DE2248019A1

DE2248019A1 - CONTROL DEVICE FOR STEAM TURBINES

Info

Publication number: DE2248019A1
Application number: DE19722248019
Authority: DE
Inventors: Jun Joseph D Conrad; Jun Wilmer C Gangloff; Michael C Luongo
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1971-10-14
Filing date: 1972-09-29
Publication date: 1973-04-19
Also published as: CH556467A

Description

Regeleinrichtung für Dampfturbinen (Die Prioritäten der USA-Stammanmeldungen Serial No. 18992269 189,230 und 189,320 vom 14.10.1971 werden beansprucht) Bei mit Sattdampf betriebenen Dampfturbinen von Kernkraft° werken kommt dem Turbinenschutz besondere Bedeutung zu. Dies insbesondere deshalb, weil wegen der großen zu verarbeitenden Dampfmengen die Dampfleitungen und evtlO zwischengeschalm tete Überhitzer ein großes Dampfapeichervolumen aufweisen, das bei plötzlichen Beistungsabsenkungen oder einem Schnell schluß vor der Turbine durch weiteres Ausdampfen zu-einem Hochlaufen der Turbine in einen besonders gefährlichen Überdrehzahlbereich führen kann. Da der eigentliche Reaktor nicht - wie bei konventionellen Dampferzeugern - sehr schnell abgefahren werden kann, wird also bei einer Lastabschaltung noch über einen längeren Zeitraum Dampf erzeugt9 wodurch besondere Sicherheitsanforderungen an das Regelsystem gestellt werden.Control device for steam turbines (The priorities of the USA parent filings Serial No. 18992269 189.230 and 189.320 from October 14, 1971 are claimed) With Steam turbines operated by saturated steam from nuclear power plants provide turbine protection particular importance to. This is because of the large size to be processed Amount of steam the steam lines and possibly interposed superheater a large Have steam storage volume, which in the event of sudden pressure drops or a Quickly close in front of the turbine by further evaporation to a run-up of the Turbine can lead to a particularly dangerous overspeed range. Since the actual reactor not - as with conventional steam generators - very quickly can be traversed, so in the event of a load cut-off, it will continue for a longer period of time Period of steam generated9 whereby special safety requirements for the control system be asked.

Ein Hochlaufen der Turbine in den kritischen tberdrehzahlbereich kann zu einem Explodieren des Turbinenrotors fahrens wobei durch die umherfliegenden Bruchstücke der Reaktor selbst oder die radioaktives Kühlmittel fahrenden Leitungen zerstört werden können. Als Schutz könnte die Turbine zwar mit einem zusätzlichen Schutzschild versehen werden; dies verschlechtert aber die Zugänglichkeit der einzelnen Turbinenteile und ist darüber hinaus mit einem erheblichen fertigungstechnischen und kostenmäßigen Aufwand verbunden.The turbine can run up into the critical overspeed range causing the turbine rotor to explode, causing it to fly around Fragments of the reactor itself or the lines carrying radioactive coolant can be destroyed. As a protection, the turbine could be equipped with an additional Protective shields are provided; but this worsens the accessibility of the individual Turbine parts and is also with a considerable manufacturing technology and associated costs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung zu schaffen, mit der mit an Sicherheit grenzenden Wahrscheinlichkeit stets ein rechtzeitiges Schließen der Turbinenventile erreicht und damit ein Hochlaufen der Turbine in kritische Drehzahlbereiche verhindert wird. Es wird dabei ausgegangen von einer Regeleinrichtung für Dampfturbinen mit einer Steuerung und Regelung der Dampfzufuhr durch Schnellschluß- und Regelventile in der Frischdampfleitung und durch Schnellschlußventile und Abfangklappen in der oberhitzerdampfleitung, wobei die Ventilantriebe von einem Ubergeordneten Betriebsregler oder -rechner in Abhängigkeit von der abgegebenen Generatorleistung und der Turbinendrehzahl gesteuert sind.The invention is therefore based on the object of a control device to create, with the probability bordering on certainty, always a timely one Closing of the turbine valves achieved and thus a run-up of the turbine in critical Speed ranges is prevented. It is based on a control device for steam turbines with a control and regulation of the steam supply by quick-closing and control valves in the main steam line and by quick-closing valves and trap flaps in the superheater steam line, the valve actuators from one Higher-level operating controller or computer depending on the output Generator power and turbine speed are controlled.

Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, daß parallel zum Betriebsregler ein unabhängiges Überdrehzahlschutzsystem vorgesehen ist, das mehrere unabhängige Drehzahltibertrager mit Je einem Prüfglied zum Sollwertvergleich aufweist, dessen Jeweils zwei parallele Ausgangskanäle mit Schaltelementen iUr eine Najoritätsauswahl versehen sind und daß alle Ausgangskanäle in einer logischen Verkntipfungsschaltung auf Signalkanäle zur Absteuerung der Schnellschlußablaßventile fUr das Hydrauliköl der Ventilstellantriebe EberfUhrt sind. Es ist dabei zweckmäßig, wenn Jeweils drei unabhängige DrehzahlUbertrager mit entsprechenden nachgeschalteten PrAf- und Verknllpfungselementen vorgesehen sind.According to the invention it is now provided that parallel to the operating controller an independent overspeed protection system is provided which has several independent Speed transducer with one test element each for setpoint comparison, whose Two parallel output channels each with switching elements for a majority selection are provided and that all output channels in a logical connection circuit on signal channels for the shutdown of the quick-acting drain valves for the hydraulic oil the valve actuators are carried out. It is useful if three at a time independent speed transducers with corresponding downstream testing and linking elements are provided.

Durch dieses unabhängige und redundant ausgelegte Sohutzsystem kann somit sicher verhindert werden, daß die Turbine in einen unzulässigen Drehzahlbereich hochläuft. Durch eine zusätzliche 2 von 3-Auswahlschaltung der einzelnen UbertragungekanEle ist darüber hinaus sichergestellt, daß auch bei einem fehlerhaften Ubertragungskanal oder fehlerhaften einzelnen Meßgliedern ein sicheres Ansprechen des berdrehzahlschutzes gegeben ist.Thanks to this independent and redundant protection system, thus reliably preventing the turbine from entering an impermissible speed range runs up. With an additional 2 of 3 selection circuit for the individual transmission channels it is also ensured that even with a faulty transmission channel or faulty individual measuring elements a reliable response of the overspeed protection given is.

Die von den Drehzahlübertragern beaufschlagten Prüfglieder weisen dabei zweckmäßigerweise einen Prequenzspannungsumsetzer für das Drehzahlsignal und zwei davon ausgehende, parallele Zweige mit einem Sollwertvergleichsglied in dem einen Zweig sowie einem Zeitglied und einem Vergleichsglied zur Ermittlung einer Signalunstetigkeit in dem anderen Zweig auf.The test elements acted upon by the speed transmitters show expediently a frequency voltage converter for the speed signal and two outgoing, parallel branches with a setpoint comparator in the a branch and a timing element and a comparison element for determining a Signal discontinuity in the other branch.

