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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der
Funktionstüchtigkeit
einer Steuereinheit mit einem Druck-Weg-Umformer, wobei in dem Druck-Weg-Umformer
eine Druckdifferenz zwischen zumindest zwei voneinander getrennten
Druckräumen
in eine Bewegung eines Stellkörpers
umsetzbar und mit dem Stellkörper
ein Steuerteil zum Ansteuern eines Sicherheitsventils mit mindestens
einem Druckraum zur Aufnahme eines in einem Druckbehälter unter
Druck stehenden Kühlmittels
auslösbar
ist.
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Insbesondere
in Kernkraftwerken wird die Überdruckabsicherung
der druckführenden
Systeme durch Steuereinheiten realisiert. Für die Überdruckabsicherung des Primärkreises
sind in der Regel gesteuerte Druckhaltesicherheitsventile im Einsatz.
Die Sicherheitsventile sprechen bei einem definierten Überdruck
eines flüssigen,
eines dampfförmigen
oder eines flüssig-dampfförmigen Reaktorkühlmittels
im Reaktordruckbehälter
an. Die Steuereinheiten arbeiten mit unterschiedlichen Funktionsweisen
der Sicherheitsventile entweder nach dem Druckbe- oder nach dem
Druckentlastungsprinzip. Federbelastete Sicherheitsventile arbeiten
in der Regel nach dem Druckentlastungsprinzip, bei dem entweder
eine vorgespannte Feder oder eine elektromagnetische Kraft gegen
eine hydraulische Kraft wirkt, die sich aus dem Systemdruck des
abzusichernden Kreislaufes und der beaufschlagten Querschnittsfläche – beispielsweise
der Kolbenquerschnittsfläche des
Sicherheitsventils – zusammensetzt.
Zur Verbesserung der Sitzdichtheit von federbelasteten Sicherheitsventilen
wird durch die gegen den Systemdruck wirkende Feder die Sitzpressung
durch eine Zusatzbelastung erhöht,
da bei steigendem Systemdruck die Flächenpressung am Sitz abnimmt.
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So
beschreibt die
DE
196 28 610 C1 eine Steuereinheit mit einem Druck-Weg-Umformer,
der mit einem Steuerventil zum Entlasten und damit zum Öffnen eines
Sicherheitsventils verbunden ist. Gemäß der dortigen Erfindung ist
vorgesehen, dass der Druck-Weg-Umformer mit einem Auffüllkegel
und mit einem Entlastungskegel mechanisch in Verbindung steht. Dabei
können
beide Kegel in gleicher Richtung bewegt werden. Der Auffüllkegel
kann durch eine relativ kleine Kraft gegen einen Sitz verschoben
werden, wodurch eine Zuleitung von einem Kanal des Steuerventils
abgesperrt wird. Nur durch eine relativ große Kraft kann danach der Entlastungskegel
von seinem Sitz abgehoben werden, wodurch der Kanal des Steuerteils
mit einer zur Umgebung offenen Ableitung verbunden wird. Es wird
gemäß der dortigen Erfindung
in zwei Schritten zunächst
der Kanal von der Zuleitung getrennt und erst bei weiter gestiegenem
Systemdruck der Kanal mit einer zur Umgebung offenen Ableitung verbunden.
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Eine
weitere Steuereinheit ist in der
DE 198 24 494 C1 beschrieben. Gemäß der dortigen
Steuereinheit ist zum Ansteuern eines Sicherheitsventils mittels
eines Steuerteils ein Druck-Weg-Umformer eines Druckbehälters auslösbar. Ein
erster Druckraum des Druck-Weg-Umformers ist über eine Drainageleitung mit
einem Abblasetank verbunden. Durch eine der Drainageleitung zugeordnete
Umschaltventileinrichtung wird bei einem Druck im Abblasetank oberhalb
eines Grenzdruckes der Druckraum anstatt mit dem Abblasetank dann
mit einer Abführleitung
gekoppelt.
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Aus
der
EP 0 623 774 A2 sind
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen eines federbelasteten Sicherheitsventils,
das von einem Medium beaufschlagt ist, bekannt. Es ist vorgesehen,
dass zur Ermittlung des Schließdrucks
des Sicherheitsventils der Druck des Mediums kleiner als der zu
erwartende Schließdruck
gewählt
wird. Dazu wird das Sicherheitsventil durch eine Hubhilfseinrichtung
geöffnet, indem
diese mit einem Hilfsmedium beaufschlagt wird.
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Aus
der
DE 38 37 882 A1 ist
eine hydraulische Vorrichtung zum Prüfen des Arbeitsdrucks eines
Sicherheitsventils bekannt, wobei auszuführende Betätigungs- und Messvorgänge durch
eine zugehörige
elektronische Einrichtung gesteuert und überwacht werden.
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Aus
der
DE 35 25 188 A1 sind
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen eines vorgesteuerten
Sicherheitsventils bekannt, wobei eine Steuereinheit einer Steuervorrichtung
mit einem Druck beaufschlagt wird, der geringer ist als der Betriebsdruck.
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Aufgrund
der hohen Sicherheitsrelevanz für den
Betrieb des druckführenden
Systems eines Kraftwerkes muss zu jedem Zeitpunkt die Funktionstüchtigkeit
der Steuereinheit und insbesondere der Sicherheitsventile für die Überdruckregulierung
gewährleistet
sein. Aus diesem Grunde werden sämtliche
Komponenten der Steuereinheit in regelmäßigen Zeitintervallen umfangreichen
Funktionstüchtigkeitstests
unterzogen, so dass hierdurch mögliche
Funktionsbeeinträchtigungen
der Steuereinheit frühzeitig erkannt
und behoben werden können.
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Bisherige
Funktionstüchtigkeitstests
zeichnen sich dadurch aus, dass mit einem relativ hohem Aufwand
das Drucksystem der Steuereinheit überprüft wird, wobei das im System
befindliche Kühlmittel
mit einem nicht eindeutig zu bestimmenden Druck, insbesondere aufgrund
des zumeist nicht eindeutig feststellbaren Aggregatzustandes des
Kühlmittels,
in dem Drucksystem vorliegt und ein zusätzlicher Druck dem Drucksystem
aufgeprägt
wird. Eine eineindeutige Zuordnung von gemessenen Zustandsparametern
der Steuereinheit und dem jeweils vorliegenden Systemdruck ist daher
nicht gegeben, sondern es wird auf der Grundlage des zusätzlich aufgeprägten Druckwertes
und der Reaktion einer Komponente der Steuereinheit auf den Systemdruck
und damit beispielsweise auf den Ansprechdruck geschlossen. Auch
Temperaturänderungen – und gegebenenfalls Änderungen
des Aggregatzustandes – des
Kühlmittels
können
während
der Funktionstüchtigkeitstests eine
Funktionsbeeinträchtigung
und damit eine Veränderung
der Zustandsparameter der Steuereinheit, insbesondere der Zustandsparameter
der Sicherheitsventile, bedingen. Dies beeinträchtigt die Zuverlässigkeit
der Funktionstüchtigkeitstests
in einem hohen Maße.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit bereitzustellen,
die Prüfung zumindest
einer Komponente der Steuereinheit mit einem Druck-Weg-Umformer und
einem Sicherheitsventil mit einem eindeutigen, reproduzierbaren
Systemdruck durchzuführen
und damit die Funktionstüchtigkeit
einer Komponente der Steuereinheit vom Systemdruck eindeutig verifizieren
zu können.
