DE1812537A1 - Einrichtung zur Sicherung eines Behaelters gegen UEberdruck - Google Patents

Description

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Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Einrichtung zur Sicherung eines Behälters

gegen Ueberdruck

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für eine Dampfturbinenanlage zur Sicherung eines Behälters gegen Ueberdruck, wobei der Behälter in der Arbeitsdampfleitung zwischen zwei in Serie geschalteten Turbinenteilen angeordnet ist, mit einem von einem Drehzahlregler gesteuerten Regelsystem und einem davon unabhängigen, von einem Drehzahlwächter gesteuerten Sicherheitssystem, von denen jedes System auf ein Absperrorgan in Jeder Frischdampf leitung einviirkt.

Bei Turbinen, wie sie z.B. in Atomkraftwerken mit'Siedewasser- oder Druckwasserreaktoren verwendet werden, ist es bekannt, den aus dem Hochdruckteil der Turbine austretenden Dampf in einem Wasserabscheider zu entfeuchten, bevor er Über die durch Absparrorgane kontrollierte Arbeitsdampfleitung dem Nieder druckteil der Turbine zuströmt. Diese Absperrorgane sind notwendig, damit nach einer Vollastabschaltung die Turbine nicht

durch Ausdampfen oder Nachexpansion des Wassers bzw. Dampfes in Ueberdrehzahl geht. Der Einbau der Absperrorgane hat zur Folge,' dass ein Ueberdruck im Wasserabscheider auftreten kann, beispielsweise durch fehlerhaftes Schliessen oder Geschlossen-

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bleiben der Absperrorgane in der Arbeitsdampfleitung zum Niederdruckteil, während die Absperrorgane in der Frischdampfleitung of fen sind.bzw. öffnen.

Zum Schutz gegen unzulässig hohen Druck im Wasserabscheider oder in einem ähnlichen Behälter werden üblicherweise Sicher-" heitsventile oder Brechplatten, gelegentlich auch beides, vorgesehen. Die Schluckfähigkeit dieser Geräte wird dabei für die maximaleFrischdämpTmenge bemessen, was zusammen mit dem tiefen Druck im Behälter dazu führt, dass die notwendigen Rohrleitungen sehr gross mit entsprechendem Platzbedarf und teuer werden.

Bei Grossturbinen ist es bekannt, zwei voneinander unabhängige Systeme gegen Ueberdrehzahl vorzusehen. Das eine System umfasst

u. a. einen Drehzahlregler, der die Regelventile der Turbine steuert. Zum zweiten System gehört ein Drehzahlwächter, auch Sicherheitsregler genannt, der bei Ueberschreiten einer Grenzdrehzahl die Schnellschlussventile der Turbine schliesst und

üblicherweise noch zusätzlich einen Schliessbefehl auf die Reo

gelventile gibt. '
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£J Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Dampfturbi- -» nenanlage mit zwei voneinander unabhängigen Systemen, die in Abhängigkeit von der Drehzahl die Absperrorgane der Turbine steuern, einen vom Arbeitsdainpf durchströmten Behälter - unter Vermeidung der Nachteile bekannter Schutzeinrichtungen - gegen

Ueberdruck zu sichern. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Druck des Arbeitsdampfes die beiden Systeme übersteuert, derart, dass bei höherem als einem vorbestimmten zulässigen Druck des Arbeitsdampfes die Systeme drucklos werden und dadurch die Absperrorgane schliessen. .

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in deren Fig. 1 als Ausführungsbeispiel eine Dampfturbinenanlage mit zwei Druckölsystemen und in Fig. 2 eine Erweiterung der Anlage in Fig. 1 schematisch dargestellt sind. Der Dampferzeuger 1, z. B. ein Reaktor, liefert Sattdampf oder überhitzten Dampf, der über die Frischdampfleitung 2 zum Hochdruckteil 3 der Turbine und über die Arbeitsdampfleitung h nach einer Entwässerung im Wasserabscheider 5 dem Niederdruckteil 6 der Turbine und weiter dem Kondensator 7 zuströmt. In die Frischdampfleitung 2 sind das Regelventil 8 und das Schnellschlussventil 9> in die Arbeitsdampfleitung 4 zwischen Wasserabscheider 5 und Niederdruckteil 6 die Absperrklappen 10 und 11 eingebaut.

