsventil 14 öffnet. Das bedeutet eine weitere, aber sehr einfache betriebssichere Absicherung der Anlage.
Wie oben schon beschrieben, tritt das federbelastete Steuerventil 9 infolge seiner progressiven Einstellung erst in Tätigkeit, wenn z. B. durch Stromausfall die Magnetventile 11 und 13 nicht ansprechen. Das Steuerventil 9 öffnet dann bei Erreichen des eingestellten Druckes und löst das Schnellschlussventil 8 aus. Es kann aber zusätzlich die Schaltung so vorgesehen werden, dass bei Öffnen des Steuerventils 9 gleichzeitig über Verbindungsleitung 21 das hilfsgesteuerte Sicherheitsventil 14 betätigt wird. Das bedeutet nochmals eine wünschenswerte Absicherung dieser Anlage.
Die in denSteuerleitungen eingebautenRückschlagventile 20 sichern in bekannterWeise den Rück-
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reagierenden Arbeitszylinder zur Auslösung gebracht wird.
Es sei angenommen, dass die Turbine 1 durch Schliessen des Schnellschlusses 3 in die Schnellschlussstellung gegangen ist und die Reduzierstation 4 ausfällt. Das hat zur Folge, dass der Druck in der Heizleitung 6 ansteigt.
Zunächst schliesst das Manometer 15 den Kontakt des zum Relais 16 führenden Steuerstrom- kreises, wodurch das Magnetventil 11 sich öffnet. Der angestiegene Druck pflanzt sich über die Leitung 12 und die Verbindungsleitung 10 zum Betätigungszylinder der Verriegelung fort, der die Entriegelung zur Auslösung bringt und das Schnellschlussventil 8 in die Schliessstellung schnellen lässt. Das hat zur Folge, dass ein unbotmässiger Hochdruck im Heizer 7 nicht entstehen kann.
Es sei nun weiter angenommen, dass das Magnetventil 11 einer Störung unterliegt, so dass der
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Druck in der Heizleitung 6 weitersteigt. Das hat zur Folge, dass das Druckmanometer 15 den Kontakt des Steuerstromkreises vom Relais 17 schliesst und das zusätzliche Magnetventil 13 sich öffnet.
Der Druck in der Heizleitung 6 öffnet das hilfsgesteuerte Sicherheitsventil 14, welches den übermässigen Dampf über Dach ablässt. Infolgedessen kann dadurch eine übermässige Druckbelastung im Wärmeaustauscher 7 nicht entstehen.
Es sei nun ein weiterer Störungsfall angenommen, dass der Steuerstrom zum Öffnen der Magnete 11 und 13 ausfällt. Ein weiteres Ansteigen des Druckes in der Heizleitung 6 bringt das federbelastete Ventil 9 zum Öffnen, wodurch die Verriegelung des Schnellschlussventils 8 zur Auslösung gebracht wird und dieses in die Schliessstellung schnellt. Auch das hat zur Folge, dass eine Überbelastung des Heizers 7 auf Druckvonvornhereinvermieden wird.
Es kann weiterhin derFall eintreten, dass der Heizdampfkühler 5 versagt und die Reduzierstation 4 richtig arbeitet. Das hat zur Folge, dass der auf den Konzessionsdruck des Heizers 7 reduzierte Dampf eine zu hoheTemperatur hat. Diese Gefahr kann beispielsweise bei Ausfall der Wasserzufuhr über das Einspritzventil 18 eintreten. Zu diesem Zweck befindet sich am Kühler 5 ein als Kontaktthermometer ausgebildeter Temperaturwächter 19, der die gleiche Funktion übernimmt, wie das Kontaktmanometer 15. Der Temperaturwächter 19 des Kühlers 5 der Reduzierstation schliesst bei Erreichen einer einstellbaren Temperatur einen Steuerstrom, der das Schnellschlussventil 8 der Sicherheitseinrichtung in die Schliessstellung schnellen lässt und/oder das hilfsgesteuerte Sicherheitsventil 14 durch Öffnen des Magnetventils 13 in die Offenstellung bringt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sicherheitseinrichtung für eine durch Niederdruckdampf betriebene, an die Anzapfleitung einer Hochdruckturbine angeschlossene Wärmeaustauscheranlage, die bei Ausfall der Turbine über einen parallel zu dieser geführten Bypass direkt von der Hochdruckfrischdampfleitung unter Zwischenschaltung einer Redu zier-und Kühlstation gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass hochdruckseitig vor der Reduzier- und Kühlstation (4, 5) ein vom Hochdruckdampf in Schliessrichtung beaufschlagtes Schnellschlussventil (8) geschaltet ist, welches durch in der NiederdruckleitUng (6) eingebaute Steuerventile (9, 11) bei Überschreiten des eingestellten Dampfdruckes oder der Dampftemperatur der Niederdruckseite durch den Dampfdruck der Niederdruckseite geschlossen wird.
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ten eines der Auslegung des Wärmeaustauschers entsprechenden Druckes in der Niederdruckheizleitung (6) hinter der Reduzierstation (4) angeordnete Steuerventile (9, 11) Steuerdampf an das Schliessorgan des vor der Reduzierstation (4) angeordnetenSchnellschlussventils (8) abgeben, das vom Hochdruck in Strömungsrichtung in Schliessstellung gehalten ist.
3. Sicherheitseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dassin der zum Schnellschlussventil (8) führenden Niederdruckheizleitung (6) der Sicherheitsleitung zwei verschiedene auf verschiedene Drucke ansprechende Steuerventile angeordnet sind, von denen das eine auf einen geringen Druck ansprechende Steuerventil (11) durch ein Kontaktmanometer (15) elektromagnetisch gesteuert und das andere auf höheren Druck ansprechende Steuerventil (9) als ein federbelastetes Steuerventil ausgestaltet ist.
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