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Ventil für Dampfanlagen Die Erfindung betrifft ein für Dampfanlagen
bestimmtes Ventil. Üblicherweise weist ein solches Ventil einen Einlaßstutzen und
einen über den Ventildurchlaß mit diesem verbundenen Auslaßstutzen auf. Ein Durchfluß
des Dampfes ist daher nur bei mehr oder weniger geöffnetem Ventildurchlaß möglich.
Bei geschlossenem Ventil, das z. B. als Sicherheitsventil in eine Stichleitung der
Dampfanlage eingebaut ist, kühlt sich der vor dem Ventil stehende Dampf und damit
das Ventilgehäuse sehr erheblich ab und nimmt Sattdampftemperatur an. Wird das Ventil
schnell geöffnet, so daß Heißdampf in großer Menge durchströmt, der beispielsweise
eine 200° C höhere Temperatur hat, so erwärmt sich zunächst die Innenseite des druckfesten
und daher dickwandigen Ventilgehäuses plötzlich, während die äußeren Teile der Gehäusewandung
noch relativ kühl sind. Ein solcher »Thermoschock« führt zu großen und gefährlichen
Temperaturspannungen innerhalb der Gehäusewandung, wodurch mit der Zeit Materialrisse
entstehen können. Temperaturunterschiede wirken sich bei Doppelsitzventilen auch
auf die Dichtigkeit des Ventils aus, da Temperaturspannungen zwischen dem Ventilschaft
und dem die Ventilsitze enthaltenden Gehäuse auftreten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Ventilen für Dampfanlagen
Temperaturunterschiede zwischen dem Heißdampf und dem Ventilgehäuse zu vermeiden,
so daß kein Temperaturschock beim Öffnen des Ventils auftreten und keine Temperaturspannungen
wirksam werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß das Ventilgehäuse
in an sich bei Wasserentnahmeventilen bekannter Weise einen den Ventildurchlaß umgehenden,
unmittelbar zu wenigstens einem Durchflußauslaßstutzen führenden Durchflußkanal
aufweist, der einen Dampfdurchfluß und eine Aufheizung des Ventilgehäuses auf die
Durchflußtemperatur auch bei geschlossenem Ventil ermöglicht. Diese Ventilausbildung
als Durchflußabzweigventil hat hier nicht allein den Sinn, die Leitungsführung zu
vereinfachen und Raum einzusparen, sondern sie bringt in Dampfanlagen den entscheidenden
Vorteil, daß das Ventilgehäuse stets auf Heißdampftemperatur gehalten werden kann,
unabhängig davon, ob das Ventil geöffnet oder geschlossen ist, da es unmittelbar
in die Heißdampfleitung eingeschaltet wird, so daß das Ventilgehäuse einen Teil
der Heißdampfleitung bildet.
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In Dampfanlagen mit einem eine Vorschaltturbine überbrückenden Reduzierventil
kann man zweckmäßigerweise ein solches Ventil mit zwei Durchfluß-Auslaßstutzen verwenden,
von denen der eine an die zur Vorschaltturbine führende Hauptdampfleitung und der
andere an einen ein Absperrorgan und ein Anfahrregelventil enthaltenden Zweig der
Hauptdampfleitung angeschlossen ist.
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In Fig. 1 bis 3 sind zwei Ausführungsbeispiele von Ventilen mit Durchflußkanal
dargestellt; in Fig.4 ist das Schema einer Dampfanlage, die mit solchen Ventilen
arbeitet, dargestellt.
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In einem Ventilgehäuse 1 mit einem Einlaßstutzen 2 ist der Schaft
3 eines entlasteten Ventilverschlußkörpers 4 geführt, der von einem Stellmotor 5
gegen die Wirkung einer Ventilschließfeder 6 in Offenstellung gebracht werden kann.
Der Ventilverschlußkörper 4 beherrscht einen Ventildurchgang 7, über den ein Auslaßstutzen
8 mit dem Einlaßstutzen 2 in Verbindung steht. Bei geöffnetem Ventildurchgang 7
strömt der Dampf in üblicher Weise durch den Einlaßstutzen 2 ein und durch den Auslaßstutzen
8 aus.
