CH660510A5 - Auf ihre funktionssicherheit hin pruefbare schutzeinrichtung fuer dampfturbinenanlagen. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbare Schutzeinrichtung für Dampfturbinenanlagen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Schutzeinrichtung ist aus der DE-OS 1 551 219 bekannt. Diese bekannte Schutzeinrichtung umfasst insgesamt vier Auslösegeräte, welche in der zum Kraftkolben des Dampf-Absperrventils führenden Druckfluidleitung in Hintereinanderschaltung angeordnet und jeweils einem Drehzahl-Wächter zugeordnet sind. Registriert nun einer dieser vier Drehzahl-Wächter eine Drehzahl, welche einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, so wird das zugeordnete Auslösegerät mit einem mechanischen oder einem elektrischen Schnellschluss-Signal beaufschlagt. Beim Auftreten eines derartigen Schnellschluss-Signals bewirkt dann das jeweilige Auslösegerät eine Druckentlastung des Kraftkolbens des Dampf-Absperrventils. Diese Druckentlastung führt zu einem Schnellschluss des Dampf-Absperrventils und damit zu einer raschen Stillsetzung der Dampfturbine. Aus Sicherheitsgründen ist es erforderlich, die Funktionssicherheit der Auslösegeräte in regelmässigen Zeitabständen zu überprüfen. Diese Überprüfung muss auch während des Betriebes der Dampfturbinenanlage vorgenommen werden können, ohne dass die Dampfturbine dabei unabsichtlich stillgesetzt wird. Bei der bekannten Schutzeinrichtung ist hierzu jeweils einem Paar von Auslösegeräten ein Bypass-Umschalter zugeordnet, welcher während der Überprüfung der Funktionssicherheit der Auslösegeräte die Druckfluidzufuhr zum Kraftkolben des Dampf-Absperrventils aufrechterhält. Jedem dieser Bypass-Umschalter sind ein Relais-Umschalter und eine druckbetätigte Anzeigelampe derart zugeordnet, dass bei einer relativ komplizierten vorgegebenen Schaltfolge in der Betätigung von Bypass-Umschalter und Auslösegeräten die Funktionsfähigkeit der Auslösegeräte durch die Anzeigelampe angegeben wird.

Für ein Höchstmass an Betriebssicherheit einer Dampfturbinenanlage ist neben einer Überwachung der Drehzahl aber auch die Überwachung weiterer massgeblicher Betriebsgrössen erforderlich, wobei dann die den entsprechenden Wächtern zugeordneten Auslösegeräte ebenfalls auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbar sein müssen. Eine derartige Erweiterung der bekannten Schutzeinrichtung würde jedoch einerseits einen erheblichen baulichen Aufwand erfordern und andererseits die Überprüfung der Auslösegeräte noch komplizierter gestalten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Schutzeinrichtung für Dampfturbinenanlagen zu schaffen, bei welcher auch eine grössere Anzahl von Auslösegeräten mit geringem Aufwand auf ihre Funktionssicherheit hin geprüft werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

660 510

Bei der erfindungsgemässen Schutzeinrichtung ist also ein zweistufiger Aufbau der Schnellschlussauslösung vorgesehen, wobei die Auslösegeräte die erste Stufe bilden, während die zweite Stufe durch ein Haupt-Auslösegerät gebildet wird. Dieses Haupt-Auslösegerät kann dann so ausgelegt werden, dass unabhängig von der Anzahl und dem Durchflussquer-schnitt der Auslösegeräte der für eine rasche Druckentlastung des Kraftkolbens des Dampf-Absperrventils erforderliche Durchflussquerschnitt zur Verfügung steht. Damit bei einer Überprüfung der Funktionssicherheit der einzelnen in der ersten Stufe angeordneten Auslösegeräte die Dampfturbine nicht stillgesetzt wird, ist dann nur noch ein einziger Bypass-Umschalter erforderlich, welcher über eine zum Haupt-Auslösegerät angeordnete Bypassleitung während der Überprüfung die Druckfluidzufuhr zum Kraftkolben des Dampf-Absperrventils aufrechterhält. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Schutzeinrichtung ist darin zu sehen, dass in die Prüfung der Funktionssicherheit ohne zusätzlichen Aufwand auch einzelne den Auslösegeräten zugeordnete Wächter einbezogen werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform.der erfindungsgemässen Schutzeinrichtung ist ein von weiteren Auslösegeräten angesteuertes weiteres Haupt-Auslösegerät vorgesehen, welches beim Auftreten eines zugeordneten Schnellschluss-Auslösesignals eine Druckentlastung des Kraftkolbens des Dampf-Absperrventils bewirkt. Hierdurch ist gewährleistet, dass auch während der Überprüfung der dem Haupt-Auslöse-gerät zugeordneten Auslösegeräte bzw. Wächter im Gefahrenfall über die weiteren Auslösegeräte und das weitere Haupt-Auslösegerät ein Schnellschluss des Dampf-Absperrventils ausgelöst werden kann. Eine weitere Steigerung der Betriebssicherheit wird dabei durch einen in einer Bypassleitung zum weiteren Haupt-Auslösegerät angeordneten weiteren Bypass-Umschalter ermöglicht, bei dessen Betätigung die weiteren Auslösegeräte einzeln auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbar sind und hierbei eine durch das weitere Haupt-Auslösege-rät bewirkte Druckentlastung des Kraftkolbens des Dampf-Absperrventils aufgehoben ist.