Dabei wird zweckmäßigerweise das unverzögerte Ausgangssignal des Vergleichsgliedes mit dem durch das Zeitglied verzögerte Ausgangssignal verglichen und bei Überschreiten einer vorgegebenen Abweichung ein Endsignal zur Absteuerung der Schnellablaßventile abgegeben. Das Vergleichsglied weist dabei eine zusätzliche, bei Vorliegen eines Ausgangssignals Ueber Schaltglieder zu schaltbare Stromquelle zur Haltung des Ausgangssignales auf.The undelayed output signal of the comparison element is expediently used compared with the output signal delayed by the timer and when exceeded a predetermined deviation, an end signal for the shutdown of the quick release valves submitted. The comparison element has an additional, if one is present Output signal Via switching elements to a switchable current source for holding the output signal on.

Bei den von diesen Prüfgliedern ausgehenden Ubertragungekanälen sind Jeweils die vom Sollwertvergleichsglied ausgehenden Kanäle als Sicherheitskanäle mit im Normalbetrieb geschlossenen Schaltelementen und die vom Vergleichsglied-ausgehenden Kanäle als sogenannte Fehlerkanäle mit im Normalbetrieb offenen Schaltelementen ausgebildet. Diese Schaltelemente der Sicherheitskanäle und die Schaltelemente der Fehlerkanäle sind dabei jeweils in einer 2 von 3-Schaltung derart zusammengefaßt, daß bei Ansprechen der Schaltelemente von mindestens zwei Sicherbitskanälen oder zwei Fehlerkanälen an der nachgeschalteten logischen Schaltung ein Auslösesignal für die Hydraulikablaßventile ansteht. Dabei ist es aus Sicherheitsgründen zweckmäßig, wenn jeder Ventilstellantrieb zwei unabhängige Schnellablaßventile für das Hydrauliköl aufweist.The transmission channels emanating from these test elements are The channels emanating from the setpoint comparison element are used as safety channels with switching elements closed in normal operation and those emanating from the comparison element Channels as so-called error channels with switching elements that are open in normal operation educated. These switching elements of the safety channels and the switching elements of the Error channels are each grouped in a 2 by 3 circuit in such a way that that when the switching elements respond to at least two safety bit channels or two error channels on the downstream logic circuit a trigger signal for the hydraulic drain valves. For security reasons, it is advisable to if each valve actuator has two independent quick drain valves for the hydraulic oil having.

In der logischen Verknüpfungsschaltung erfolgt ferner eine Überfiihrung der jeweils drei Ausgangskanäle der Prüfglieder in zwei unabhängige Signalkanäle zur Absteuerung der-Schnellablaßventile.A transfer also takes place in the logic combination circuit each of the three output channels of the test elements into two independent signal channels to control the quick release valves.

Besonders vorteilhaft ist noch die Tatsache, daß für die einzelnen Vergleichsglieder und Übertragungskanäle gesonderte Prüfeinrichtungen vorgesehen sind. Dabei weist das Sollwertvergleichsglied einen zusätzlichen Eingang zum Anlegen einer einem Überdrehzahlwert entsprechenden Prüfspannung von einem veränderbaren Potentiometer auf, während das Vergleichsglied einen weiteren Eingang zum Anlegen einer festen, einem Drehzahl sprung entsprechenden Prüfspannung aufweist. Damit können die einzelnen Teile unabhängig auf ihre Funktionsweise überprüft werden. Falls gleichzeitig ein echtes Fehlersignal anstehen sollte, wird die Funktionsweise des unabhängigen Drehzahlschutzsystems nicht beeinträchtigt.Particularly advantageous is the fact that for the individual Comparison elements and transmission channels provided separate testing devices are. The setpoint comparison element has an additional input for application a test voltage corresponding to an overspeed value from a changeable one Potentiometer on while the comparator another entrance for applying a fixed test voltage corresponding to a speed jump. This means that the individual parts can be independently checked for their functionality. If a real error signal should be pending at the same time, the functionality of the independent speed protection system is not affected.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 das prinzipielle Grund schema eines Kernkraftwerks mit dem erfindungsgemäßen Schutzsystem; Fig. 1a die Gesamtschaltung der Turbinenanlage mit der Betriebsregelung und dem unabhängigen Schutzsystem; Fig. ib das unabhängige Überdrehzahlschutzsystem; Fig. 2 die Prinzipschaltung eines Prüfgliedes; Fig. 2a den Aufbau des Vergleichsgliedes innerhalb des PrUfgliedes; Fig. 3 den Aufbau der 2 von 3-Auswahlschaltung und die nachtxesehaltete logische Verknüpfung; Fig. 3aund b zwei Varianten der Auswahlschaltung und der logischein Verknüpfung zur Gewinnung der Ventilabsteuerungssignale sowie Fig. 4 einen Querschnitt und eine prinzipielle Schaltung der Hydraulikölb1aßventi1e In Fig. 1 ì St das Prinzipbild der gesamten Kernkraftanlage 100 dargestellt» Dabei wird von dem eigentlichen Reaktor und den nachgeschalteten Dampferzeugern 102 der erforderliche Dampf über Sehnellschlußventile 106 und Regelventile 108 der Turbine 104 zugeführt, die den Generator 122 antreibt Das unabhängige Überdrehzahlschutzsystem 128, das auf die beiden Ventilgruppen 106 und 108 einwirkt, ist nur ganz schematisch dargestellt.A schematic drawing shows the structure and mode of operation of embodiments according to the invention explained in more detail. They show: Fig. 1 shows the basic scheme of a nuclear power plant with the protection system according to the invention; 1a shows the overall circuit of the turbine system with the operating control and the independent protection system; Fig. 1b shows the independent overspeed protection system; Fig. 2 shows the basic circuit of a test element; 2a shows the structure of the comparison element within the test member; Fig. 3 shows the structure of the 2 of 3 selection circuit and the logical link maintained at night; 3a and b show two variants of the selection circuit and the logical link for obtaining the valve control signals as well 4 shows a cross section and a basic circuit of the hydraulic oil discharge valves In Fig. 1 ì St the principle diagram of the entire nuclear power plant 100 is shown »Here is of the actual reactor and the downstream steam generator 102 of the required steam via closing valves 106 and control valves 108 is fed to turbine 104 which drives generator 122. The independent overspeed protection system 128, which acts on the two valve groups 106 and 108, is only very schematic shown.

In Fig. 7a ist im einzelnen ein Prinzipbild der Gesamtanlage und der Turbinenregelung gezeigt Dabei besteht die Turbine 104 aus einem Hochdruckteil 110 und zwei Niederdrucktellen 112 und 114 mit einem zwischengeschalteten-Dampfentwässerer 115 und einem frischdampfbeheizten Zwischenüberhitzer 116.In Fig. 7a is a schematic diagram of the overall system and the Turbine control shown. The turbine 104 consists of a high-pressure part 110 and two low pressure points 112 and 114 with an intermediate steam dewater 115 and a freshly steam-heated reheater 116.

