DE2028544B2

DE2028544B2 - Druckmittelantrieb fuer ventile und aehnliche taetige verschluesse

Info

Publication number: DE2028544B2
Application number: DE19702028544
Authority: DE
Inventors: Ernst Wiesendangen Vögeli (Schweiz)
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1970-05-26
Filing date: 1970-06-10
Publication date: 1972-04-13
Also published as: JPS4936449B1; DE2028544C3; GB1296173A; SE372971B; DE2028544A1; FR2090311B1; FR2090311A1; CH524091A; BE767548A; ES391527A1; CA940796A; US3811279A; IT953107B

Description

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nutzung tier Kernenergie eines Atomkernreaktors Il Stelle 44 verbunden ist, an eier ein niedrigerer Druck erzeugt wird Der Reaktor 11 liegt im Primärkreis- herrscht als an der Stelle 43, Das in dem unteren lauf des Verdampfers 14 und wird beispielsweise mit Raum wirkende Druckmittel höheren Drucks drückt Wasser gekühlt, das mittels einer Umwälzpumpe 13 beim öffnen des Absperrventils 20 die Feder 37 z\tzum Verdampfer .1.4 geführt wird, dort beim Durch- 5 summen. Tritt beispielsweise in der vom Absperrströmen der U-Rohre 16 seine Wärme an das Arbeits- ventil 20 zur Turbine 21 führenden Leitung 19 ein mittel des ,Sekundärkreislaufs, beispielsweise Wasser, Bruch auf, so muß das Absperrventil 20 schnell geabgibt und über eine Leitung 15 zum Reaktor 11 zu- schlossen werden, was dadurch geschieht, daß die rückströmt, Ventile 1. und 4 geöffnet und die Ventile 2 und 3 ge-

Das Wasser des Sekundärkreislaufs wird mittels io schlossen werden. In diesem Fall wird der oberhalb einer Speisepumpe 29 einem Speisewasserbehälter 27 des Kolbens 35 befindliche Raum über die Lei fanentnommen und über eine Leitung 28 dem Verdamp- gen 45, 41 und 40 mit der höheren Arbeitsmittelfer 14 zugeführt. Von dem am oberen Ende des Ver- druck aufweisenden Stelle 43 des Sekundärkreislaufes dampfers 14 befindlichen Dampfsammelraum 18 verbunden und der Raum unterhalb des Kolbens mit führt eine Leitung 19, in der das Absperrventil 20 15 der Stelle 44. Unterstützt durch die Feder 37 schließt angeordnet ist, zu einer Dampfturbine 21, in der die dann das Absperrventil 20 sofort.
Entspannung des im Verdampfer 14 verdampften Se- Die Einmündung der Leitung 50 in den Zylinder kundärarbeitsmittels stattfindet. Die Dampfturbine 32 ist zweckmäßig etwas o'-^rhalb der unteren Stirnist mit einem elektrischen Generator 22 gekuppelt. wand des Zylinders angeordnet, so daß im letzten Teil Da-. entspannte Arbeitsmittel wird in einem Konden- 20 des Schließweges des Verschlußteiles 34 der Kolben v:- r 23 niedergeschlagen, von wo es über eine Kon- 35 die Einmündungsstelle der Leitung 50 verschließt, ei..^atpumpe 24, einen dampfbeheizten Vorwärmer wodurch das im unteren Raum eingesperrte Medium 25 nid einen Entgaser 26 zu.η Speisewasserbehälter !en Aufschlag des Verschlußteiles auf den Sitz 27 zurückgelangt. dämpft.