Die Funktionsfähigkeit der einzelnen Auslösegeräte kann bei der Überprüfung auf besonders einfache Weise dadurch festgestellt werden, dass das Auftreten eines Schnellschluss-Auslösesignals am Steuereingang des Haupt-Auslösegeräts durch eine Meldeeinrichtung erfassbar ist. Vorzugsweise ist dabei als Meldeeinrichtung eine Druckmesseinrichtung vorgesehen, welche bei einer Druckentlastung am Steuereingang des Haupt-Auslösegeräts anspricht.

Auch die Funktionsfähigkeit des Haupt-Auslösegeräts kann auf einfache Weise festgestellt werden, wenn dem Haupt-Auslösegerät ein Stellungsmelder zugeordnet ist.

Dabei ist es besonders günstig, wenn der Stellungsmelder eine Druckmesseinrichtung ist, welche bei einer durch das Haupt-Auslösegerät bewirkten Druckentlastung anspricht.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bypass-Umschalter durch einen hydraulischen Prüfschalter betätigbar ist. Ist dieser hydraulische Prüfschalter durch einen hydraulischen Schlüsselschalter verriegelbar, so kann eine unbeabsichtigte Schnellschlussauslösung durch unbefugte Personen ausgeschlossen werden.

Die Einbeziehung einzelner Wächter in den Prüfvorgang wird dadurch besonders einfach, dass diesen Wächtern hydraulische Wächter-Prüfgeräte zugeordnet sind, bei deren Betätigung am zugeordneten Wächter das Überschreiten eines Grenzwertes simuliert wird. Hierdurch können beispielsweise Wächter für den Lageröldruck, Wächter für den Kondensatordruck oder auch mechanische Drehzahl-Wäch-ter auf ihre Funktionssicherheit hin überprüft werden.

Die hydraulischen Wächter-Prüfgeräte können dabei dem hydraulischen Prüfschalter derart nachgeordnet sein, dass sie erst nach dessen Betätigung betätigbar sind. Hierdurch wird mit Sicherheit ausgeschlossen, dass bei einer unbeabsichtigten Betätigung eines hydraulischen Wächter-Prüfgeräts eine Schnellschlussauslösung erfolgt.

Vorzugsweise sind die hydraulischen Wächter-Prüfgeräte derart zu einer Wirkungskette verbunden, dass bei Betätigung eines der hydraulischen Wächter-Prüfgeräte die jeweils nachfolgenden hydraulischen Wächter-Prüfgeräte verriegelt sind. Hierdurch wird sichergestellt, dass jeweils nur ein Wächter-Prüfgerät und das zugeordnete Auslösegerät geprüft werden und dabei die Feststellung der Funktionssicherheit durch die unbeabsichtigte Betätigung anderer Wächter-Prüfgeräte nicht verfälscht werden kann.