Der Dampf wird dem Hochdruckteil 110 der Turbine von dem Dampferzeuger 103 im eigentlichen Reaktorsystem über entsprechende Dampfleitungen zugeführt, in die Jeweils Schnellschlußventile 106 und Regelventile 108 eingeschaltet sind. Zwischen dem Zwischenüberhitzer 116 und den Niederdruckteilen 112 und 114 der Turbine sind dabei noch weitere Schnellschlußventile 120 und Abfangklappen 118 eingeschaltet Der aus den Niederdruckm teilen 112 und 114 der Turbine abströmende Naßdampf wird im Kondensator 117 kondensiert und über das Vorwärmsystem 119 in den Dampferzeuger 103 zurückgeführt. In die Ausgangsleitungen des Generators 122 ist ferner ein Beistungsschalter 123 einige schaltet. An diese Ausgangsleitungen ist ein Beistungswandler 125 angeschlossen, dessen Signale in den übergeordneten Bea triebsregler 131 eingegeben werden, der auch als Rechner ausm gebildet sein kann. Dieser Rechner 131 erhält weitere Signale von einem Druckabertrager 107 aus dem Hochdruckteil 110 der Turbine sowie Drehzahlsignale von einem Drehzahlübertrager 105 an der Turbinenwelle 126. Über diesen Rechner 131 werden nunmehr jeweils die Stellantriebe 130 der Schnellschlußventile 106, die Stellantriebe 132 der Regelventile 108, die Stellantriebe 134 der Schnellschlußventile 120 hinter dem Überhitzer 116 und die Stellantriebe 136 für die Abfangklappen 118.angesteuert.The steam is fed to the high pressure portion 110 of the turbine from the steam generator 103 fed into the actual reactor system via appropriate steam lines, in the respective quick-closing valves 106 and control valves 108 are switched on. Between the reheater 116 and the low pressure parts 112 and 114 of the turbine at the same time, further quick-acting closing valves 120 and interception flaps 118 are switched on The from the Niederdruckm share 112 and 114 of the turbine flowing wet steam is condenses in the condenser 117 and via the preheating system 119 into the steam generator 103 returned. A circuit breaker is also in the output lines of the generator 122 123 some switches. A power converter 125 is connected to these output lines, whose signals are input to the higher-level Bea drive controller 131, the can also be formed as a computer ausm. This computer 131 receives further signals from a pressure transducer 107 from the high pressure part 110 of the turbine and speed signals from a speed transmitter 105 on the turbine shaft 126. Via this computer 131 The actuators 130 of the quick-closing valves 106, the actuators 132 of the control valves 108, the actuators 134 of the quick-closing valves 120 behind the superheater 116 and the actuators 136 for the trap flaps 118.controlled.

Während des Anlaufens des Turbinen systems 104 können die Ventile 106 in unterschiedliche Stellung durch den Rechner 131 gesteuert werden, wodurch eine Drehzahlregelung möglich ist.During the start-up of the turbine system 104, the valves 106 be controlled in different positions by the computer 131, whereby a Speed control is possible.

Diese Ventile 106 arbeiten während des Normalbetriebes åedoch als Sicherheitsventile und sind dann voll geöffnet oder voll geschlossen, während die Regelventile 108 die Dampfzufuhr zum Hochdruckteil 110 der Turbine regeln. Auch die Zwischenüberhitzer-Schnellschlußventile 120 sind ebenfalls entweder voll geöffnet oder geschlossen, während die Abfangklappen 118 unter bestimmten Bedingungen den Dampffluß regeln können, beispielsweise während einer Schnellabschaltung.These valves 106 work during normal operation, but as Safety valves and are then fully open or fully closed while the Control valves 108 regulate the supply of steam to the high pressure part 110 of the turbine. Even the reheater quick-closing valves 120 are also either fully open or closed while the trap doors 118 are closed under certain conditions Can regulate steam flow, for example during a quick shutdown.

Bei einer plötzlichen Lastabsenkung oder Lastabschaltung kann das konventionelle Regel system 131 zwar auch ein Hochlaufen der Turbine verhindern; bei auftretenden Schäden im Regelsystem oder eventuellen Fehlmessungen ist jedoch die vorhandene Sicherheit gegen gefährliche Überdrehzahl nicht ausreichend.This can happen in the event of a sudden load reduction or load shutdown conventional control system 131 also prevent the turbine from running up; however, in the event of damage in the control system or possible incorrect measurements the existing security against dangerous overspeed is insufficient.

Um ein derartiges gefährliches Hochlaufen zu verhindern, ist erfindungsgemäß ein unabhängiges Schutzsystem 128 vorgesehen, das seine Signale von einem Drehzahlübertrager 124 erhält, der unabhangig vom Drehzahlübertrager 105 ist, Jedoch ebenfalls mit der Welle 126 der Turbine 104 in Verbindung steht.According to the invention, in order to prevent such a dangerous run-up an independent protection system 128 is provided, which receives its signals from a speed transformer 124 receives, which is independent of the speed transformer 105, but also with the shaft 126 of the turbine 104 is in communication.

Dieser unabhängige Drehzahlübertrager 124 und das Schutzsystem 128 sind auch unabhängig vom Betriebsrechner 131.This independent speed transmitter 124 and protection system 128 are also independent of the operating computer 131.

Wenn dieser Rechner 131 oder irgendein System, das damit verbunden ist, ausfallen, so daß dadurch eine Uberdrehzahlbedingung für die Turbine erreicht werden kann, so soll diese durch das unabhängige Schutzsystem 128 verhindert werden.If this computer 131 or any system connected to it is to fail, so that an overspeed condition for the turbine is thereby reached can, this should be prevented by the independent protection system 128.

Dieses unabhängige Schutzsystem 128 wirkt dabei ebenfalls auf die Ventilstell3ntriebe ein, wie noch später beschrieben werden wird.This independent protection system 128 also acts on the Valve actuators, as will be described later.

In Fig. ib ist schematisch das unabhängige Sberdrehzahl-Schutzsystem 128 und eeine Wirkungsweise näher erläutert.In Fig. 1b the independent overspeed protection system is schematic 128 and a mode of operation explained in more detail.

Der Drehzahlübertrager 124 besteht dabei zunächst aus drei unabhängigen Übertragungskanälen und Übertragern 124-1, 124-2 und 124-3. Die darin ermittelten Drehzahlsignale werden dann jeweils gesonderten Prüfgliedern 138, 140 und 142 eingegeben, die im einzelnen in Big. 2 erläutert sind. Hinter diesen rrüfgliedern erfolgt eine 2 von 3-Auswahl der Signale, die dann ggf. zu einer Absteuerung der Schnellablaßventile für d Hydrauliköl der Ventilantriebe führen.The speed transformer 124 consists initially of three independent Transmission channels and transmitters 124-1, 124-2 and 124-3. The ones identified in it Speed signals are then input to separate test elements 138, 140 and 142, which in detail in Big. 2 are explained. Behind these back links there is a 2 of 3 selection of the signals, which then possibly lead to a shutdown of the quick release valves for the hydraulic oil of the valve drives.