Das Absperrventil 20 besteht aus einem Kugel- 25 Gemäß F i g. 2 wird das Gehäuse des Absperrgeh.uise 30, das mit einer Führung 31 für die Stange ventils 20 von einer Erweiterung 70 der Leitung 19 33 des Verschlußteils 34 sowie mit einem Zylinder 32 gebildet. Die Führung 31 füi die Stange 33 des KoI-versehen ist. Am in Fig. 1 oberen Ende der Stange bens 35 und der Zylinder 32 sind an drei radialen 33 ist ein Kolben 35 vorgesehen, während das untere Stegen 71, von denen nur zwei sichtbar sind, in der LnJc der Führung 31 mit der Oberseite des Ver- 30 Erweiterung 70 eingeschweißt. Am Zylinder 32 sind schlulJteiis 34 zusammen in dessen voll geöffneter die Leitungen 40 und 50 angeschlossen, die über die Stellung eine Rückdichtung bildet. Zwischen der obe- Leitungen 41. 51 und 45 mit den Ventilen 1 und 2 ren Stirnwand des Zylinders 32 und der Oberseite des an der ersten Stelle 43 bzw. über die Leitungen 42, Kolbens 35 ist eine Feder 37 angeordnet, die die 52 und 46 mit den Ventilen 3 und 4 an der zweiten Schließbewegung des Verschlußteils 34 unterstützt. 35 Stelle 44 des Arbeitsmittelkreislaufs angeschlossen An den in Fig. 1 oberen Raum des Zylinders 32 ist sind. In der Leitung 45 ist ein RücKSchlagventil 75 eine Leitung 40 angeschlossen, die sich in zwei Lei- vorgesehen. Außerdem ist ein Druckgasspeicher 77 tungeri41 und 42 gabelt, von denen die Leitung 41 vorhanden, der über eine ein Rückschlagventil 76 über ein Steuerventill in eine Leitung 45 mündet. aufweisende Leitung 47 mit der Leitung 41 verbundie zu einer ersten Stelle 43 führt, die zwischen der 40 den ist. Da die Austrittsseitcn der beiden Rückschlag-Speisepumpe 29 und dem Absperrventil 20 liegt. Die ventile 75 und 76 miteinander und mit den Ventilen 1 Lei ti¹ ng 42 veist ein Steuerventil 3 auf und mündet und 2 verbunden sind, kann durch entsprechendes in eine Leitung 46. die zu einer zweiten Stelle 44 Betätigen der Ventile 1 und 2 dem Zylinder 32 Arfülirt. die /wischen der die Fntspannungsmittel des beitsmittel von der Stelle 43 oder Hochdruckgas aus Kreislaufes bildenden Turbine 21 und der Speise- 45 dem Speicher 77 zugeführt werden. Die Zufuhr von pumpe 29 liegt. Λ11 dem in Fig. 1 unteren Raum des Hochdruckgas erfolgt, wenn das Arbeitsmittel eine Zylinders 32 ist eine Leitung 50 angeschlossen, die bestimmte Druckdifferenz zum Hochdruckgas untersich in die Leitungen 51 und 52 gabelt, von denen die schreitet. Durch diese Schaltung wird sichergestellt, erstgenannte über ein Steuerventil 2 in die Leitung 45 daß das Absperrventil 20 auch dann geschlossen gemündet und die Leitung 52 über ein Steuerventil 4 50 halten werden kann, wenn kein Arbeitsmitleklruck zur Leitung 46 führt. Durch die Leitungen 40. 41. 42 vorhanden ist. In diesem Fall knnn auf das Anordnen und 45 mit den Steuerventilen 1 und 3 und die Lei- einer Feder, die der Feder 37 h, Fig. I entspricht. Hingen 50. 51. 52 und 46 mit den Steuerventilen 2 verzichtet werden.

und 4 sind die Räume beiderseits des Kolbens 35 so- I'm interne I eckvcrluste klein zu halten, weiden

wohl mit der Stelle 43 als auch mit der Stelle 44 ver- 55 die Vent.ie 1 bis 4 in der in der Tabelle gemäß F i g. 3

bindbar. Die Steuerventile 1 bis 4 sind stopfbüchs- angegebenen Weise betätigt. I'm das Absperrventil

lese Absperrventile. 20 zu schließen, werden die Ventile 1 und 4 geöffnet

Im drucklosen Zustand der Anlage ist das Absperr- und die Ventile 2 und 3 geschlossen (Pos. I). Zum ventil 20 unter der Wirkung der Feder 37 geschlossen. anschließenden Geschlossenhalten des Absperrventils Wird im Dampfsammelraum 18 des Verdampfers 14 60 20 wird der Raum des Zylinders 32, an dem die Leiein Dampfdruck aufgebaut, so kann das Absperr- Hing 50 angeschlossen ist, mit der ersten Stelle 43 ventil 20 dadurch geöffnet werden, daß die Ventile 2 durch Öffnen des Ventils 2 und durch Schließen des und 3 geöffnet und die Ventile 1 und 4 geschlossen Ventils 4 verbunden (Pos. 11). Damit tritt an der Fühwciden. In diesem Fall gelangt unter Druck befind- rung 31 nur ein sehr kleines Druckgefällc auf.
liches flüssiger. Arbeitsmittel aus der Leitung 28 über 65 Zum öffnen des, Absperrventils 20 werden die Ventile Leitungen 45. 51 und 50 in den Raum unterhalb tile 2 und 3 geöffnet und die Ventile 1 und 4 gedcs Kolbens 35, während der Raum oberhalb des schlossen (Pos. ttt). Zum anschließenden Offen-Kolbens über die Leitungen 40, 42 und 46 mit der halten werden die Ventile 2 und 4 umgeschaltet, d. Ii.