Im folgenden sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 den Schaltplan einer auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbare Schutzeinrichtung für Dampfturbinenanlagen und

Fig. 2 eine Variante der in Fig. 1 dargestellten Schutzeinrichtung. Bei der in Fig. 1 dargestellten Schutzeinrichtung ist mit 1 ein Dampf-Absperrventil bezeichnet, welches in geöffnetem Zustand den Dampfzutritt zu einer nicht dargestellten Dampfturbine freigibt und im geschlossenen Zustand den Dampfzutritt sperrt und dadurch die Dampfturbine stillsetzt. Die Betätigung des Dampf-Absperrventils 1 erfolgt durch eine hydraulische Stelleinrichtung 2, deren Kraftkolben 3 durch ein Druckfluid gegen die Kraft einer Feder 4 in Offen-stellung gehalten wird. Das Druckfluid wird dabei über eine Druckfluidleitung 5 zugeführt, welche den Raum unter dem Kraftkolben 3 mit einer Druckfluidquelle 6 verbindet. In der Druckfluidleitung 5 sind von der Druckfluidquelle 6 ausgehend in Hintereinanderschaltung ein Filter 7. ein Haupt-Auslösegerät 8, ein Bypass-Umschalter 9 und ein weiteres Haupt-Auslösegerät 10 angeordnet. Bei dem Haupt-Auslösegerät 8 handelt es sich um ein hydraulisch angesteuertes Drei-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung der normalen Betriebsstellung entspricht, in welcher der Kraftkolben 3 mit Druckfluid beaufschlagt und das Dampf-Absperrventil 1 geöffnet ist. Beim Auftreten eines Schnellschluss-Auslösesignals nimmt das Haupt-Auslösegerät 8 die andere Schaltstellung ein. in welcher die Druckfluidzufuhr von der Druckfluidquelle 6 abgesperrt und gleichzeitig eine Druckentlastung des Kraftkolbens 3 des Dampf-Absperrventils 1 bewirkt wird. Hierbei muss die sich unterhalb des Kraftkolbens 3 befindliche Fluidmenge in möglichst kurzer Zeit in einen Ablauf A8 fliessen, um ein schnelles Schliessen des Dampf-Absperrventils 1 zu gewährleisten.

Bei dem Bypass-Umschalter 9 handelt es sich um ein hydraulisch angesteuertes Drei-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung der normalen Betriebsstellung entspricht. Nimmt der Bypass-Umschalter 9 die andere Schaltstellung ein. so wird die Verbindung zum Haupt-Auslösegerät 8 abgesperrt und gleichzeitig aber die Beaufschlagung des Kraftkolbens 3 mit Druckfluid über eine Bypassleitung 11 freigegeben. Diese Bypassleitung 11. welche über ein zweites Filter 12 an die Druckfluidquelle 6 angeschlossen ist. ermöglicht also eine Umgehung des Haupt-Auslösegeräts 8, so dass unter bestimmten an späterer Stelle noch zu erläuternden Umständen eine Schnellschlussauslösung durch das Haupt-Auslösegerät 8 verhindert werden kann.

Bei dem weiteren Haupt-Auslösegerät 10 handelt es sich um ein hydraulisch angesteuertes Drei-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung wieder der normalen Betriebsstellung entspricht, in welcher der Kraftkolben 3 mit Druckfluid beaufschlagt und das Dampf-Absperrventil 1 geöffnet ist. Beim Auftreten eines zugeordneten Schnellschluss-Auslösesignals

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

660 510

4

nimmt das weitere Haupt-Auslösegerät 10 die andere Schaltstellung ein, in welcher die Druckfluidzufuhr von der Druckfluidquelle 6 abgesperrt und gleichzeitig eine Druckentlastung des Kraftkolbens 3 des Dampf-Absperrventils 1 bewirkt wird. Hierbei muss die sich unterhalb des Kraftkolbens 3 befindliche Fluidmenge wiederum in möglichst kurzer Zeit über einen Ablauf AIO abgeführt werden, um ein schnelles Schliessen des Dampf-Absperrventils 1 zu gewährleisten.

Die hydraulische Ansteuerung des Haupt-Auslösegeräts 8 erfolgt über eine Haupt-Ansteuerleitung 13, welche den Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 mit der Druckfluidquelle 6 verbindet und in welcher von der Druckfluidquelle 6 ausgehend nacheinander ein drittes Filter 14, ein hydraulisch betätigbares Absperrorgan 15, Auslösegeräte 16,17 und 18 sowie eine Leitungsabzweigung 19 angeordnet sind. Bei den in Hintereinanderschaltung angeordneten Auslösegeräten 16,

17 und 18 handelt es sich um Drei-Wege-Ventile mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellten Schaltstellungen der normalen Betriebsstellung entsprechen, in welcher der Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 mit Druckfluid beaufschlagt ist.