Die Prüfkreise 138, 140 und 142 und ihre Regellogik können auch durch ein digitales Computerprogramm ausgeführt werden.The test circuits 138, 140 and 142 and their control logic can also through a digital computer program can be executed.

Der digitale Rechner kann derselbe wie der Anlagenrechner 131 sein, wodurch der Aufwand an hardware-vermindert wird, trotz eines Anstiegs der Wirkeamkeit.The digital computer can be the same as the plant computer 131, whereby the expenditure on hardware is reduced, despite an increase in effectiveness.

Die Prüfkreise 138, 140 und 142 vergleichen die Signale von den unabhängigen Drehzahlübertragern 124-1, 124-2 und 124-3 mit einem Sollwert der Drehzahl, um festzustellen, ob die Drehzahl der Turbine 104 in einem vorgegebenen Bereich bleibt.The test circuits 138, 140 and 142 compare the signals from the independent ones Speed transmitters 124-1, 124-2 and 124-3 with a setpoint of the speed to determine whether the speed of the turbine 104 remains in a predetermined range.

Jedes dieser Prüfglieder 138, 140 und 142 erzeugt zwei Signale, wovon eines eine Störung an der Turbine 104 anzeigt, während das andere Signal angibt, daß die Drehzahl innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt. Bei Verwendung dieser-zwei Signale wird nicht nur die Turbine auf Überdrehzahl überwacht, sondern auch Jede plötzliche Änderung des Drehzahlsignals wird angezeigt, was eine Störung des unabhängigen Überdrehzahlschutzsystems 128 oder eine verhängnisvolle Störung der Turbine 104 anzeigen kann. Die Ausgangsklemme der Prüfkreise 138, 140 und 142 sind mit einer logischen Steuerschaltung 144 verbunden, wie später anhand von Fig. 3 beschrieben wird. ijach dem dargestellten Ausfahrungsbeispiel sind logische Schaltungen oder Relais 146 bis 168 zwischen die Prüfglieder 138, 140 und 142 und die logische Steuerschaltung 144 eingeschaltet.Each of these test elements 138, 140 and 142 generates two signals, one of which one indicates a fault in the turbine 104, while the other indicates a signal that the speed is within the specified limits. When using these-two Signals, not only the turbine is monitored for overspeed, but also each one Sudden change in the speed signal is indicated, which is a malfunction of the independent Overspeed protection system 128 or a catastrophic failure of turbine 104 can display. The output terminal of the test circuits 138, 140 and 142 are with a logic control circuit 144, as described later with reference to FIG will. ijach the illustrated embodiment example are logic circuits or Relays 146 to 168 between test elements 138, 140 and 142 and the logic control circuit 144 switched on.

Die relais 146 und 148 werden dabei durch das Prüfglied 138, die Relais 154 und 156 durch das Prüfglied 140 und die Relais 162 und 164 durch das Prüfglied 142 angesteuert. Die Relais 146, 148, 154, 156, 162 und 164 sind während des Normalbetriebes des Systems bei normaler Leistungsabgabe in erregter oder Ein-Stellung. Wenn eines der Prüfglieder 138, 140 oder 142 eine Uberdrehzahlbedingung feststellt, sprechen die logischen Schaltungen oder Relais 146, 148, 154, 156, t62 und 164 an; daher werden diese Kanäle als Sicherheits-Kanäle bezeichnet.The relays 146 and 148 are thereby through the test element 138, the relay 154 and 156 through the test member 140 and the relays 162 and 164 through the test element 142 is activated. Relays 146, 148, 154, 156, 162 and 164 are during the normal operation of the system with normal power output in the energized or on position. If any of the test links 138, 140, or 142 detects an overspeed condition, respond to logic circuits or relays 146, 148, 154, 156, t62 and 164; therefore these channels are referred to as safety channels.

Die logischen Schaltelemente oder Relais 150, 152, 158, 160, 166 und 168 sind auf analoge Weise so verbunden, daß sie Störsignale erzeugen, wenn ein Sprung oder eine Unregelmäßigkeit in der Drehzahlkennlinie festgestellt worden ist. Die Kreise, die mit den Relais 150, 152, 158, 160, 166 und 168 verbunden sind und diese einschließen, werden daher als Pehlerkanäle bezeichnet. Jeder Sicherheits-Kanal, der beiepieleweise die Relais 146 und 148 enthält und jeder Fehlerkanal, der die Relais 150 und 152 enthält, umfaßt somit die beiden Teile des dualen Kanals, der mit dem Prufglied 138 verbunden und von diesem gesteuert wird. Die Kanäle mit den Relais 154, 156, 158 und 160 bilden ebenfalls einen Dualkanal, der vom T'rüfglied 140 gesteuert und mit diesem verbunden ist, während die Kanäle mit den Relais 162, 164, 166 und 168 einen dualen Kanal, abhängig vom Prüfglied 142, bilden.The logic switching elements or relays 150, 152, 158, 160, 166 and 168 are connected in an analog manner so that they generate spurious signals when a A jump or an irregularity in the speed characteristic has been detected. The circles associated with relays 150, 152, 158, 160, 166 and 168 and include these are therefore referred to as Pehlerkanal. Any security channel which includes relays 146 and 148, for example, and each fault channel containing the Relay 150 and 152 contains, thus comprises the two parts of the dual channel, the is connected to the test member 138 and controlled by this. The channels with the Relays 154, 156, 158 and 160 also form a dual channel from the test element 140 is controlled and connected to it, while the channels with the relays 162, 164, 166 and 168 form a dual channel depending on the test element 142.

In dem Fall, daß die Drehzahl der Turbine einen vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet, beispielsweise 111 96 der synchronen Drehzahl, wird dies von der Drehzahlmeßeinrichtung 124 gemeldet und die Relais 146, 148 werden vom Prüfglied 138, die Relais 154 und 156 vom Prüfglied 140 und die Relais 162, 164 vom PrUfglied 142 angesteuert, wodurch die Relais abfallen und in die Aus-Stellung übergehen. Die Relais 150, 152, 158, 160 und 168 sind normalerweise in der Aus-Stellung, wenn keine Unregelmäßigkeit oder Systemströung auftritt. Wenn das elektronische System jedoch nicht ordnungsgemäß arbeitet,werden die Relais 150 usw. erregt und in die Einschaltung gebracht, wodurch ein Fehlersignal ansteht.In the event that the speed of the turbine is a predetermined value reached or exceeded, for example 111 96 the synchronous speed, is this is reported by the speed measuring device 124 and the relays 146, 148 are from test element 138, relays 154 and 156 from test element 140 and relays 162, 164 controlled by the test element 142, whereby the relays drop out and into the off position pass over. Relays 150, 152, 158, 160 and 168 are normally in the off position, if there is no irregularity or system flow. If the electronic However, the system does not operate properly, the relays 150 etc. are energized and put on the switch, whereby an error signal is pending.