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In
Bezug auf das Verfahren wird die Aufgabe durch die Erfindung dadurch
gelöst,
dass nach der Entfernung des Kühlmittels
aus zumindest einem Druckraum der Steuereinheit ein Fluid zur Erzeugung eines
definierten Druckes in zumindest einem der Druckräume der
Steuereinheit verwendet und zumindest ein Zustandsparameter der
Steuereinheit in Abhängigkeit
vom definierten Druck in mindestens einem der Druckräume der
Steuereinheit ermittelt wird. Ein Fluid im Sinne der Erfindung kann
jedes gasförmige
und/oder flüssige
Medium sein, mit dem ein genau definierter Systemdruck zumindest
in einer Komponente der Steuereinheit hergestellt werden kann.
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Im
Sinne der Erfindung wird unter Funktionstüchtigkeit jede Form der direkten
oder indirekten Überprüfung des
bestimmungsgemäßen Funktionsverhaltens
der Steuereinheit beziehungsweise einer entsprechenden Komponente
der Steuereinheit verstanden, insbesondere die Überprüfung des Zustandes, des Ansprechverhaltens
und des Druck- und Bewegungsverhaltens der Ventile, insbesondere
der Sicherheitsventile, und/oder der zu- und/oder abführenden
Druckleitungen und Steuerleitungen innerhalb der Steuereinheit.
Wesentliche Funktionstüchtigkeitsprüfungen sind
die Funktionsprüfung,
die Einstellprüfung
und/oder die Bewegungsprüfung
eines Sicherheitsventils.
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Das
Verfahren ist bei druckbe- und/oder bei druckentlastenden Ventilen,
insbesondere bei nach dem Federprinzip arbeitenden Steuer- und Sicherheitsventilen,
einsetzbar.
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Durch
die Verwendung eines separaten Fluides zur Erzeugung eines definierten
Druckes innerhalb der Steuereinheit entspricht vorteilhafterweise der
in der Steuereinheit aufgebaute Systemdruck genau dem protokollierbaren
Druck der Prüfeinheit.
Insofern ergeben sich keine Unsicherheiten bezüglich des in der Steuereinheit
anliegenden definierten Drucks, da der definierte Druck ausschließlich durch die
Prüfeinheit
bedingt und regelbar ist. Hierdurch lässt sich eine eineindeutige
Zuordnung zwischen den in der Prüfeinheit
genau erzeugten, definierten Drücken
und den hierdurch bedingten Zustandsparametern der Steuereinheit
bzw. von Komponenten der Steuereinheit ableiten und damit die Funktionstüchtigkeit
der Steuereinheit bzw. der Komponente ermitteln.
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Die
Steuereinheit ist vorteilhafterweise so konzipiert, dass keine temperaturrelevanten
Funktionsbeeinträchtigungen
nach mehrmaligem Öffnen und
Schließen
und keine temperatur- und kühlmittelrelevanten
Veränderungen
des Ansprechdruckes die Funktionsweise der Steuereinheit und deren
Komponenten durch die Nutzung eines externen Fluides zur Erzeugung
eines definierten Drucks beeinträchtigen.
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Insbesondere
bei einem Anlagenstillsand oder auch bei einem abgesperrten Sicherheitsventil während des
Anlagenbetriebes können
die Funktionstüchtigkeitsprüfungen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
durchgeführt
werden. Unabhängig vom
Systemdruck der Steuereinrichtung wird bei Prüfungen der Funktionstüchtigkeit
zur Ermittlung des Ansprechdruckes des Druck-Weg-Umformers der hierfür erforderliche Druck in den
relevanten Druckräumen
der Steuereinheit durch ein Fluid mit definiertem Druck aufgebracht.
Auf diese Weise wird das Rückschlagventil
des Druck-Weg-Umformers oder des Steuerteils ausgelöst und bei
Funktionsprüfungen
ebenfalls das Sicherheitsventil betätigt. Neben dem Ansprechdruck
können
weitere Zustandsparameter wie beispielsweise Schließdruck, Steuerventil-Hub,
Sicherheitsventil-Hub, Öffnungs- und
Schließsicherheit, Öffnungs-
und Schließtotzeiten,
Schließdruckdifferenz
sowie deren zeitlicher Verlauf mit dem jeweils vorherrschenden definierten Druck
des Fluides in zumindest einem Druckraum und der Reaktion eines
Ventils der Steuereinheit in Korrelation gesetzt und somit eindeutig
bestimmt werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen,
dass durch zumindest einen Messaufnehmer in der Steuereinheit in
Abhängigkeit vom
definierten Druck des Fluides in einem der Druckräume zumindest
ein Zustandsparameter der Steuereinheit als Reaktion der Steuereinheit
bzw. einer Komponente auf die Druckänderung in einem Druckraum
ermittelt wird. Durch die Bereitstellung eines definierten Druckes
des Fluides mit der gleichzeitigen Ermittlung von Zustandsparametern
der Steuereinheit mit Hilfe des Messaufnehmers kann eine direkte
Korrelation zwischen den ermittelten Zustandsparametern und dem
zugehörigen
definierten Druck des Fluides aufgestellt werden. Mit dieser eineindeutigen
Zuordnung des definierten Druckes des Fluides zu den zugehörigen Zustandsparametern
als Systemantwort der Steuereinheit können besser als bisher Rückschlüsse auf
die Funktionstüchtigkeit
der Steuereinheit geszogen werden.