Das mechanisch angesteuerte Auslösegerät 16 ist dabei einem mechanischen Drehzahl-Wächter 20 zugeordnet, dessen Bolzen 21 beim Überschreiten der Grenzdrehzahl so weit heraustritt, dass er eine Klinke 22 des Auslösegeräts 16 trifft und dadurch das Auslösegerät 16 umschaltet. In dieser Schaltstellung unterbricht dann das Auslösegerät 12 einerseits die weitere Druckfluidzufuhr zum Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 und verbindet andererseits den Steuereingang E8 mit einem Ablauf AI 6. Diese Druckentlastung am Steuereingang E8 entspricht einem hydraulischen Schnell-schluss-Auslösesignal, welches eine Umschaltung des Haupt-Auslösegeräts 8 und einen Schnellschluss des Dampf-Absperrventils 1 bewirkt, sofern nicht gleichzeitig der Bypass-Umschalter 9 betätigt wird. Das hydraulisch angesteuerte Auslösegerät 17 ist einem Wächter 23 zugeordnet, welcher den Lageröldruck der Dampfturbine überwacht und bei einem unzulässigen Absinken des Lageröldrucks das Auslösegerät 17 umschaltet. In dieser zweiten Schaltstellung unterbricht das Auslösegerät 17 die weitere Druckfluidzufuhr und verbindet den Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 mit einem Ablauf A17, wodurch wiederum ein Schnellschluss des Dampf-Absperrventils 1 ausgelöst wird. Das Auslösegerät

18 ist elektrisch angesteuert und einem zentralen Wächterschalter S zugeordnet, in welchem in Form einer Oder-Schaltung die Schnellschluss-Signale SSI bis SS4 zusammengeführt sind. Die Schnellschluss-Signale SSI bis SS4 stammen beispielsweise von einem elektrischen Drehzahl-Wächter, einem Wächter für die elektrische Überwachung der axialen Wellenverlagerung, einem Wächter für die elektrische Überwachung der Lageröltemperatur und einem Wächter für die elektrische Überwachung des Kondensatordruckes. Steht nur eines dieser Schnellschluss-Signale SSI bis SS4 an, so wird das Auslösegerät 18 umgeschaltet. In dieser zweiten Schaltstellung unterbricht das Auslösegerät 18 die weitere Druckfluidzufuhr und verbindet den Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 mit einem Ablauf AI 8, wodurch wiederum ein Schnellschluss des Dampf-Absperrventils 1 ausgelöst wird.

An die Leitungsabzweigung 19 ist eine Neben-Ansteuerleitung 24 angeschlossen, in welcher im dargestellten Beispiel in Nebeneinanderschaltung zwei Auslösegeräte 25 und 26 angeordnet sind. Die Anzahl der in c|er Neben-Ansteuerlei-tung 24 angeordneten Auslösegeräte kann dabei den jeweiligen Erfordernissen entsprechend erhöht werden, wobei in der Zeichnung diese Erweiterungsmöglichkeiten durch einen endseitigen Anschlussflansch 27 der Neben-Ansteuerleitung 24 angedeutet sind. Bei den Auslösegeräten 25 und 26 handelt es sich um Zwei-Wege-Ventile mit zwei Schaltstellungen,