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Ventil 2 geschlossen Und Ventil 4 geöffnet (Pöss tV)_t so daß die beiden Räume des Zylinders 32 mit der zweiten Stelle 44 des Äfbeiismiftfelkfeisläüfs verbünden sind; Da zwischen dem Verschlüßteil 34 und der Stirnfläche der Führung 3i die Rückdichtung besfehtf tritt auch im Fälle der PöSj iV keine interne Leckage auf.

Das beschriebene Betätigen der Ventile t bis 4 entsprechend der Tabelle gemäß Fig. 3 kann durch eine logische Steuerung erfolgen, die vorzugsweise elektronisch aufgebaut ist*

Nach einer flicht dargestellten Ausführtingsforrri können die Ventile 1 bis 4 auch durch zwei Dreiwegventile gebildet werden» Ersetzt das eine der beiden Drciwcgvcntile die Ventile 1 und 3 und das andere die Ventile 2 und 4, so entsteht der besondere Vorteil, daß die; vier möglichen Stellungen der beiden Dreiwcgvcntile mit den Positionen I bis TV gemäß Fi g. 3 übereinstimmen.

Nach einef weiteren nicht dargestellten Atisfiihrungsfonn kann auch das Absperrventil 20 gemäß Fig. 1 kompakt und raumsparend ausgebildet werden, indem der Kolben 35 Und die Stange 33 hohl und nach oben offen sind, hi Weichem Hohlraum dann die Feder 37 untergebracht werden kaiin. Jfrl dieseiii Fall kann der Zylinder 32 ein' Stück nitt einem das kugelige Ventilgehäuse 30 oben abschließenden Deckel bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

: 2 02& B44

ι %

Patentansprüche: Aus der deutschen Auslegegchrift I 12] 424 isl

L Druckmittelantrieb für Ventile unc| ähnliche ein Ventil ein pneumatischer Druckmittelantrieb

tätige Verschlüsse mit einem Kolben, der in Stufenkolben bekannt, auf dessen kleinere Ko]¹

einem Zylinder verschiebbar ist und eine .Stange fläche stets der volle Druck des Druckmittels ν

trägt, die stirnseitig aus dem Zylinder herausragt 5 und dessen Zylinderraum mit einem ihn umgebet

und das Verschlußteil verstellt, und mit ventil- Schroierölbehälter in stets offener Verbindung ist,

gesteuerter wahlweiser wechselseitiger Druck- ständige Druckbeaufschlagung soll als Feder wir

beaufschlagung einer Kolbenseite und Druckent- Auch bei diesem bekannten Druckmittelantrieb

entlastung der anderen Seite, gekennzeich- ein ständiges Durchlecken von Druckmittel von

net durch eine solche Ventilsteuerung (I bis io kleineren Kolbenfläche her zum Schmierölbeh

4) der Druckbeaufschlagung und -entlastung, daß auf, während bei Druckbeaufschlagung auf die

nach Erreichen der einen Endstellung beide Sei- ßere Kolbenfläche auch von dieser Seite her zu

ten des Kolbens (35) druckbeaufschlagt und nach liches Durchlecken von Druckmittel in den Sehr

Erreichen der anderen Endstellung beide Seiten ölbehälter stattfindet,

des Kolbens (35) druckentlastet sind. 15 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ε

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Druckmittelantrieb der eingangs genannten A; zeichnet, daß in •r'er Schließstellung beide Seiten schaffen, bei dem ein Durchlecken von Druckn des Kolbens (35) druckbeaufschlagt und in der weitgehend vermieden ist.