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Es
wird als Vorteil angesehen, dass durch eine Prüfeinheit eine koordinierte
Steuerung mittels eines definierten Druckes in einem Druckraum zumindest
einer Komponente der Steuereinheit in Abhängigkeit vom definierten Druck
des Fluides vorgenommen wird. Durch die koordinierte Aufbringung der
definierten Drücke
des Fluides in zumindest einer durch die Prüfeinheit selektiv auswahlbaren
Komponente der Steuereinheit, beispielsweise des Sicherheitsventils
oder ein ausgewählter
Druckraum des Druck-Weg-Umformers, kann nicht nur die generelle Funktionstüchtigkeit
der gesamten Steuereinheit überprüft werden,
sondern auch die Funktionstüchtigkeit
einzelner Komponenten der Steuereinheit kontrolliert werden. Insbesondere
die druckabhängige Überprüfung der
Druckräume
der Druck-Weg-Umformer, der Stellteile wie Rückschlagkegel und Sicherheitsventile
mit Verbindung mit der gleichzeitigen Ermittlung von hierzu relevanten
Zustandsparametern bietet die Möglichkeit,
eine Überprüfung aller
wesentlichen Komponenten der Steuereinheit selektiv und unabhängig voneinander
durchzuführen.
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Gleichzeitig
können
die im Rahmen der Funktionstüchtigkeitsprüfung ermittelten
Zustandsparameter und die mit Druckaufnehmern gemessenen, definierten
Drükke
des Fluides zeitlich aufgelöst
und in Abhängigkeit
zueinander visualisiert werden. Nach der Protokollierung der definierten Drücke und
der hierdurch bedingten Zustandsparameter als gemessene Reaktion
der Steuereinheit kann mit der gleichzeitigen zeitlichen Dokumentation dieser
Daten auch das zeitliche Verhalten der Zustandsparameter in Abhängigkeit
von der durch die Prüfeinheit
vorgegebenen definierten Drücke
ermittelt und dargestellt werden. Die Erfindung bietet damit die
Möglichkeit,
nicht nur die reine Zuordnung eines definierten Druckes zu einem
Zustandsparameter darzustellen, sondern auch aus dem zeitlichen Verhalten
der ermittelten Daten, insbesondere der Zustandsparameter, Rückschlüsse auf
die Funktionstüchtigkeit
der Steuereinheit bzw. der geprüften Komponente
zu ziehen. Auch beginnende Beeinträchtigungen und kurzzeitige
Funktionsstörungen können hierdurch
rechtzeitig ermittelt werden.
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Die
so visualisierten Daten werden dann von einem menschlichen Bediener
ausgewertet und/oder durch ein regelbasiertes System, beispielsweise
einem Expertensystem oder einem neuronalen Netz, automatisch analysiert,
wobei im Falle einer detektierten kritischen Abweichung von der
als notwendig definierten Funktionstüchtigkeit eine Fehlermeldung abgesetzt
wird.
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Das
in einem separaten Vorratsbehälter
unter hohem Druck stehende Fluid wird vorteilhafterweise durch die
Prüfeinheit
mittels der gezielten Ansteuerung eines Druckminderers – gegebenenfalls unter
Nutzung eines Zusatzbehälters
in der Prüfeinheit – auf den
für die
jeweilige Funktionstüchtigkeitsprüfung notwendigen
definierten Druck abgesenkt. Dies bietet den Vorteil, dass nicht
für die
einzelnen Funktionstüchtigkeitsprüfungen mit
unterschiedlichen definierten Drücken
des Fluides jeweils eigenständige
Druckbehälter
mit entsprechendem definierten Drücken bereitgehalten werden
müssen,
sondern das lediglich ein Vorratsbehälter für die Durchführung der
Funktionstüchtigkeitsprüfungen vorhanden
sein muss. Des Weiteren ist hierdurch sichergestellt, dass unabhängig von
Temperatur- und damit Druckschwankungen in dem separaten Druckbehälter der definierte
Druck des Fuides durch die Ansteuerung des Druckminderers und des
Zusatzbehälters
in der Prüfeinheit
erzeugt und durch die Prüfeinheit
gesteuert wird. Der definierte Druck innerhalb der Prüfeinheit
und damit in der durch die Prüfeinheit
angesteuerten Komponente der Steuereinheit ist damit zu jedem Zeitpunkt
exakt vorgeb- und
messbar.
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Den
notwendigen Sicherheitsaspekten bei der Funktionstüchtigkeitsprüfung zumindest
einer Komponente der Steuereinheit wird dadurch Rechnung getragen,
dass die Prüfeinheit
im Falle einer Störung
oder eines Fehlers den definierten Druck des Fluides kontrolliert
absenkt. Insbesondere bei der Betätigung eines eingebauten Not-Aus-Schalters wird
die Impulsleitung druckentlastet, um ein unbeabsichtigtes Öffnen der
Druckhalte-Sicherheitsventile zu verhindern. Daraus ergeben sich
eine Schonung der zu prüfenden
Druck-Weg-Umformer, Stellteile und Sicherheitsventile, kurze Prüfzeiten
und nicht zuletzt hohe Sicherheitsstandards für das Bedienungspersonal.
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Die
Reproduzierbarkeit der ermittelten Zustandsparameter und gemessenen
definierten Drücke
wird dadurch gewährleistet,
dass durch die Prüfeinheit
vordefinierte Prüfabläufe zumindest
einzelner Komponenten der Steuereinheit automatisch durchgeführt und
protokolliert werden. Dies betrifft insbesondere die automatisierte
Initialisierung der Funktionstüchtigkeitsprüfung, die Überwachung
der Funktionstüchtigkeitsprüfung, vor
allem der notwendigen definierten Drücke, und der Protokollierung
der Zustandsparameter – auch
im Hinblick auf die einwandfreie Funktion und den Test der Messaufnehmer,
sowie den automatisierten Abschluss der Funktionstüchtigkeitsprüfung. Auch
die zeitliche Dokumentation der definierten Drücke sowie der Zustandsparameter
und deren -automatisierte – Auswertung
entlastet einen menschlichen Bediener und ermöglicht in Verbindung mit computerbasierten
Regelsystemen, beispielsweise einem Expertensystem, die Bereitstellung
eines zweiten, gegebenenfalls redundanten automatischen Überwachungssystems.
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Der
definierte Druck wird vorteilhafterweise mittels eines Edelgases
und/oder eines reaktionsträgen
Gases, insbesondere Stickstoff, als Fluid erzeugt. Neben nutzbaren
flüssigen
Medien als Fluid im Sinne der Erfindung bieten sich insbesondere Edelgase
und/oder reaktionsträge
Gase an, da diese Gase in keiner bzw. nur in sehr geringer chemischer Wechselwirkung
mit den Komponenten der Steuereinheit treten. Gleichzeitig sind
diese Gase gut dekontaminierbar, was insbesondere in einem Reaktorkreislauf
eines Kernkraftwerkes von Bedeutung ist.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist es möglich,
einen ventilschonenden Prüfvorgang
durch einen abgesenkten Systemdruck vorzunehmen. Dadurch ist eine
betriebsschonende Prüfung
der Funktionstüchtigkeit
der Steuereinheit bzw. einzelner Komponenten der Steuereinheit möglich, da
nicht wie bisher ermüdungsrelevante
Zyklen für
die Prüfung
der Funktionstüchtigkeit
durchlaufen wer den müssen.