wobei die in der Zeichnung dargestellten Schaltstellungen der normalen Betriebsstellung entsprechen, in welcher Verbindungen zwischen der Neben-Ansteuerleitung 24 und Abläufen A25 bzw. A26 unterbrochen sind. Das hydraulisch angesteuerte Auslösegerät 25 ist einem Wächter 28 zugeordnet, welcher den Druck im Kondensator der Dampfturbinenan-lage überwacht und im Falle eines unzulässig hohen Kondensatordruckes das Auslösegerät 25 umschaltet. In dieser zweiten Schaltstellung ist dann die Neben-Ansteuerleitung 24 mit dem Ablauf A25 verbunden, was eine Druckentlastung am Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 und damit einen Schnellschluss des Dampf-Absperrventils 1 zur Folge hat. In entsprechender Weise kann über das Auslösegerät 26, welches zur Bildung einer Redundanz dem zentralen Wächterschalter W zugeordnet ist, ein Schnellschluss des Dampf-Absperrventils 1 ausgelöst werden. Damit bei einer Umschaltung der Auslösegeräte 25 und 26 die Druckentlastung am Steuereingang E8 des Hauptauslösegeräts 8 durch aus der Druckfluidquelle 6 nachströmendes Druckfluid nicht gestört oder verzögert werden kann, ist in der Haupt-Steuerleitung 13 das bereits erwähnte hydraulisch betätigbare Absperrorgan 15 angeordnet. Bei diesem Absperrorgan 15 handelt es sich um ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil, dessen Steuerleitung 29 an die Neben-Ansteuerleitung 24 angeschlossen ist. Wird nun eines der Auslösegeräte 25 oder 26 mit einem Schnellschluss-Signal beaufschlagt, so erzeugt es ein Schnell-schluss-Auslösesignal, welches einer Druckentlastung in der Neben-Ansteuerleitung 24 entspricht. Als Folge dieser Druckentlastung wird dann die Druckfluidquelle 6 durch das Absperrorgan 15 abgesperrt und damit weitere Druckfluidzufuhr zum Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 unterbrochen.

Die hydraulische Ansteuerung des weiteren Haupt-Auslö-segeräts 10 erfolgt über eine weitere Haupt-Ansteuerleitung 30, welche den Steuereingang E10 des weiteren Haupt-Auslö-segeräts 10 mit der Druckfluidquelle 6 verbindet und in welcher weitere Auslösegeräte 31 und 32 in Hintereinanderschaltung angeordnet sind. Bei diesen weiteren Auslösegeräten 31 und 32 handelt es sich um Drei-Wege-Ventile mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellten Schaltstellungen der normalen Betriebsstellung entsprechen, in welcher der Steuereingang E10 des zweiten Haupt-Auslösegeräts 10 mit Druckfluid beaufschlagt ist. Das weitere Auslösegerät 31 ermöglicht über einen Hebel 33 eine Handauslösung des Schnellschlusses. Wird das weitere Auslösegerät 31 über diesen Hebel 33 umgeschaltet, so unterbricht es einerseits die weitere Druckfluidzufuhr zum Steuereingang E10 des weiteren Haupt-Auslösegeräts 10 und verbindet andererseits den Steuereingang E10 mit einem Ablauf A31. Diese Druckentlastung am Steuereingang E10 entspricht einem hydraulischen Schnellschluss-Auslösesignal, welches eine Umschaltung des weiteren Haupt-Auslösegeräts 10 und einen Schnellschluss des Dampf-Absperrventils 1 bewirkt. Das elektrisch angesteuerte weitere Auslösegerät 36 ist zur Bildung einer noch höheren Redundanz wieder dem zentralen Wächterschalter W zugeordnet und wird somit umgeschaltet, wenn eines der Schnellschluss-Signale SSI bis SS4 ansteht. In der zweiten Schaltstellung unterbricht das weitere Auslösegerät 32 dann die Druckfluidzufuhr zum Steuereingang E10 des weiteren Haupt-Auslösegeräts 10 und verbindet den Steuereingang E10 mit einem Ablauf A32, wobei durch die Druckentlastung am Steuereingang E10 wiederum ein Schnellschluss des Dampf-Absperrventils 1 ausgelöst wird.

Um die Sicherheit der vorstehend beschriebenen Schutzeinrichtung weiter zu erhöhen, soll in regelmässigen Zeitabständen die Funktionsfähigkeit des Drehzahl-Wächters 20, der Wächter 23 und 28 sowie der Auslösegeräte 16,17,18,25 und 26 überprüft werden. Hierzu wird zunächst von einer für die Überprüfung befugten Person ein hydraulischer Schlüs5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