Die Überdrehzahlsignale lösen dann die Sicherheitsventile, die noch weiter unten beschrieben werden, aus, so daß die Dampfzufuhr abgesperrt und ein Hochlaufen der Turbine vermieden werden kann.The overspeed signals then release the safety valves that are still to be described below, so that the steam supply is shut off and on Running up of the turbine can be avoided.

In Fig. 2 ist nunmehr die innere Schaltung des Prüfgliedes 138 dargestellt; die Prüfglieder 140 und 142 weisen die gleiche Schaltung auf. Ein Drehzahlsignal vom Übertrager 124-1 wird zunächst einem Frequenz-Spannungs-Umsetzer 200 zugeführt.In Fig. 2, the internal circuit of the test member 138 is now shown; the test elements 140 and 142 have the same circuit. A speed signal A frequency-to-voltage converter 200 is first fed from the transformer 124-1.

Dás Ausgangsaignal dieses Umsetzers 200 wird dann einem Sollwertvergleichsglied 210 und parallel dazu einem Vergleichsglied 220 mit parallelgeschaltetem Zeitglied 222 zugeführt.The output signal of this converter 200 is then used as a reference value comparison element 210 and, in parallel, a comparison element 220 with a parallel-connected timing element 222 supplied.

Der Brequenz-Spannungs-Umsetzer 200 besteht aus einem monostabilen Multivibrator, der durch den Nulldurchgang des Eingangssignals vom Drehzahlübertrager 124-1 angestoßen wird, wobei der Multivibrator'eine konstante Kippdauer aufweist.The frequency-to-voltage converter 200 consists of a monostable Multivibrator created by the zero crossing of the input signal from the speed transmitter 124-1 is triggered, the multivibrator having a constant tilt duration.

Das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators erfährt dadurch eine Änderung im Arbeitszyklus, der der Frequenz des Eingangssignals proportional ist. Das Ausgangssignal ist somit gleichgerichtet und gefiltert und erzeugt dadurch ein Gleichapannungsaignal, das linear-proportional der Eingangsfrequenz vom Übertrager 124-1 ist.The output signal of the monostable multivibrator is thereby experienced a change in duty cycle proportional to the frequency of the input signal is. The output signal is thus rectified and filtered and thus generated a DC voltage signal that is linearly proportional to the input frequency from the transformer 124-1 is.

Das Vergleichsglied 220, das Zeitglied 222 und die Umkehrstufe 225 sowie der Leistungsverstärker 227 sind im einzelnen in Fig. 2a dargestellt. Das Ausgangssignal des Frequenz-S,pannungs-Umsetzers 200 ist einmal an den Eingang 249 eines Verstärkers 250 über einen Impedanzkreis 252 und andererseits über eine Impedanz 252 an das Zeitglied 222 angeschlossen und wird somit verzögert zur Summation mit dem Originalsignal vom Umsetzer 200 an den Eingang 249 des Verstärkers 250 geführt. Das Zeitglied 222 weist bei dem dargestellten Ausfahrungsbeispiel eine Verzdgerung von 1,4 sek auf.The comparison element 220, the timing element 222 and the inverter 225 and power amplifier 227 are shown in detail in FIG. 2a. That The output signal of the frequency-voltage converter 200 is once at the input 249 an amplifier 250 via an impedance circuit 252 and on the other hand via an impedance 252 is connected to the timing element 222 and is thus delayed for the summation with the original signal from converter 200 to input 249 of amplifier 250. In the exemplary embodiment shown, the timing element 222 has a delay from 1.4 sec.

Die Zeitkonstante von 1,4 sek ist so gewählt, daß normale Änderungen des Drehzahlsignals des Turbinen systems ausgefiltert werden. Allein Drehzahlsprünge und Signale,die eine außergewöhnliche Störung darstellen, werden durch das Vergleichsglied 220 durchgelassen. Wenn das Ausgangssignal vom Frequenz-Spannungs-Umsetzer 200, das der Turbinendrehzahl proportional ist, sich nur langsam ändert, wird das Auegangssignal des Verstärkers 250 beim Nullwert verbleiben. Wenn sich Jedoch das Signal vom Umsetzer 200 plötzlich ändert, achwingt das Ausgangssignal des Verstärkers 250 entweder ins Positive oder Negative. Das Ausgangssignal des Verstärkers 250 wird dann weiter verstärkt durch die Verstärker 256 und 227. Wenn ein Signal am Ausgang des Verstärkers 227 erscheint, wird entweder das Relais 258 oder das Relais 260 entsprechend der Diodendurchlaßrichtung erregt. Wenn entweder Relais 258 oder 260 erregt sind,'verbinden eines der entsprechenden Kontakte 259 oder 261 eine positive Energieversorgungsquelle 262 mit dem Eingang des Verstärkers 256, wodurch das Ausgangssignal am Verstärker 227 gehalten wird.The time constant of 1.4 sec is chosen so that normal changes the speed signal of the turbine system can be filtered out. Jumps in speed alone and signals representing abnormal disturbance are determined by the comparator 220 let through. When the output signal from the frequency-to-voltage converter 200, that is proportional to the turbine speed, changes only slowly, becomes the output signal of amplifier 250 remain at zero. However, if the signal from the converter 200 suddenly changes, the output signal of amplifier 250 either oscillates into Positives or negatives. The output of amplifier 250 then continues amplified by amplifiers 256 and 227. When a signal at the output of the amplifier 227 appears, either the relay 258 or the relay 260 according to the Diode forward direction excited. When either relay 258 or 260 is energized, connect ' one of the corresponding contacts 259 or 261 is a positive power source 262 to the input of the amplifier 256, whereby the output signal at the amplifier 227 is held.

Um den Kreis für eine neue Operation zuriickzustellen, ist ein Reset-Knopf 264 vorgesehen, der den Stromkreis der Kontakte 259 und 261 unterbricht, wodurch das Ausgangssignal des Verstärkers 227 auf Null zurückgeht.To reset the circuit for a new operation, there is a reset button 264 provided, which interrupts the circuit of contacts 259 and 261, whereby the output of amplifier 227 goes back to zero.

Entsprechend anderer Ausführungsformen der Erfindung können verschiedene gleichwertige Änderungen vorgenommen werden, so kann z. B. das Frequenzsignal, das vom Drehzahlmeßgerät 124-1 erzeugt wird, in eine digitale Darstellung übergefUhrt und dann durch einen digitalen Rechner mit einem entsprechenden digitalen Sollwert verglichen werden.According to other embodiments of the invention, various equivalent changes are made. B. the frequency signal that generated by the tachometer 124-1, transferred to a digital representation and then through a digital computer with a corresponding digital setpoint be compared.