Der von der Prüfeinheit
aufgebaute Druck entspricht dem für die jeweilige Funktionstüchtigkeitsprüfung notwendigen
Druck in einem der Druckräume
der Steuereinheit bzw. der ausgewählten Komponente der Steuereinheit,
wobei der jeweils notwendige Druck für die geforderte Prüfung der Funktionstüchtigkeit
beaufschlagt wird, wie beispielsweise der Ansprechdruck für die Prüfung des
Sicherheitsventils als Komponente der Steuereinheit. Durch die gezielte
Aufprägung
eines definierten Drucks des Fluides in mindestens einem Druckraum
der ausgewählten
Komponenten der Steuereinheit werden die Reaktionszeiten der Steuereinheit
deutlich minimiert. Der kontinuierliche, reproduzierbare Anstieg
des definierten Fluiddruckes bei der Einstellprüfung führt durch die genaue Steuerung
der gedrosselten Fluidzufuhr zu genauen und jederzeit reproduzierbaren Ergebnissen
der Funktionstüchtigkeitsprüfung. Durch
die Vorgabe eines definierten Abbruchkriteriums zur Vermeidung von
unnötigen Öffnungs-
und Schließvorgängen des
Sicherheitsventils bei zu hoher Einstellung des Ansprechdruckes
ist ein hoher Sicherheitsstand bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
gewährleistet.
Durch den automatisierten Ablauf der Funktionstüchtigkeitsprüfung wird
ein reproduzierbares Prüfverfahren
mit entsprechenden reproduzierbaren Druckwerten und Messergebnissen
bereitgestellt. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, bereits vom Hersteller
der Steuereinheit bzw. der Prüfeinheit
ein qualifiziertes Messwerterfassungs- und Steuerungssystem bereitzustellen,
das hohe sicherheitstechnische Anforderungen aufgrund von möglichen
intensiven Vorabprüfungen
der Hersteller erfüllen
kann.
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Hinsichtlich
der Prüfeinheit
wird die Aufgabe durch die Merkmale der Erfindung gemäß Anspruch 9
gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine
Prüfeinheit
für die Überprüfung der
Funktionstüchtigkeit
einer Steuereinheit mit einem Druck-Weg-Umformer dergestalt vorgesehen,
dass nach der Entfernung des Kühlmittels
aus zumindest einem Druckraum der Steuereinheit die Prüfeinheit
ein Fluid zur Erzeugung eines definierten Druckes in zumindest einem
der Druckräume
der Steuereinheit verwendet und die Prüfeinheit zumindest einen Zustandsparameter
der Steuereinheit in Abhängigkeit
vom definierten Druck ermittelt.
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Mit
der Prüfeinheit
können
die relevanten Druckräume
der zu prüfenden
Druck-Weg-Umformer,
Stellteile wie Entlastungskegel, Druckleitungen oder Sicherheitsventile
der Steuereinheit abhängig von
den Anforderungen der durchzuführenden
Funktionstüchtigkeitsprüfung mit
dem erforderlichen definierten Druck des Fluides, beispielsweise
Stickstoff, beaufschlagt werden. Der Vorratsbehälter ist mit einem Druckminderer
der Prüfeinheit
verbunden, wobei die Prüfeinheit
den definierten Druck mittels gezielter Ansteuerung des Druckminderers
innerhalb des Zusatzbehälters
in der Prüfeinheit
und damit in der ebenfalls angesteuerten Komponente der Steuereinheit
erzeugt. Hierzu wird der Druck über
Druckminderer – gegebenenfalls
mit Hilfe des Vorratsbehälters – von rund
300 bar auf einen definierten Druck in einem Druckbereich von 20
bar bis 220 bar reduziert. Die Bereitstellung des jeweils notwendigen
definierten Drucks und das Auswählen
der relevanten Druckleitungen, die zu den Druck-Weg-Umformern, den
Stellteilen und den Sicherheitsventilen führen, geschieht mittels Handventilen
und/oder magnetisch betätigten
Hochdruckventilen, die im Rahmen des vollautomatischen Prüfablaufs
durch die Prüfeinheit elektrisch
betätigt
und gesteuert werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Prüfeinheit ist vorgesehen, dass
die Prüfeinheit
zumindest ein Druckregelventil zur automatischen Regelung des vorgebbaren
Druckgradienten, ein Magnetventil zur Druckentlastung und einen
Druckminderer zur definierten Erzeugung eines Druckes des Fluides,
das aus einem mit der Prüfeinheit
verbundenen Vorratsbehälter
zugeführt
wird, umfasst.
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Zumindest
ein Messaufnehmer ermittelt einen Zustandsparameter der Steuereinheit,
wobei die Ein- und/oder Ausgangsverbindungsleitungen zwischen dem
Messaufnehmer und der Prüfeinheit
vorteilhafterweise spannungspotentialgetrennt sind. Die Ein-/Ausgänge sind
deshalb potentialgetrennt ausgeführt,
um elektrische Rückkopplungen
in der Anlage zu vermeiden. Mit der Prüfeinheit können vorteilhafterweise 16
analoge Signale und 32 digitale Kanäle – bei einer Abtastrate von
1 kHz je Messkanal – verarbeitet
werden.
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Für eine geschützte und
von der Steuereinheit unbeeinflusste Auswertung der protokollierten Zustandsparameter
und/oder der protokollierten definierten Drücke des Fluides werden diese
Daten an eine räumlich
von der Steuereinheit getrennte Auswerteeinheit übertragen. Idealerweise werden
die Daten an eine Auswerteeinheit mittels einer kabelbasierten Verbindung – beispielsweise über ein
Ethernetkabel – oder
per Funk übertragen,
wobei im Sinne der Erfindung alle Datenprotokolle, wie beispielsweise
ein Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)-Funkstandard oder
ein Netzwerkprotokoll, wie Hypertext Transfer Protocol (HTTP) verwendbar sind.
Im Falle der Nutzung einer Rechnerarchitektur für die Verbindung der Komponenten
untereinander sind alle Komponenten, wie Messaufnehmer, die Prüfeinheit
oder die Steuereinheit, als Netzkomponenten adressierbar und mittels
herkömmlicher
Kommunikationsverbindungen, wie beispielsweise peer-to-peer-Verbindungen,
so ansteuerbar. Im Falle der peer-to-peer-Kommunikationsverbindungen werden innerhalb
des Netzwerkes freie Rechnerressourcen den ablaufenden Applikationen
dynamisch zur Verfügung
gestellt, so dass keine hierarchische Kommunikationsnetzstruktur
notwendig ist.