selschalter 34 betätigt. Bei diesem hydraulischen Schlüsselschalter 34 handelt es sich um ein elektrisch angesteuertes Zwei-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung der normalen Betriebsstellung entspricht, in welcher die Verbindung zwischen der Druckfluidquelle 6 und einem nachgeordneten hydraulischen Prüfschalter 35 unterbrochen ist. In der Betätigungsstellung des Schlüsselschalters 34, in welcher er während des gesamten Prüfvorganges verbleibt, ist dann die Verbindung zwischen der Druckfluidquelle 6 und dem Prüfschalter 35 hergestellt. Bei dem Prüfschalter 35 handelt es sich um ein elektrisch angesteuertes Vier-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung der normalen Betriebsstellung entspricht, in welcher die Verbindung zwischen der Druckfluidquelle 6 und einem nachgeordneten hydraulischen Wächter-Prüfgerät 36 unterbrochen ist und in welcher die Ansteuerleitung 90 des Bypass-Umschalters 9 mit einem Ablauf A35 verbunden ist. In der Betätigungsstellung des Prüfschalters 35, in welcher er während des gesamten Prüfvorganges verbleibt, sind dann die Verbindungen zwischen der Druckfluidquelle 6 und dem nachgeordneten Wächter-Prüfgerät 36 und zwischen der Druckfluidquelle 6 und der Ansteuerleitung 90 hergestellt. Letzteres führt dann zu einer Umschaltung des Bypass-Umschalters 9.

Mit der Betätigung des Schlüsselschalters 34 und des Prüfschalters 35 sowie der dadurch ausgelösten Umschaltung des Bypass-Umschalters 9 sind also die Voraussetzungen für den Beginn der eigentlichen Prüfung geschaffen, da nun eine Betätigung des Haupt-Auslösegeräts 8 nicht zu einem Schnellschluss des Dampf-Absperrventils 1 führt. Die Betriebssicherheit der Dampfturbinenanlage ist während des Prüfvorgangs aber trotzdem gewährleistet, da im Gefahrenfall über die weiteren Auslösegeräte 31 und 32 sowie das weitere Haupt-Auslösegerät 10 ein Schnellschluss des Dampf-Absperrventils 1 ausgelöst werden kann.

Der eigentliche Prüfvorgang beginnt dann mit einer Betätigung des Wächter-Prüfgeräts 36, bei welchem es sich um ein elektrisch angesteuertes Vier-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen handelt. Die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung entspricht der normalen Betriebsstellung, in welcher das nachgeordnete Wächter-Prüfgerät 37 mit Druckfluid aus der Druckfluidquelle 6 versorgt wird und in welcher die Ansteuerleitung 360 eines Umschaltventils 361 mit einem Ablauf A36 verbunden ist. Bei dem Umschaltventil 361 handelt es •sich um ein hydraulisch angesteuertes Drei-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen, wobei in der dargestellten normalen Betriebsstellung der Wächter 23 mit dem Lagerölsystem der Dampfturbine verbunden ist. Wird nun zur Überprüfung des Wächters 23 das Wächter-Prüfgerät 36 betätigt, so wird einerseits die Druckfluidzufuhr zu dem nachgeordneten Wächter-Prüfgerät 37 unterbrochen und andererseits die Ansteuerleitung 360 mit Druckfluid beaufschlagt.

Letzteres führt zu einer Umschaltung des Umschaltventils 361, welches in der nun eingenommenen Schaltstellung den Wächter 23 mit einem Ablauf A361 verbindet und die Verbindung zum Lagerölsystem absperrt. Durch dieses simulierte Absinken des Lageröldruckes erzeugt der Wächter 23 ein hydraulisches Schnellschluss-Signal, auf welches das Auslösegerät 17 anspricht und seinerseits ein hydraulisches Schnellschluss-Auslösesignal erzeugt, welches eine Umschaltung des Haupt-Auslösegeräts 8 bewirkt. Dabei wird das bei einer ordnungsgemässen Funktion des Wächters 23 und des Auslösegeräts 17 erzeugte Schnellschluss-Auslösesignal mit Hilfe einer Meldeeinrichtung ME erfasst. Bei dieser Meldeeinrichtung ME handelt es sich um eine Druckmesseinrichtung, welche auf eine Druckentlastung der Haupt-Ansteuer-îeitung 13 anspricht. Die bei einer ordnungsgemässen Funktion des Haupt-Auslösegeräts 8 erfolgte Umschaltung wird

660 510

durch einen Stellungsmelder SM erfasst. Bei diesem Stellungsmelder SM handelt es sich um eine Druckmesseinrichtung, welche auf eine Druckentlastung der Druckfluidleitung 5 in dem zwischen dem Haupt-Auslösegerät 8 und dem Bypass-Umschalter 9 liegenden Bereich anspricht. Wenn nun mit Hilfe der Meldeeinrichtung ME und des Stellungsmelders SM die Funktionsfähigkeit des Wächters 23, des Auslösegeräts 17 und des Haupt-Auslösegeräts 8 festgestellt wurde, so wird das Wächter-Prüfgerät 36 wieder in die normale Betriebsstellung zurückgeschaltet, worauf mit Hilfe des Wächter-Prüfgeräts 37 die Prüfung des Wächters 28 und des Auslösegeräts 25 beginnen kann.