Zurückgehend auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kEnn der Sollwert des Vergleichsgliedes 210 durch Anlegen einer veränderlichen Spannung, die von einem Potentiometer 212 abgegriffen wird, getestet werden, wodurch festgestellt werden kann, ob das Prüfglied 138 richtig arbeitet und die Relais 146 und 148 auslösen. Die Erregung'der Relais 146 und 148 wird durch ein Nichtinvertierendes-Gatter 215 gesteuert, das eine Emitterfolger-Transistorstufe 216 enthält. Die ransistorstufe 216 wird dann gesperrt, wenn das Vergleichsglied 210 eine Überdrehzahl feststellt, wodurch die Relais 146 und 148 abfallen. So kann mit einer Mehrheitslogik, die später noch im einzelnen erläutert wird, die Arbeitsweise der Prüfglieder 138, 140 und 142 geprüft werden, um ihre sichere Arbeitsweise unter wirklichen Überdrehzahlbedingungen sicherzustellen, ohne daß irgendeine Unterbrechung im System erfolgt, Wenn bei Prüfen eines der Prüfglieder 138, 140 oder 142 ein Überdrehzahlsignal oder eine plötzliche Drehzahlabweichung zusammen mit dem Prüfsignal ansteht, wirkt sich das so aus, als ob zwei der Doppelkanäle eine Überdrehzahl oder ein diekontinuierliches Signal anzeigen, wodurch das Stromerseugungesystem abgeschaltet und eine Zerstörung der Anlage verhindert wird. Die sehr hohe Verfügbarkeit des Schutzsystems 128 ist somit auch unter Testbedingungen erhalten.Going back to the exemplary embodiment according to FIG. 2, the nominal value kEnn of the comparison member 210 by applying a variable voltage, which is of a Potentiometer 212 tapped will be tested, thereby determining can be whether the test element 138 is working properly and the relays 146 and 148 trigger. The energization of the relays 146 and 148 is provided by a non-inverting gate 215 which includes an emitter follower transistor stage 216. The ransistor stage 216 is blocked if the comparator 210 detects an overspeed, whereby the relays 146 and 148 drop out. So can with a majority logic that later will be explained in detail, the operation of the test members 138, 140 and 142 are tested to ensure their safe operation under real overspeed conditions without causing any interruption in the system, if at check one of the test elements 138, 140 or 142 receives an overspeed signal or a sudden one If there is a speed deviation together with the test signal, it has the same effect as whether two of the double channels indicate an overspeed or a continuous signal, whereby the current suction system is switched off and the system is prevented from being destroyed will. The very high availability of the protection system 128 is therefore also under test conditions obtain.

Obwohl bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Relais als geeignete Mittel für die Schaltlogikelemente dargestellt sind, können auch andere Elemente, wie Festkörperschaltelemente, Gatter, Flip-Flops oder entsprechend programmierte Rechner verwendet werden, ohne daß vom Wesen der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.Although in the illustrated embodiment, relays are suitable Means for the switching logic elements are shown, other elements, such as solid-state switching elements, gates, flip-flops or programmed accordingly Computers can be used without departing from the essence of the present invention will.

Das Vergleichsglied 220 ist so vormagnetisiert, daß, wenn die Differenz zwischen dem direkt zugeführten Signal vom Frequenz-Spannungs-Umsetzer 200 und dem Signal vom Zeitglied 222 einen vorgegebenen Wert überschreitet, ein entsprechendes elektrisches Signal abgegeben wird. Mit den Testknöpfen 230 und 232 kann dieses Vergleichsglied 220 durch Anlegen einer Spannung geprüft werden. Wenn entweder der Prüfknopf 230 oder 232 gedrückt wird, gibt das Vergleichsglied 220 ein Signal ab, wodurch die Relais 150 und 152 eingeschaltet oder zum Abfallen gebracht werden.The comparison element 220 is biased so that if the difference between the directly supplied signal from the frequency-to-voltage converter 200 and the Signal from timer 222 exceeds a predetermined value, a corresponding one electrical signal is emitted. With the test buttons 230 and 232 this can Comparator 220 can be checked by applying a voltage. If either the Test button 230 or 232 is pressed, the comparator 220 outputs a signal away, whereby the relays 150 and 152 are turned on or made to drop out.

In Fig. 3 ist die Auswahlschaltung im Detail näher erläutert.The selection circuit is explained in more detail in FIG. 3.

Die Relais 146, 148, 154, 156, 162 und 164 der Sicherheitskanäle sind mit den entsprechenden Kontakten 147, 149, 155, 157, 163 und 165 gezeigt. Die Relais-kontakte nach Fig. 4 sind in ihrer normalerweise offenen, entregten Stellung gezeigt. Während des Normalbetriebes der Turbine jedoch werden diese Relais erregt und die Kontakte schließen. Wenn alle Relais erregt sind, ist eine Spannungsquelle an der Eingang klemme 170 mit der Eingangsklemme 173 eines herkömmlichen Und-Gatters 172 verbunden, da's in dem Kasten 144 für die Steuerlogik nach Fig. 1b enthalten ist. Ein herkömmliches Und- Gatter erfordert, daß alle Eingänge Strom führen, damit ein Ausgangssignal erhalten wird. Zurückkommend auf Fig. Ib und unter Berücksichtigung, daß das Prüfglied 138 die Relais 146 und 148 entregt, werden dann die Relais-kontakte 147 und 149 öffnen. Trotzdem behält des Spannungssignal an der Eingangaklemme 173 des Und-Gatters 172 seinen alten Wert, da die Relaiskontakte 157 und 165 geschlossen bleiben. Die 2 von 3-Auswahl ist somit sichergestellt, da zwei der drei Kanäle, die durch die Prüfglieder 138, 140 und 142 gesteuert werden, eine Überdrehzahlbedingung anzeigen müssen. Dadurch führt das =ausfallen oder ein Fehler nur eines Kanals nicht zum Abschalten des Turbinensystems. Wenn zusätzlich jedoch das Prüfglied 140 die Relais 154 und 156, die miteinander verbunden sind, entregt, werden die Relaiskontakte 155 und 157 ebenfalls öffnen. Im letzten Falle sind also alle drei Zweige der Relais schaltung 145 nach Fig. 4 offen und das Eingangsaignal am Und-Gatter 172 wird auf Null gehen.Relays 146, 148, 154, 156, 162 and 164 of the safety channels are with the corresponding contacts 147, 149, 155, 157, 163 and 165 shown. The relay contacts 4 are shown in their normally open, de-energized position. While during normal operation of the turbine, however, these relays are energized and the contacts conclude. When all relays are energized, there is a voltage source at the input terminal 170 connected to the input terminal 173 of a conventional AND gate 172, since it is contained in box 144 for the control logic of Figure 1b. A conventional one AND gate requires that all inputs carry current in order to have an output signal is obtained. Returning to Fig. Ib and taking into account that the test member 138 de-energizes relays 146 and 148, relay contacts 147 and 149 are then de-energized to open. Nevertheless, the voltage signal remains at the input terminal 173 of the AND gate 172 its old value, since the relay contacts 157 and 165 remain closed. the 2 out of 3 selection is thus ensured, since two of the three channels that are passed through the Checkers 138, 140 and 142 are controlled to indicate an overspeed condition have to. As a result, the = failure or an error in only one channel does not lead to Shutdown of the turbine system. If, however, the test element 140, the relay 154 and 156, which are connected to each other, de-energize the relay contacts 155 and 157 also open. In the latter case, all three branches are relays circuit 145 of FIG. 4 is open and the input signal at AND gate 172 is on Go zero.