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Für einen
einfachen Transport und zur Vermeidung von körperlich schweren Arbeiten
bei der Aufstellung der Prüfeinheit
sind Transportvorrichtungen, insbesondere Kranösen und/oder Rollen, an der Prüfeinheit
angeordnet.
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Mit
der vorliegenden Erfindung werden die Prüfzeiten der Steuereinheit bzw.
der Komponenten der Steuereinheit deutlich reduziert, so dass auch das
Prüfpersonal
einen geringeren Zeitbedarf als bisher für die Funktionsprüfungen aufwenden
muss. Die Spannungspotentialtrennung der analogen und digitalen
Ein- und Ausgänge
gewährleistet,
dass keine elektrischen Rückkopplungen
oder Beeinflussungen der Anlageninstrumentierung oder der elektrischen Steuerung
auftreten. Aufgrund der einfachen Konzeption der Prüfeinheit
kann sowohl der Aufbau als auch der Umbau für unterschiedlichste Funktionstüchtigkeitsprüfungen einfach
und schnell vom Prüfpersonal
vorgenommen werden. Durch ein Meßwerterfassungs- und Steuerungssystem
mit hohen Abtastraten der Druck- und Messwerte- in Verbindung mit einer
eigenständigen
rechnerbasierten Auswerteeinheit ist eine flexible Signaldarstellung
und -dokumentation durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt. Die
Messwerterfassung und die elektronische Steuerung sind moderne,
bewährte
PC-Systeme mit Anwendersoftware, die in einem fahrbaren Gehäuse untergebracht
und damit eine freie Positionierung der Auswerteeinheit relativ
zur Steuereinheit erlauben.
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Im
Fehlerfall und bei Betätigung
der eingebauten Not-Aus-Einrichtung wird die Prüfeinheit automatisch in Ruhestellung
gebracht und die Impulsleitung druckentlastet, um ein unbeabsichtigtes Öffnen des
Sicherheitsventils zu verhindern. Der Ablauf der Prüfungen wird
durch das Prüfprogramm
automatisiert gesteuert und gewährleistet
somit reproduzierbare Prüfabläufe und
Ergebnisse. Die ermittelten Prüfergebnisse
und der Verlauf der aufgezeichneten Messwerte werden in einem Protokollausdruck
dokumentiert und visuell und/oder elektronisch ausgewertet.
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Es
werden beispielsweise 16 analoge Kanäle und 32 digitale Kanäle für die Drukkermittlung
und die Messwerterfassung genutzt. Die analogen Kanäle verarbeiten
Druck-, Temperatur- und Wegsignale. Die digitalen Kanäle verarbeiten
Stellungsanzeigen der Komponenten der Steuereinheit mit jeweils
einem Kanal für
die offene und geschlossene Stellung. Die Signale sind bezüglich der
elektrischen Spannung potentialgetrennt, damit elektronische Rückwirkungen
und Beeinflussungen auf andere elektronische Systeme der Steuereinheit
oder der gesamten Anlage ausgeschlossen sind.
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Die
vorliegende Erfindung kann in Form von Hardware, Software oder einer
Kombination von Hardware und Software realisiert werden. Hierdurch ergibt
sich die Möglichkeit
einer freien Programmierung der Abläufe der Funktionstüchtigkeitsprüfung, so
dass ein flexibel konfigurierbares Meßwerterfassungs- und Steuerungssystem
durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird. Des Weiteren
können unterschiedliche
Arten von Messaufnehmern und deren Verwendung im Rahmen der Funktionstüchtigkeitsprüfung durch
die Software frei angepasst werden. Idealerweise werden hierbei
verschiedene Funktionstüchtigkeitsprüfmodi für die Druckerzeugung
und -messung, sowie vorteilhafte Betriebsabläufe bei der Messwertermittlung
der Zustandsparameter der Komponenten der Steuereinheit, wie beispielsweise
eine automatische Nullpunktkorrektur für die Messaufnehmer von Weg
und Druck, bereitgestellt. Hierfür
ist jede Art von System bzw. jede andere zum Ausführen des
erfindungsgemäßen Verfahrens
eingerichtete Vorrichtung geeignet. Eine typische Kombination von
Hardware und Software könnte
ein Universalcomputersystem mit einem Computerprogramm sein, welches
in das Universalcomputersystem geladen und ausgeführt wird
und die Prüfeinheit
und die Steuereinheit so steuert, dass eine nach dem beschriebenen
Verfahren erstellte Applikation ausgeführt wird. In einer weiteren
Kombination von Hardware und Software kann beispielsweise zur Überprüfung der
Funktionstüchtigkeit
einer Komponente der Steuereinheit eine automatisierte Funktionstüchtigkeitsprüfung durchgeführt und
die hierzu notwendigen Komponenten der Steuereinheit und der Prüfeinheit
entsprechend durch die Software angesteuert werden. Gleiches gilt
für die
Auswerteeinheit der Messwerte, die als Kombination einer Hardware
und einer Software eine automatisierte Messwerterfassung – gegebenenfalls
mit eigenständig
initiierbaren automatisierten Tests der Messaufnehmer – gewährleistet.
Die vorliegende Erfindung kann auch in ein Computerprogrammprodukt
integriert werden, welches alle Merkmale umfasst, die es zur Realisierung
der hier beschriebenen computergestützten Verfahren befähigen, und
welches nach dem Laden in ein Computersystem in der Lage ist, diese
Verfahren auszuführen.
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Unter
den Begriffen Computerprogrammmittel, Computerprogramm und Computeranwendung ist
im vorliegenden Zusammenhang jeder Ausdruck in einer beliebigen
Computersprache, Code oder Notation eines Satzes von Anweisungen
zu verstehen, welche ein Computersystem zur Datenverarbeitung und
so zur Ausführung
einer bestimmten Funktion befähigen.
Das Computerprogrammmittel, das Computerprogramm bzw. die Computeranwendung
ist entweder direkt oder nach einer Umwandlung in eine andere Sprache,
Code, Notation oder durch die Darstellung in einer anderen materiellen
Form auf dem Computersystem lauffähig.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei
zeigt beispielhaft die
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1 eine
schematische Darstellung der wichtigsten Komponenten der Prüfeinheit;
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2 eine
schematische Darstellung der Prüfeinheit
mit Verbindungsleitungen zur Steuereinheit im Falle einer Einstellprüfung;
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3 eine
schematische Darstellung der Prüfeinheit
mit Verbindungsleitungen zur Steuereinheit im Falle einer Funktionsprüfung;
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4 eine
schematische Darstellung der Prüfeinheit
mit Verbindungsleitungen zur Steuereinheit im Falle einer Bewegungsprüfung.