Offenstellung beide Seiten des Kolbens (35) Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß c

druckentlastet sind. 20 eine solche Ventilsteuerung der Druckbeaufschla

3. Antrieb nach Anspruch 1 odc 2 mit einem und -entlastung, daß nach Erreichen der einen Ventil zum Absperren eines über eine Speise- stellung beide Seiten des Kolbens druckbeaufsc pumpe sowie über Entspannungsmittel im Kreis- und nach Erreichen der anderen Endstellung Ir.uf geführten Arbeitsmittels, wobei die Räume Seiten des Kolbens druckentlastet sind.

des Z\linders mit einer in Strömungsrichtung des 25 Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß

Arbeitsmittels zwischen Speisepumpe und Ver- Durchlecken von Druckmittel auf ein Minimurr

schlußteil befindlichen Stelle verbindbar sind, da- ringert wird, so daß keine ständigen Leckve

durch izekennzeicli.iet. daß die Räume des Zy- mehr auftreten, wenn der Kolben seine Endstelh

linders (32) außerdem mit einer in Strömungs- innehat. Auch bei Verwendung eines Fremdd

richtung des Arbeitsmittels zwischen den Ent- 30 mittels als Antrieb ergeben sich günstige Verhält

spannungsniitieln (21) und der Spe'iepumpe (29) weil in diesem Falle Pumpenleistung im Druckn

befindlichen Meile (44) \erbindbar sind. kreislauf ge-part wird. Mit Hüte des neuen D

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mittelantriebes wird es möglich, dessen Kolben dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußteil mit sehr großem Durchmesser, z. B. 500 mir (34) eine Rückdichtung aufweist. 35 mehr, auszustatten und für große Ventile anzi

5. Antrieb nach Anspruch 3, gekennzeichnet den. die entsprechend große Steükräfi: erfordert durch die Verwendung des Druckmittelantriebs Wenn nach einer Weiterbildung der Erfindur mit dem Ventil (20) bei Kernreaktoranlagen. einem Ventil /um Absperren eines über eine S

pumpe sowie über Entspannungsmittel im Kn 40 geführten Arbeitsmittels die Räume des ZyI

nicht nur mit einer in Strömungsrichtung de

beitsmittels /wischen Speisepumpe und Verschl befindlichen Stelle, sondern auch mit einer in mungsrichtung des Arbeitsmittels /wischen dei

Die Erfindung betrifft einen Druckmittelantrieb 45 Spannungsmitteln und der Speisepumpe befind fur Ventile und ähnliche tätige Verschlüsse mit einem Stelle verbindbar sind, ergibt sich der zusä Kolben, der in >:inem Zylinder verschiebbar ist und Vorteil, daß überhaupt keine Leckverluste auf eine Stange trägt, die stirnseitig aus dem Zylinder weil "twa durchleckendes Arbeitsmittel im Kr heiausragt und das Verschlußteil verstellt, und mit bleibt. Diese Weiterbildung der Erfindung mai ventilgesteuerter vvahlweiser wechselseitiger Druckbe- 5° besonders geeignet /ur Verwendung bei Kernrc aufschlagung einer Kolbcnseite und Druckentlastung anlacen. in denen aus Sicherheitsgründen eine der anderen Seite. aktive Verseuchung der Atmosphäre \erhindei

Fin derartiger Druckmittelantrieb ist aus der deut- den muß.

sehen Patentschrift 34¹J 305 bekannt. Bei diesem Weitere Merkmale der Erfindung em lien m

Druckmittelantrieb tritt ein ständiges Durchlecken 55 den iihrieen l'ntcransprüchcn. von Druckmittel von der driickbeaufsehlagten Sei'e Einige Ausführungsbeispide der I rfindung

auf die druckentlastete Seite des Kolbens auf. Das in der folgenden Beschreibung all Hand der ständige Durchlecken von Druckmittel kann mit gro- llung erläutert. Es zeigt ßen Verlusten verbunden sein, wenn der Kolben eilten F i g. 1 das Schaltbild einer Dampfkraftank

sehr großen Durchmesser aufweist, beispielsweise 60 einem Absperrventil und einem Druckmittel SOO mm, wie sie heute bei Absperrventilen mit so'- nach der Erfindung,

chen Sitzdurchmessern in Kern reaktoranlagen vor- F t g. 2 eine abgewandelte Ausfuhrurtgsforr

kommen. Der bekannte Druckmittelantrieb wäre Absperrventils mit einem Druckmittelantrieb u deshalb für Kernreakloranlagen nicht geeignet, da in Fig. 3 eine Tabelle zur Erläuterung der B

einem solchen Falle außer dauernder Leckverluste 65 weise des Ventils nach Fig. I und 2. auch die Gefahr einer radioaktiven Verseuchung ent- Gemäß Fi g. 1 ist ein als Ganzes mit 20 bez

stünde, da kontaminiertes Druckmittel in die Atrnn- tes Absperrventil im Sekundärkrcislauf eins splJ>e gelangen könnte. dampfers 14 angeordnet, in dem Dampf unt<