Der andere Eingang 175 des Und-Gatters 172 ist mit der SchaltlogOik der Fehler-Kanal-Relais 150, 152, 158, 160, 162 und 168 in entsprechender Weise verbunden, um ein Eingangseignal an dao Und-G^tter 172 zu führen, solange zwei der drei Prüfglieder 138, 140 und 142 entsprechende Ausgangssignale ausweisen.The other input 175 of the AND gate 172 is with the switching logic the fault channel relays 150, 152, 158, 160, 162 and 168 in a corresponding manner connected to have an input signal to dao AND g ^ gter 172 as long as two of the three test members 138, 140 and 142 output signals, respectively identify.

Das Und-Gatter 172 versorgt einen der Eingänge eines der Schnellablaßventile Jedes der Stellantriebe 130 t, 130 R und 132, wie noch später beschrieben wird. Dadurch wird ein Ablaßventil auf Jedem der Stellantriebe 130, 132, 134 und 136 ausgelöst, wodurch die Hydraulikflüssigkeit von diesen Stellantrieben abfließt und die Ventile der Turbine 104 schließen.The AND gate 172 supplies one of the inputs to one of the quick release valves Each of the actuators 130 t, 130 R and 132, as will be described later. This will trigger a drain valve on each of the actuators 130, 132, 134 and 136, whereby the hydraulic fluid flows from these actuators and the valves the turbine 104 close.

Dadurch wird ein Hochlaufen der Turbine und eine Beschädigung des Gesamtsystems 100 vermieden.This will cause the turbine to run up and damage the Overall system 100 avoided.

Ein ähnliches Und-Gatter 176 ist an eine ähnliche Auswahlschaltung 178 angeschlossen, die die gleiche Funktion für jedes der anderen Ablaßventile, die an jede der Stellantriebe 130, 132, 134 und 136 angeschlossen sind, aufweist.A similar AND gate 176 is connected to a similar selection circuit 178 connected, performing the same function for each of the other drain valves, which are connected to each of the actuators 130, 132, 134 and 136.

In Fig. 3a ist die Äuswahlschaltung 145, die auf die Ventile 130 und 132 einwirkt, in einer anderen Ausführungsform gezeigt. Die Relaiskontakte 147, 151, 155, 159, 163 und 167 sind in Reihenparallelschaltung angeordnet und bewirken dadurch eine Arbeitsweise, wie die der Und-Gatter 172 und 176 nach Fig. 3.In Fig. 3a is the selector circuit 145, which is to the valves 130 and 132 acts, shown in another embodiment. The relay contacts 147, 151, 155, 159, 163 and 167 are arranged in series parallel connection and effect thereby a mode of operation like that of AND gates 172 and 176 according to FIG. 3.

Diese logische Relaiskombination erregt zwei Relais 401, die aus Gründen der Redundanz doppelt angeordnet sind. Die Kontakte 401a der Relais 401 sind in Serie geschaltet, um zu verhindern, daß bei Festschweißen eines der Relaiskontakte das System funktionsuntüchtig wird.This logical relay combination energizes two relays 401, for reasons redundancy are arranged twice. Contacts 401a of relays 401 are in Connected in series to prevent one of the relay contacts from welding tight the system becomes inoperable.

Ferner ißt ein Prüfrelais 405 vorgesehen, das die Zuführungsleitungen der Ablaßventilspulen 50, die auf den Stellantrieben 130, 73 t32, 134 und 136 nach Fig. Ib montiert sind, unterbricht und die Anzeigelampen 407 mit Erde verbindet. Taster 402 sind vorgesehen, um die Kontinuität und Arbeitsfähigkeit der Schaltung, die mit den Ablaßventilspulen 50 verbunden aind, zu überprüfen. Die Anzeigeleuchten 407 sind mit dem Relais 405 verbunden, um einen durchgehenden Pfad für Testzwecke vorzusehen, der eine Verbindung über die Relaiskontakte 401a der Relais 401 darstellt. In Fig. 3b ist eine idetische Schaltung 145b für den anderen Ablaßkanal dargestellt, der das zweite Ablaßventil in jedem der Stellantriebe 130, 132, 134 und 136 antreibt.Furthermore, a test relay 405 is provided which connects the feed lines of the drain valve spools 50 on the actuators 130, 73 t32, 134 and 136 after Fig. Ib are mounted, interrupts and connects the indicator lamps 407 to earth. Push buttons 402 are provided to ensure the continuity and operability of the circuit, connected to drain valve coils 50. The indicator lights 407 are connected to relay 405 to provide a continuous path for testing purposes to provide of a connection via the relay contacts 401a of the Relay 401 represents. In Figure 3b, there is an identical circuit 145b for the other Drain channel shown, which is the second drain valve in each of the actuators 130, 132, 134 and 136 drives.

In Fig. 4 ist schematisch die Schaltung der Ablaßventile 506 und 508 gezeigt, die mit einem der Stellantriebe 132, 134 und 136 verbunden ind. Ein Stellantriebszylinder 500 mit zwei Einlässen 520 und 521 vom Druckölbehälter 113 (Fig. 1a) und zwei Auslässen 502 und 504 ist ebenfalls gezeigt. Die Auslässe 502 und 504 sind über Rohrleitungen 503 und 505 mit den beiden Ablaßventilen 506 und 508 verbunden. Die Ausgangeseite dieser Ablaßventile 506 und 508 ist mit dem AblaßUlbehälter 510 verbunden. Eine Feder 518 zieht die Kolbenatange und somit das Ventil sehr schnell zurück, um die zugehdrige Dampfventile schnell zu schließen. Schnellablaßventile, ähnlich den dargestellten Ventilen, lassen das Öl von allen Stellantrieben 130, 132, 134 und 136 ab, wodruch die Ventile 106, 108, 118 und 120 geschlossen werden. Während dieses Schließvorganges wird der Dampfstrom zur Turbine 104 sehr schnell abgesperrt, so daß Uberdrehzahlen vermieden und somit eine Zerstörung des Turbinenläufers und Nachfolgeschäden verhindert werden können.In Fig. 4, the circuit of the drain valves 506 and 508 is schematic shown connected to one of the actuators 132, 134 and 136. An actuator cylinder 500 with two inlets 520 and 521 from the pressure oil container 113 (Fig. 1a) and two outlets 502 and 504 are also shown. The outlets 502 and 504 are via pipelines 503 and 505 connected to the two drain valves 506 and 508. The exit page these drain valves 506 and 508 are connected to the drain tank 510. One Spring 518 pulls the piston rod and thus the valve very quickly back to the to close the associated steam valves quickly. Quick release valves, similar to those shown Valves, drain the oil from all of the actuators 130, 132, 134 and 136, whereof the valves 106, 108, 118 and 120 are closed. During this closing process the steam flow to the turbine 104 is shut off very quickly, so that overspeed avoided and thus a destruction of the turbine rotor and consequential damage prevented can be.