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Die
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der wichtigsten
Komponenten der Prüfeinheit 1.
Die Prüfeinheit 1 kann
die Druckräume 18a bis 18f der
zu prüfenden
Steuereinheit 13 (nicht dargestellt) und der Komponenten 13, 16a, 16b, 17, 18a bis 18f, 21, 24, 25, 26 (nicht
dargestellt) der Steuereinheit 13 abhängig von den Anforderungen
der durchzuführenden
Funktionstüchtigkeitsprüfung mit dem
erforderlichen Stickstoffdruck als definierten Druck des Fluides
beaufschlagen.
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Eine
Stickstoffflasche dient als separater Vorratsbehälter 2 mit gasförmigem Stickstoff
als Fluid, wobei die Stickstoffflasche 2 über eine
Verbindungsleitung 3 druckdicht mit der Prüfeinheit 1 verbunden
ist. In der Prüfeinheit 1 wird
der Flaschendruck des Vorratsbehälters 2 gemindert,
von beispielsweise einem Druck von 300 bar im Vorratsbehälter 2 auf
220 bar innerhalb der Prüfeinheit 1.
Zur Reduzierung des Druckes dient ein Druckminderer 4 in
der Prüfeinheit 1.
Die Bereitstellung der prüfungsanhängigen unterschiedlichen
Drücke
und die Auswahl der relevanten Leitungen 5a bis 5d,
die zu den Ventilen 21 bzw. zu den Druckräumen 18a bis 18f der Steuereinheit 13 führen, wird
mittels unterschiedlicher Stellungen von in der Prüfeinheit 1 den
jeweiligen Leitungen 5a bis 5d zugeordneten Handventilen 6 und
magnetisch betätigten
Hochdruckventilen 7 gewährleistet,
die im Rahmen des vollautomatischen Ablaufs der Funktionstüchtigkeitsprüfungen durch die
Prüfeinheit 1 angesteuert
werden. Die Leitungen 5a bis 5e sind einfach und
druckdicht über
die Anschlüsse 15a bis 15e mit
entsprechend korrespondierenden Leitungen der Steuereinheit 13 verbindbar.
Für die
Steuerung der zeitlich veränderbaren
definierten Drücke
werden Druckregelventile 8 mit entsprechenden T Reglern
eingesetzt, wobei die Druckregelventile 8 die Aufprägung eines
eindeutigen und reproduzierbaren Druckgradienten in den Leitungen 5a bis 5d und
damit in der Steuereinheit 13 ermöglichen. Zum Schutz vor einer
maximalen Druckbelastung der Prüfeinheit 1 sind
Drucküberlastsicherheitsventil 9 in
den Druckkreis der Prüfeinheit 1 integriert. Für die Überprüfung der
Steuereinheit 13 im Rahmen einer Einstellprüfung oder
einer Funktionsprüfung
ist für
die Vorhaltung eines definierten Druckes für die Funktionstüchtigkeitsprüfung in
der Prüfeinheit 1 ein Zusatzbehälter 10 angeordnet,
wobei der Zusatzbehälter 10 mit
drei Leitungen 5b, 5c, 5d entweder direkt
oder über
eine Drossel 11 verbunden ist. Druckaufnehmer 12 in
den Leitungen 5a bis 5e ermöglichen eine exakte und reproduzierbare
Ermittlung der in der Prüfeinheit 1 gesteuerten
und definierten Drücke
in jeder Leitung 5a bis 5e.
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Die
Prüfeinheit 1 ermittelt
mit den Druckaufnehmer 12 insbesondere den am Umformer
anliegenden Druck pUmf der Leitung 5b für die Einstell- oder
die Funkti onsprüfung,
den Druck pBew in der Leitung 5a bei
einer Bewegungsprüfung,
den Druck pRK in der Leitung 5e bei
einer Einstell- oder Funktionsprüfung,
sowie den Systemdruck psys nach dem Druckminderer 4 und
den Druck pN2 des Vorratsbehälters 2 vor
dem Druckminderer 4. Die Steuerung der Ventile 7, 8 erfolgt
mittels eines rechnerbasierten Systems (nicht dargestellt), dass
eine direkte elektronische Ansteuerung der Ventile 7, 8 erlaubt.
-
Die
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Prüfeinheit 1 mit
Verbindungsleitungen an den Anschlüssen 15b bis 15e zur
Steuereinheit 13 im Falle einer Einstellprüfung. Eine
wesentliche Funktionstüchtigkeitsprüfung ist
die Einstellprüfung
zur Kontrolle des Ansprechdruckes und der Erstellung der charakteristischen
Hub/Druck-Kurve der Druck-Weg-Umformer 16a, 16b.
Die Einstellprüfung wird
im kalten und drucklosen Zustand in der Steuereinheit 13 bei
durch die Steuerventile 21 abgesperrten Steuer- und Druckentnahmebohrungen
durchgeführt.
Bei der Einstellprüfung
werden mit Hilfe der Prüfeinheit 1 der
originale Ansprechdruck und Schließdruck der Steuereinheit 13 bzw.
von einzelnen Komponenten 13, 16a, 16b, 17, 18a bis 18f, 21, 24 – im vorliegenden
Beispiel der Druck-Weg-Umformer 16a – dem System
aufgeprägt,
wobei die definierten Drücke
des Fluides zur exakten Bestimmung des Ansprech- und Schließdrucks
der Komponente dienen. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es nicht erforderlich, zur Ermittlung des Ansprech-
und Schließdruckes
einer Komponente 13, 16a, 16b, 17, 18a bis 18f, 21, 24 der
Steuereinheit 13 den Systemdruck durch Druckerhöhung und
-reduzierung zu ermitteln. Ermüdungsrelevante
Zyklen für
Komponenten der Steuereinheit 13 während den Funktionstüchtigkeitsprüfungen werden
somit vermieden. Dies stellt einen entscheidenden Beitrag zur Anlagenschonung
dar.
-
Die
Steuereinheit 13 weist zwei Druck-Weg-Umformer 16a, 16b – mit jeweils
ansteuerbaren Druckräumen 18d bis 18f auf,
die zur redundanten Steuerung eines Sicherheitsventils 17 mit
jeweils ansteuerbaren Druckräumen 18a bis 18c dienen.
Die Druck-Weg-Umformer 16a, 16b sind über jeweils
eine Druckentnahmeleitung 19a, 19b und jeweils
eine Steuerleitung 20a, 20b mit den Druckräumen 18a, 18b, 18c des
Sicherheitsventils 17 verbunden. Zur Absperrung der Steuer- 20a, 20b und
Druckentnahmeleitungen 19a, 19b dienen ansteuerbare Ventile 21.