Bei dem Wächter-Prüfgerät 37 handelt es sich um ein elektrisch angesteuertes Vier-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen. Die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung entspricht der normalen Betriebsstellung, in welcher das nachgeordnete Wächter-Prüfgerät 38 mit Druckfluid aus der Druckfluidquelle 6 versorgt wird und in welcher eine zum Wächter 28 führende Leitung 370 mit einem Ablauf A37 verbunden ist. Wird nun zur Überprüfung des Wächters 28 das Wächter-Prüfgerät 37 betätigt, so wird einerseits die Druckfluidzufuhr zu dem nachgeordneten Wächter-Prüfgerät 38 unterbrochen und andererseits die Leitung 370 mit Druckfluid beaufschlagt. Durch letzteres wird am Wächter 28 eine unzulässige Erhöhung des Kondensatordruckes simuliert, so dass das Auslösegerät 25 und das Haupt-Auslösegerät 8 umgeschaltet werden und dabei die Funktionsfähigkeit durch die Meldeeinrichtung ME und den Stellungsmelder SM bestätigt wird. Danach wird das Wächter-Prüfgerät 37 wieder in die normale Betriebsstellung zurückgeschaltet.

Zur Überprüfung des mechanischen Drehzahl-Wächters 20 und des Auslösegeräts 16 dient das Wächter-Prüfgerät 38, bei welchem es sich um ein elektrisch angesteuertes Vier-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen handelt. In der dargestellten Schaltstellung, welcher der normalen Betriebsstellung entspricht, ist eine zum Drehzahl-Wächter 20 führende Leitung 380 mit einem Ablauf A38 verbunden. Wird das Wächter-Prüfgerät 38 betätigt, so wird die Leitung 380 mit Druckfluid beaufschlagt und der Bolzen 21 des Drehzahl-Wächters 20 in nicht näher dargestellter Weise hydraulisch ausgelöst. Da die Schnellschlussdrehzahl hierbei nicht tatsächlich simuliert werden kann, wird die Funktionssicherheit des Dreh-zahl-Wächters 20 indirekt über den Druck festgestellt, bei welchem der Bolzen 21 hervortritt. Dieser Druck wird durch eine in der Leitung 380 angeordnete Druckmesseinrichtung DM ermittelt. Die ordnungsgemässe Funktion des Auslösegeräts 16 wird wieder durch die Meldeeinrichtung ME bestätigt.

Die Funktionsfähigkeit der elektrisch angesteuerten Auslösegeräte 18 und 26 wird mit Hilfe von simulierten elektrischen Schnellschluss-Signalen geprüft, wobei auch hier wieder die Meldeeinrichtung ME die ordnungsgemässe Funktion anzeigt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist keine Überprüfung der Funktionssicherheit der weiteren Auslösegeräte 31 und 32 und des weiteren Haupt-Auslösegeräts 10 vorgesehen. Bei der in Fig. 2 nur ausschnittsweise dargestellten Variante wird eine derartige Überprüfung durch einen in einer Bypass-Leitung 40 zum weiteren Haupt-Auslösegerät 10 angeordneten weiteren Bypass-Umschalter 41 ermöglicht, bei dessen Betätigung die weiteren Auslösegeräte 31 und 32 einzeln auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbar sind und hierbei eine Schnellschlussauslösung durch das weitere Haupt-Auslösegerät 10 vermieden wird. Bei der Überprüfung wird die Funktionsfähigkeit der weiteren Auslösegeräte 31 und 32 durch eine in der weiteren Haupt-Ansteuerleitung 30 angeordnete Meldeeinrichtung MEI festgestellt, während die Funktionsfähigkeit des weiteren Haupt-Auslösegeräts 10 durch einen entsprechenden in der Druckfluidleitung 5 angeordneten Stellungsmelder SM1 festgestellt wird.