Die Dampfturbine ist gegen Ueberdrehzahl doppelt gesichert durch zv/ei voneinander' unabhängige Druckölsysteme, die auf je ein Absperrorgan in der Frischdampfleitung 2 und in der Arbeitsdampfleitung 4 einwirken. Der Drehzahlregler 15 steuert einen Ablauf 16 aus dem Regelölsystem 17, das über die Drossel 18 mit OeI konstanten Druckes gespeist wird. Von diesem Regelölsystem werden das Regelventil 8 und die Absperrklappe 10 gesteuert. Bei steigender Drehzahl öffnet der Drehzahlregler 15 den Ablauf 16, der Druck im Regelölsystem sinkt und Regelventil und Absperrklappe bewegen sich in· schliesseiidem Sinne.

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Beim Ueberschreiten einer bestimmten Drehzahl öffnet der Drehzahlwächter 19 einen Ablauf 20 aus dem SicherheitsÖlsystem 21, das über die Drossel 22 mit OeI konstanten Druckes gespeist wird. Durch das Oeffnen des Ablaufes 2o sinkt der Druck im SicherheitsÖlsystem ab, und das Schnellschlussventil 9 und die Absperrklappe 11 schliessen.

Die normale Einstellungides Regelventils 8 und der Absperrklappe 10 ist derart, dass bei ansteigendem Druck im Regelölsystem 17 zuerst die Absperrklappe 10 zu öffnen beginnt, z. B. bei 0,5 atu. Erst bei ca. 1 atü beginnt auch das Regelventil 8 zu öffnen. Bei z. B. 2 atü ist die Absperrklappe 10 schon ganz offen, während die maximale Dampfmenge bei ganz geöffnetem Regelventil 8 erst bei etwa 5 atü Regelöldruck erreicht viird. Es ist also bei einwandfreiem Funktionieren des Systems gar nicht möglich, dass im Wasserabscheider überhaupt ein unzulässig hoher Ueberdruck entstehen kann. Ein solcher kann sich nur einstellen, wenn ein Defekt in einem der hydraulischen Servomotoren der Absperrklappen 10 oder 11 auftritt. Um einer Havarie in· einem solchen Ausnahmefall zu begegnen, ist erfindungsgemäss der Druckbegrenzer 23 vorgesehen, der an die Arbeitsdampfleitung k angeschlossen ist und beim Ueberschreiten eines Grenzdruckes in der Arbeitsdampfleitung einen zweiten Ablauf 2fi im Regelölsystem 17 öffnet. Gemäss dem Grundsatz der doppelten Sicherheit steht mit der Arbeitsdampfleitung 4 noch ein Druckwächter 25 in Verbindung, der beim Ueberschreiten eines Grenzdruckes in der Arbeitsdampfleitung, der gleich oder etwas höher liegen kann als der Ansprechdruck des Druckbegrenzers 23, einen zusätzlichen Ablauf 26 im SicherheitsÖlsystem 21 öffnet.

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In Fig. 2 ist die gleiche Anlage wie in Fig. 1 dargestellt, doch ist der in die Arbeitsdampfleitung 4 eingebaute Wasserabscheider mit einem Ueberhitzer zu einer baulichen Einheit 27 zusammengefasst. Er wird über die Heizleitung 12 mit Dampf höheren Druckes als jenern des Arbeitsdampfes im Wasserabscheider beheizt; in die Heizleitung sind die Absperrventile IjJ und 14 eingebaut. Das Ventil Γ2 ist an das Regelsystem 17, das Ventil 14 an das Sicherheitssystem 21 angeschlossen, wodurch bei steigender Drehzahl . und dadurch hervorgerufenem Druckloswerden dieser Systeme die Ventile 13 und-14 ebenso wie die Ventile in der Frischdampfleitung schliessen. Es wird dadurch verhindert, dass im Falle eines Rohrbruches im dampfbeheizten Rohrbündel, der während des Betriebes nicht bemerkt wurde, sich im Wasserabscheider ein unzulässig hoher Ueberdruck einstellt.