Die zu ermittelnden Messwerte des Sicherheitsventils 17 werden über ein
Messsystem mit einem Unterverteiler 22 erfasst und an eine
mit dem Unterverteiler 22 verbundenen Auswerteeinheit 14 übermittelt.
Die Auswerteeinheit 14 ist ebenfalls zur Protokollierung
der definierten Drücke
der Prüfeinheit 1 mit
der Prüfeinheit 1 über eine
Messleitung verbunden.
-
Für die Einstellprüfung werden
die Ventile 21 der Druckentnahmeleitung 19a, 19b und
der Steuerleitungen 20a, 20b gesperrt, so dass
das Sicherheitsventil 17 nicht angesteuert wird und eine
selektive Prüfung
der Druck-Weg-Umformer 16a, 16b vorgenommen werden
kann. Zur Einstellprüfung
wird der an dem jeweiligen Druck-Weg-Umformer 16a, 16b angeordnete
Betriebsflansch 23b durch einen Prüfflansch 23a ausgetauscht.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
der Figur 2 sind die Zuleitungen zum linken
Druck-Weg-Umformer 16a mit einem Prüfungsflansch 23a versehen
und die Zuleitungen zu dem rechten Druck-Weg-Umformer 16b noch durch den
ursprünglichen
Betriebsflansch 23b geschützt. Der Zusatzbehälter 10 (nicht
dargestellt) in der Prüfeinheit 1 wird
mittels eines Magnetventils 7 (nicht dargestellt) und eines
Druckregelventils 8 (nicht dargestellt) in der Druckleitung 5f (nicht
dargestellt) auf 140 bar vorgespannt. Falls der Druck im Zusatzbehälter 10 zu
hoch liegt, kann durch Öffnen
des Magnetventils 7 in der Druckleitung 5g (nicht
dargestellt) der Druck gesenkt werden. Dabei ist die automatische
Nachregelung des Druckregelventils 8 in der Druckleitung 5f auf
den eingestellten Druck zu beachten. Der Druck des mit der Prüfeinheit 1 verbundenen
Vorratsbehälters 2 (nicht
dargestellt) beträgt 300
bar.
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Der
definierte Druck des Fluides – hier
gasförmiger
Stickstoff – wird,
ausgehend von einem Basisdruck von nahezu 140 bar, durch Starten
des Druckregelventils 8 in der Druckleitung 5f mit
dem vorgegebenen konstanten, reproduzierbaren Druckgradienten auf
den Ansprechdruck bzw. den eingestellten Sollwert angehoben.
-
Nach
dem öffnen
des Druck-Weg-Umformers 16a, 16b wird die Druckzufuhr
durch das Druckregelventils 8 in der Druckleitung 5f unterbrochen und
der definierte Druck über
die Drossel 24 abgesenkt bis die Klauenfunktion der Druck-Weg-Umformer 16a, 16b gegriffen
und der Rückschlagkegel 25 geschlossen
hat. Die Höhe
des Drucks des Rückschlagkegels 25 ist über den
am Anschluss 15e angeschlossenen Druckaufnehmer 12 (nicht
dargestellt) messbar. Der Zusatzbehälter 10 wird durch öffnen und
Schließen
des Magnetventils 7 in der Druckleitung 5g auf
den Ausgangsdruck von 140 bar (PUmf) abgesenkt.
Die notwendigen Messdaten für
die Bewertung der Funktionstüchtigkeit
werden von der Auswerteeinheit 14 aufgezeichnet und protokolliert.
-
Der
beispielhafte Ablauf einer Einstellprüfung für einen bzw. beide Druck-Weg-Umformer 16a, 16b – insbesondere
für das
SIERION-Steuerventil des Unternehmens AREVA NP (ehemals FRAMATOME
ANP) – beginnt
mit der Erhöhung
des Drucks von 0 bar auf 140 bar bei einem konstanten Volumen des Zusatzbehälters 10.
Mit einer weiteren Druckerhöhung
von 140 bar auf rund 197 bar wird mit dem Druckregelventil 8 in
der Leitung 5f ein regelbarer Druckgradienten von 1 bar/sec
bis 3 bar/sec exakt während
der Einstellprüfung
eingehalten. Der Druckgradient kann anlagenspezifisch festgelegt
werden und ist über
die Drucksteigerung von 140 bar bis zum Ansprechdruck der Steuerleitung 20a, 20b der Druck-Weg-Umformer 16a, 16b konstant.
Bei einem Druck von ungefähr
193 bar öffnet
die Drossel 11 in der Leitung 15d schlagartig
für einen
bestimmten Zeitraum, beispielsweise 5 msec. Trotz dieser Druckentlastung über die
Drossel 11 der Leitung 15d erfolgt ein weiterer
Druckanstieg bis zum Erreichen des maximalen Druckes bzw. bis zum
Vorliegen eines Abbruchsignals. Anschließend wird der Druck über den Druck-Weg-Umformer 16a, 16b bis
zum Schließdruck
abgesenkt. Die Protokollierung der definierten Drücke und
die Erfassung der Daten der Messaufnehmer 27 über den
Unterverteiler 22 erfolgt in der Auswerteeinheit 14.
-
Die
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Prüfeinheit 1 mit
Verbindungsleitungen zur Steuereinheit 13 im Falle einer
Funktionsprüfung.
Die Funkti onsprüfung
dient als Nachweis der Funktion jedes Druck-Weg-Umformers 16a, 16b durch
die Ansteuerung mittels einer Steuerleitung 20a, 20b zu
den Druckräumen 18a bis 18c des
Sicherheitsventils 17. Für die Funktionsprüfung wird
lediglich der Anschluss 15b der Prüfeinheit 1 benötigt und
hierüber
der definierte Druck des Fluides dem jeweiligen Druck-Weg-Umformer 16a, 16b aufgeprägt. In dem
in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der linke
Druck-Weg-Umformer 16a dergestalt geprüft, dass nur der linke Druck-Weg-Umformer 16a mit
dem Sicherheitsventil 17 verbunden ist. Der redundante
rechte Druck-Weg-Umformer 16b wird eigenständig geprüft und ist
durch die Ventile 21 von der druckführenden Leitung am Anschluss 15b der
Prüfeinheit 1 getrennt.
Für die
Funktionsprüfung ist
ein Betriebsflansch 23b zu verwenden.
-
Die
separate Kontrolle der Funktion der Druck-Weg-Umformer 16a, 16b bei
der Ansteuerung des Sicherheitsventils 17 erfolgt bei 40
bar Primärkreisdruck.
Mit der Hilfe der Prüfeinheit 1 wird
der Ansprechdruck und Schließdruck
des Sicherheitsventils 17 durch die Ansteuerung der Druck-Weg-Umformer 16a, 16b ermittelt.