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Im Ventilgehäuse 1 ist ein den Ventildurchlaß 7 umgehender Durchflußkanal
9 vorgesehen, der den Einlaßstutzen 2 unmittelbar mit einem Durchflußauslaßstutzen
10 verbindet. Der Dampf kann also auch bei geschlossenem Ventildurchgang 7 durch
das Ventilgehäuse 1 vom Einlaßstutzen 2 über den Kanal 9 und den Durchflußauslaßstutzen
10 strömen.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an den Durchflußkanal
9 noch ein zweiter Durchflußauslaßstutzen 10' angeschlossen.
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Die zweckmäßige Verwendung solcher Ventile zeigt als Ausführungsbeispiel
die schematisch in Fig. 4 dargestellte Dampfanlage.
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Der in einem Kessel 11 erzeugte Dampf gelangt über einen überhitzer
11' in eine Hauptdampfleitung 12. In diese ist ein nach Fig.1 und 2 ausgebildetes
Sicherheitsventil 13 derart eingebaut, daß der Einlaßstutzen 2 und der Durchflußauslaßstutzen
10 an die Hauptdampfleitung 12 angeschlossen sind, während der Auslaßstutzen
8
zu einer Abblasleitung 13' führt. Dem Sicherheitsventil 13 ist ein ebenfalls in
die Hauptdampfleitung 12 eingebautes Reduzierventil 14 nachgeschaltet, das nach
Fig.3 ausgebildet ist. Dabei ist der Durchflußauslaßstutzen 10' an den zu
einer Vorschaltturbine 15 führenden Zweig 12' der Hauptdampfleitung angeschlossen,
in dem ein Turbinenregelventil 15' angeordnet ist. Der Durchflußauslaßstutzen
10 dagegen ist an einen Leitungszweig 12" angeschlossen, in dem ein Absperrschieber
16' und ein Anfahrregelvenitil 16 eingebaut sind. Der Auslaßstutzen 8 des Reduzierventils
14 ist mit einer zur Hauptdampfleitung 12 zurückgeführten Umgehungsleitung 17 verbunden.
Die Auslaßleitung 18 der Turbine 15 ist über eine Rückschlagklappe 19 zur Hauptdampfleitung
12 geführt.
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In die Hauptdampfleitung ist ein Heißdampfkühler 20 eingeschaltet,
dem Kühlerwasser über gesteuerte Ventile 20' zugeleitet wird. Hinter dem Heißdampfkühler
20 ist in die Hauptdampfleitung 12 ein weiteres Sicherheitsventil 21 in derselben
Weise wie das Sicherheitsventil 13 eingebaut. Ein nach Fig. 2 ausgebildetes zweites
Reduzierventil 22 ist dem Sicherheitsventil 2l nachgeschaltet. Der Durchflußauslaßstutzen
10 des Reduzierventils 22 ist an eine das Turbinenregelventil 23' enthaltende, zu
einer zweiten Turbine 23 führende Leitung angeschlossen. Die Auslaßleitung der Turbine
23 führt über eine Rückschlagklappe 24 zu einem Kondensor 25. Eine an den Auslaßstutzen
8 des Reduzierventils 22 angeschlossene Umgehungsleitung 26 führt ebenfalls zum
Kondensor 25.
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Beim Anfahren des Kessels 1 strömt Dampf über die Hauptdampfleitung
12 durch die Gehäuse der geschlossenen Ventile Z3,14 und über den Leitungszweig
12" durch den offenen Absperrschieber 16' und das Anfahrregelventil16 sowie über
das geschlossene Sicherheitsventil 21, ferner über das bei diesem Vorgang geöffnete
Reduzierventil 22 und die Umgehungsleitung 26 zum Kondensor 25. Während dieser Anfahrperiode
werden die Gehäuse der Ventile 13, 14, 16', 16, 21, 22, die ja alle vom Dampf durchströmt
werden, zugleich mit dem Dampf aufgeheizt. Nach Beendigung der Anfahrperiode, wenn
also der erforderliche Dampfdruck vorhanden ist, wird der Absperrschieber 16' geschlossen
und das Anfahrregelventil 16 ausgeschaltet. Dafür öffnen die Turbinenreglerventile
15', 23', so daß die Turbinen 15, 23 über die Ventilgehäuse der Ventile 13, 14,
21, 22 geleiteten Betriebsdampf erhalten.
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Diese Ventilgehäuse bleiben auch während des Betriebes im Dampfstrom
und behalten die Dampftemperatur. Unabhängig davon können die Sicherheitsventile
13, 21 und die Reduzierventile 14, 22 ihre übliche Funktion ausüben.