5

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

G

] Blatt Zeichnungen

Claims (12)

660 510 PATENTANSPRÜCHE

1. Auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbare Schutzeinrichtung für Dampfturbinenanlagen, mit

- mindestens einem Dampf-Absperrventil, dessen federbelasteter Kraftkolben bei Beaufschlagung durch ein Druck-fluid den Dampfdurchtritt freigibt und bei einer Druckentlastung den Dampfdurchtritt sperrt,

- mehreren Wächtern, welche jeweils bestimmte, für die Betriebssicherheit der Dampfturbinenanlage massgebliche Betriebsgrössen überwachen und beim Überschreiten vorgebbarer Grenzwerte ein Schnellschluss-Signal erzeugen,

- mehreren während des Betriebes der Dampfturbinenanlage auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbaren Auslösegeräten, welche den Wächtern zugeordnet sind und beim Auftreten eines Schnellschluss-Signals ein hydraulisches Schnell-schluss-Auslösesignal erzeugen,

gekennzeichnet durch

- ein von den Auslösegeräten (16,17,18,25,26) angesteuertes Haupt-Auslösegerät (8), welches beim Auftreten eines Schnellschluss-Auslösesignals eine Druckentlastung des Kraftkolbens (3) des Dampf-Absperrventils (1) bewirkt und

- einen in einer Bypassleitung (11) zum Haupt-Auslöse-gerät (8) angeordneten Bypass-Umschalter (9), bei dessen Betätigung die Auslösegeräte (16, 17, 18,25, 26) einzeln auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbar sind und hierbei eine durch das Haupt-Auslösegerät (8) bewirkte Druckentlastung des Kraftkolbens (3) des Dampf-Absperrventils (1) aufgehoben ist.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein von weiteren Auslösegeräten (31,32) angesteuertes weiteres Haupt-Auslösegerät (10), welches beim Auftreten eines zugeordneten Schnellschluss-Auslösesignals eine Druckentlastung des Kraftkolbens (3) des Dampf-Absperr-ventils (1) bewirkt.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen in einer Bypassleitung (40) zum weiteren Haupt-Auslösegerät (10) angeordneten weiteren Bypass-Umschalter (41), bei dessen Betätigung die weiteren Auslösegeräte (31, 32) einzeln auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbar sind und hierbei eine durch das weitere Haupt-Auslösegerät (10) bewirkte Druckentlastung des Kraftkolbens (3) des Dampf-Absperrventils (1) aufgehoben ist.

4. Schutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftreten eines Schnellschluss-Auslösesignals am Steuereingang (E8) des Haupt-Auslösegeräts (8) durch eine Meldeeinrichtung (ME) erfassbar ist.

5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Meldeeinrichtung (ME) eine Druckmesseinrichtung ist, welche bei einer Druckentlastung am Steuereingang (E8) des Haupt-Auslösegeräts (8) anspricht.

6. Schutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Haupt-Auslö-segerät (8) ein Stellungsmelder (SM) zugeordnet ist.

7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellungsmelder (SM) eine Druckmesseinrichtung ist, welche bei einer durch das Haupt-Auslösegerät (8) bewirkten Druckentlastung anspricht.

8. Schutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass-Umschalter (9) durch einen hydraulischen Prüfschalter (35) betätigbar ist.

9. Schutzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Prüfschalter (35) durch einen hydraulischen Schlüsselschalter (34) verriegelbar ist.

10. Schutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelnen Wächtern (23,28,20) zugeordnete hydraulische Wächter-Prüfgeräte (36, 37, 38) vorgesehen sind, bei deren Betätigung am zugeordneten Wächter (23, 28, 20) das Überschreiten eines Grenzwertes simuliert wird.

11. Schutzeinrichtung nach Anspruch 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Wächter-Prüfgeräte (36, 37,38) dem hydraulischen Prüfschalter (35) derart nachgeordnet sind, dass sie erst nach dessen Betätigung betätigbar sind.

12. Schutzeinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Wächter-Prüfgeräte (36, 37, 38) derart zu einer Wirkungskette verbunden sind, dass bei Betätigung eines der hydraulischen Wächter-Prüfge-räte (36) die jeweils nachfolgenden hydraulischen Wächter-Prüfgeräte (37, 38) verriegelt sind.