Auf diese Weise wird erreicht, dass die beiden vorhandenen, drehzahlabhangigen Druckölsysteme durch den Druck des Arbeitsdampfes übersteuert v/erden, d. h., dass jedes dieser Systeme entweder durch die Drehzahl oder durch den Druck des Arbeitsdampfes gesteuert v/erden kann. Der durch die Erfindung erzielbare Vorteil liegt darin, dass einerseits kein neues Regel- oder Sicherheitssystem vorgesehen werden muss, da nun die*vorhandenen Systeme dem Einfluss von zwei Betriebsgrössen unterworfen sind, andererseits mit nur geringem baulichen Aufwand eine Sicherheit gegen zu hohen Druck im Wasserabscheider erreicht wird, die ebenso gross ist wie die übliche und vielfach erprobte Sicherheit gegen unzulässigen Drehzahlanstieg der Turbine. Die Betriebssicherheit der gesamten Anlage wird somit wesentlich gesteigert.

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Die Erfindung ist gleicherweise anwendbar, wenn nicht nur eine, sondern.mehrere Frischdampfleitungen mit je einem Absperrventil vorhanden sind. Ferner wurde der Einfachheit halber in der Beschreibung immer nur von einem Ventil gesprochen, doch versteht es sich von selbst, dass jeweils ein ganzer Satz vorhanden sein kann. Es sei auch darauf hingewiesen, dass in der Arbeitsdampfleitung und in dem vor Ueberdruck zu schützenden Behälter derselbe Arbeitsdampfdruck herrscht. Der Impuls für die Uebersteuerung des Regelsystems und des Sicherheitssystems kann daher der Arbeitsdampfleitung oder dem Behälter entnommen werden. Auch ist es im Prinzip gleichgültig, ob Regel- und Sicherheitssystem hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Art sind.

Die Absperrorgane vor der Niederdruckturbine müssen nicht, wie in den Ausführungsbeispielen angenommen, an die gleichen Systeme wie die Absperrorgane in der Frischdampfleitung angeschlossen sein. Umso eher kann es dann vorkommen, dass sie In fehlerhafter Weise geschlossen sind und sich der Druck in der Arbeitsdampfleitung und somitjauch in dem zu schützenden Behälter aufstaut.

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Claims (2)

1. Einrichtung für «ine l>pmpf turbinen-nlr ge zur Sicherung ein·« Behälters gegen Ueberdruck, wobei der Behälter In der Arbeitedampfleitung zwischen zwei In Serie geschalteten Turbinenteilen angeordnet ist, mit oinera von einen Drehzahlregler gesteuerten Regelsystem und einen davon unabhängigen« von einem Drehzahlwächter gesteuerten Sicherheitssystem, von denen jedes System auf ein Absperrorgan in jeder Frischdampfleitung einwirkt* dadurch gekennzeichnet, o~rs der Druck des Arbeltsdampfes die beiden Systeme (17,21) übersteuert, derart, dass bei höherem als einem vorbestimmten zulässigen Druck des Arbeitsdampfes die Systeme (17,21) drucklos werden und dadurch die Absperrorgane (6 bzw. 9) sohliessen·

2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem Behälter, der mit Heirdpr. ' jäheren Druckes als jenem des Arbeitsdampfes im Behälter beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsystem (17) und das Sicherheitssystem (21) auch auf je ein Absperrorgan (13,14) in einer Heizdampfleitung (12) einwirken, die beim Druckloßwerden der Systeme (17,21) ebenso wie die Absperrorgane (8,9) in der Frischdampfleitung (2) schllessen·

j5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen mit der Arbeitedampfleitung (4) verbundenen Druckbegrenzer (23), 1er das eine System (17) steuert, und durch einen mit der Arbeite· dampfleitung (4) verbundenen Druckwächter (25), der das andere System (21) steuert.

Aktiengesellschaft BROWW, BOVIIII ft CZE.

^009822/1281 BAiOKiQINAU

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