Der vom Reaktor und vom Dampferzeuger 109 erzeugte Dampf wird dann in die Atmosphäre abgelassen oder in einen zusätzlichen Sekundärkreis geführt.The steam generated by the reactor and the steam generator 109 is then released into the atmosphere or fed into an additional secondary circuit.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß zur Verhütung eines plötzlichen Hochlaufens in den UberdrehsGhlbereich der Turbine 104 mit der Gefahr eines plötzlichen Bruches des Turbinenläufers und einer Zerstörung der Turbine sowie, anderer Kreislaufteile ein unabhängiges Uberdrehzahlschutzsystem 128 vorgesehen ist, das unabhängig vom normalen Drehzahlregelsystem der Turbine arbeitet. Durch dieses Uberdrehzahlschutzsystem 128 werden die Unzulänglichkeiten der bisherigen Regeleinrichtungen vermieden, da es dann die Turbine regelung im Überdrehzahlbereich übernimmt, so daß Schäden vermieden werden können.In summary, it can be said that to prevent a Sudden run-up in the overspeed range of the turbine 104 with the danger sudden breakage of the turbine rotor and destruction of the turbine, as well as, other parts of the circuit an independent overspeed protection system 128 is provided that works independently of the normal speed control system of the turbine. By this overspeed protection system 128 become the shortcomings the previous control devices avoided, since it then controls the turbine in Overspeed range takes over, so that damage can be avoided.

Die Turbine ist also mit drei unabhängigen Drehzahlmessern ausgerüstet, die drei unabhängige Drehzahlsignale erzeugen.The turbine is therefore equipped with three independent tachometers, which generate three independent speed signals.

Diese drei Signale werden dann durch eine logische Schaltung in zwei Signale zum Öffnen der Hydrauliköl-Schnellablaßventile umgewandelt, wodurch die Daxpfventile dann sehr schnell schließen. Durch die dreifache Redundanz und die 2 von 3-Auswahl der Signalkanäle kann Jeder Kanal ohne Störung des Gesamtsystems überprüft werden. Durch die Erfindung ist ein hohes Maß an Sicherheit gegeben, da bei Schließen der Ventile tatsächlich ein entsprechendes Überdrehzahl- oder sonstiges Fehlersignal vorgelegen hat, das diesen Eingriff rechtfertigt.These three signals are then split into two by a logic circuit Signals to open the hydraulic oil quick drain valves are converted, whereby the Then close the Daxpfventile very quickly. Thanks to the triple redundancy and the 2 of 3 selection of the signal channels Each channel can be used without disturbing the overall system to be checked. The invention gives a high level of security because when closing the valves actually a corresponding overspeed or other There was an error signal that justifies this intervention.

4 Fig.4 Fig.

13 Ansprüche13 claims

Claims

P a t e n t * D 8 P r E c h e 3 Control device for steam turbines, especially in nuclear power plants, with a control and regulation of the steam supply by quick-closing and control valves in the main steam line and by quick-closing valves and trap flaps in the superheater steam line, the valve actuators from a higher-level operation controller or computer depending on the issued Generator power and turbine speed are controlled, characterized in that that parallel to the operation controller (t31) an independent overspeed protection system (128) is provided, the several independent speed transmitter (124) each with one Test element (138, 140, 142) for the comparison of setpoint values, each of which has two parallel Output channels are provided with switching elements (146 to 168) for majority selection are, and that all output channels in a logic combination circuit (144) on signal channels to control the quick release valves (506, 508) for the hydraulic oil the valve actuators (130, 132, 134, 136) are transferred.

2. Control device according to claim 1, characterized in that three independent speed transmitters (124-1, 124-2 and 124-3) with corresponding downstream Checking and linking elements are provided.

t control device according to claim 1, characterized in that the Early elements (138, 140, 142) have a frequency-voltage converter (200) for the speed signal and two parallel 7-way movements starting therefrom with a setpoint comparison element (210) in one branch and a timing element (222) and a comparison element (220) sur Have detection of a signal imbalance in the other branch.

4. Control device according to claim 3, characterized by the comparison an instantaneous output signal of the comparison element (220) with a through the timer (222) delayed the output signal and emitted an end signal when exceeded a given deviation.

5. Control device according to claim 3 and 4, characterized in that that the comparison element (220) an additional, in the presence of an output signal Current source (262), which can be connected via switching elements (259, 261), to hold the output signal having.

6. Control device according to claim 1 and 3, characterized in that that the two branches to the parallel output channels with two parallel each Switching elements (146, 148; 150, 152; 154, 156; 158, 160; 162, 164; 166, 168) connected are.

7. Control device according to claim 1 to 4, characterized in that that in each case the channels emanating from the setpoint comparison elements (210) as Safety channels with switching elements (146, 148; 154, 156; 162, 164) and the outgoing channels from the comparison devices (220) as so-called error channels with switching elements (150, 152; 158, 160; 166, 168) are formed.

8. Control device according to claim 1 and 7, characterized in that that the switching elements (146, 148; 154, 158; 162, 764) of the safety channels and the switching elements (150, 152; 158, 160; 166, 168) of the error channels each in one 2 of 3 circuit are summarized in such a way that when the switching elements respond of at least two safety or error channels on the mach-switched logical Circuit (144) a trigger signal for the hydraulic drain valves (506, 508) is present.

9. Control device according to claim 1 and 8, characterized in that that each valve actuator (130i 132, 134, 136) has two independent quick release valves (506, 508) for the hydraulic oil.

10. Control device according to claim 1 and 8, characterized in that that in the logic circuit (144) a transfer of the three Output channels of the test elements (138, 140, 142) in two independent signal channels to control the quick release valves (506, 508) takes place.

11. Control device according to one or more of claims 1 to 9, characterized by separate test devices (212; 230, 232) for the individual Comparison elements and transmission channels.

12. Control device according to claim 3 and 11, characterized in that that the setpoint comparator (210) inen additional input for applying a a test voltage corresponding to an upper speed setpoint from a variable potentiometer (212).

13. Control device according to claim 3 and 11, characterized in that that the comparison element (220) has a further input for applying a fixed, one Speed jump correspond to the test voltage.