Die Überprüfung erfolgt
idealerweise mittels eines automatisierten Prüfprogramms.
-
Der
definierte Druck des Fluides – hier
gasförmiger
Stickstoff – wird über das
Druckregelventil 8 (nicht dargestellt) der Leitung 5f (nicht
dargestellt) mit einem konstanten Druckgradienten angehoben, bis der
Ansprechdruck des Sicherheitsventils erreicht ist. Weitere Abbruchkriterien
sind das Erreichen des maximal zulässigen Drucks oder der Abbruch
des Prüfprogramms
durch den Bediener. Nach dem öffnen des
Sicherheitsventils 17 wird der Stickstoff als gasförmiges Fluid über das
Magnetventil 7 und die Drossel 11 der Leitung 5g soweit
abgesenkt, bis die Klauenfunktion des Druck-Weg-Umformers 16a gegriffen und
Rückschlagkegel 25 geschlossen
hat. Die Funktionsprüfung
erfolgt mittels einer ersten Druckerhöhung von 0 bar auf einen Ausgangsdruck
von 140 bar. Danach erfolgt eine weitere Druckerhöhung von 140
bar auf 197 bar mit einem durch ein Druckregelventil 8 (nicht
dargestellt) gesteuerten Druckgradienten von 5 bar/sec bis zu 10
bar/sec.
-
Der
genau definierte Enddruck wird für
eine Zeitdauer 10 sec bis 12 sec gehalten. Im Ansprechdruckbereich öffnet ein
Entlastungskegel 26 den der Rückschlagkegel 25 des
Druck-Weg-Umformers 16a, wodurch das Sicherheitsventil 17 angesteuert wird.
Die Druckabsenkung im Rahmen der Funktionsprüfung erfolgt über die
Prüfeinheit 1 bis
unter den Schließdruck
des Steuerventils 16a, wobei beim Erreichen des Schließdrucks
des Druck-Weg-Umformers 16a gleichzeitig das Sicherheitsventil 17 schließt.
-
Die
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der Prüfeinheit 1 mit
Verbindungsleitungen zur Steuereinheit 13 im Falle einer
Bewegungsprüfung.
Die Bewegungsprüfung
dient der Kontrolle der Leichtgängigkeit
beim Öffnungs- und Schließvorgang
des Sicherheitsventils 17. Die Steuereinheit 13 ist
nur über
den ersten Anschluss 15a mit der ersten Leitung 5a der
Prüfeinheit 1 verbunden.
Die Ventile 21 zu den Steuer- 20a, 20b und
Druckentnahmeleitungen 19a, 19b zu den Druck-Weg-Umformern 16a, 16b sind
geschlossen. Die Bewegungsprüfung
wird durch Beaufschlagung eines definierten Drucks des Fluides im
oberen Druckraum 18a des Sicherheitsventils 17 durchgeführt. Der
Unterverteiler 22 ist mit allen notwendigen Messaufnehmern 27 verbunden und
leitet die Messdaten an die Auswerteeinheit 14 weiter.
Die Prüfeineinheit 1 führt alle
notwendigen Schalthandlungen für
den Prüfablauf
automatisch durch und protokolliert die dabei gewonnenen Messdaten.
Für die
Bewegungsprüfung
ist es erforderlich, dass ein konstanter, definierter Druck des
Fluides in den Druckräumen 18a des
Sicherheitsventils 17 vorhanden ist. Dies wird gewährleistet,
in dem das Druckregelventil 8 (nicht dargestellt) in der
ersten Leitung 5a (nicht dargestellt) der Prüfeinheit 1 einen
definierten Vordruck mittels des Druckminderers 4 (nicht
dargestellt) erzeugt. Der Zusatzbehälter 10 (nicht dargestellt)
in der Prüfeinheit 1 wird
für die
Bewegungsprüfung
nicht benötigt.
Eine definierte Entspannung des ersten Druckraumes 18a des
Sicherheitsventils 17 erfolgt über die Kolbenringe und Spalten
in den zweiten Druckraum 18b des Sicherheitsventils 17 durch
Absperrung der ersten Leitung 5a der Prüfeinheit (durch den Pfeil im
zweiten Druckraum 18b ange deutet). Die Druckmessung im
ersten Druckraum 18a über
die Zeit erfolgt mittels des Druckaufnehmers 12 pBew in der ersten Leitung 5a der Prüfeinheit 1.
-
Die
Bewegungsprüfung
erfolgt beispielsweise durch eine Druckerhöhung von 0 bar auf 1,5 bar bei
konstantem Volumen von 1,2 l für
den ersten Druckraum 18a. Mit der weiteren Druckerhöhung von 1,5
bar auf 3,0 bar vergrößert sich
das Volumen des oberen Druckraums 18a von 1,2 l auf 2,0
l. Die nochmalige Druckerhöhung
von 3 bar bis 6 bar erfolgt bei einem konstanten Volumen von 2 l
des oberen Druckraums 18a des Sicherheitsventils 17.
Anschließend erfolgt
die Druckentlastung von 6 bar auf 0 bar bei gleichzeitiger Volumenabnahme
des oberen Druckraums 18a auf 1,2 l über die Kolbenringleckage in den
zweiten Druckraum 18b des Sicherheitsventils 17.
Die automatisierte Prüfung
endet, wenn ein Druck von 0 bar im ersten Druckraum 18a von
der Auswerteeinheit 14 ermittelt wird.
-
- 1
- Prüfeinheit
- 2
- separater
Vorratsbehälter
- 3
- Verbindungsleitung
- 4
- Druckminderer
- 5a
bis 5g
- Druckleitungen
innerhalb der Prüfeinheit
- 6
- Handventil
- 7
- Magnetventil
- 8
- Druckregelventil
- 9
- Drucküberlastsicherheitsventil
- 10
- Zusatzbehälter
- 11
- Drossel
- 12
- Druckaufnehmer
- 13
- Steuereinheit
- 14
- Auswerteeinheit
- 15a
bis 15e
- Anschlüsse zu den
Druckleitungen der Prüfeinheit
- 16a,
16b
- Druck-Weg-Umformer
- 17
- Sicherheitsventil
- 18a
bis 18f
- ansteuerbare
Druckräume
der Steuereinheit
- 19a,
19b
- Druckentnahmeleitung
- 20a,
20b
- Steuerleitung
- 21
- Ventil
der Steuereinheit
- 22
- Unterverteiler
- 23a
- Prüfflansch
- 23b
- Betriebsflansch
- 24
- Drossel
der Steuereinheit
- 25
- Rückschlagkegel
des Steuerventils
- 26
- Entlastungskegel
des Steuerventils
- 27
- Messaufnehmer