DE2323295A1 - Anzeigevorrichtung zum ausloesen eines alarms und/oder zum zwecke einer sicherheitssteuerung - Google Patents

Description

DIPL.-ING. O. R. KRETZSCHMAR ₂ „amduhg ι

BEIM STROHHAUSE PATENTANWALT RUF ο*ιιΛΛΛ»Α Ο Q P

1. Robert Edgar MARTIN
19 Elles Avenue,
Merrow, Guildford,

Surrey/England den 8. Mai 1973

2. Edmond Francis HASLER
'Pepilea' 75 Oakhill Road,
Ashtead, Surrey/England

Anwaltsakte: 4368

Anzeigevorrichtung zum Auslösen eines Alarms und/oder zum Zwecke einer Sicherheitssteue.rung

(Für diese Anmeldung wird die Priorität der britischen Anmeldung No. 21929/72 vom 10. Mai 1972 in Anspruch genommen.)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung zum Auslösen eines Alarms und/oder zum Zwecke einer Sicherheitssteuerung, wenn der Wert eines überwachten Parameters eines Verfahrens oder in einem System unterhalb einer vorbestimmten Grenze liegt.

Bei vielen Vorrichtungen oder Verfahren ist es erforderlich, einen Parameter über oder unter einer bestimmten Grenze oder innerhalb bestimmter normaler Grenzen zu halten. Beispielsweise

309848/1098 -2

KONTEN, DRESDNER BANK, KONTO-NR. 9229371 · POSTSCHECK HAMBURG NR. 1937 66-208

sollte in einem Verfahren, "bei welchem die Temperatur gesteuert wird, das Steuersystem die Temperatur zwischen zwei Werten halten. Falls die Temperatur den oberen Wert übersteigt und/oder unter den unteren Wert des bei normalen RegeIbedingungen zulässigen Bereiches fällt, so ist es erforderlich, einen Alarm auszulösen oder eine Sicherheitssteuerung vorzunehmen. In gleicher Weise sollte bei einem Boiler, bei dem der Wasserspiegel zwischen normalen Grenzen überwacht wird, könnte ein Alarm und/oder eine Sicherheitssteuerung erforderlich sein, wenn der Wasserspiegel unter den unteren Spiegel abfallen oder über den oberen Spiegel dieser normalen Grenzen ansteigen sollte. Die Sicherheitssteuerung oder eine entsprechende Einwirkung, die nach einem solchen Alarm vorgenommen werden muß, kann eine kostspielige oder besonders nachteilige Angelegenheit sein. Beispielsweise kann es bei einer Dampferzeugungsanlage, die eine Turbine eines elektrischen Generators speist, notwendig sein, die gesamte Belastung von dem Generator und dem Dampferzeuger fernzuhalten, falls eine ungenügende Wassermenge in dem Dampferzeuger vorhanden ist. Bei einem dampf getriebenen Turbogenerator können ähnliche Anforderungen bestehen, falls der Wasserspiegel in dem Kondensator aufgrund einer Störung der Abzugspumpe ansteigen sollte. Bei einer Fabrikat ions anlage, bei welcher Material hinsichtlich der Temperatur überwacht wird, kann eine im Notfall erfolgende Betriebsstillegung wegen Beschädigungen an der Anlage sehr teuer sein, beispielsweise wenn geschmolzenes Material fest wird. Aus diesen Gründen ist ein hoher Grad an Zuverlässigkeit bei der Alarm- oder Sicherheitssteuerungsvorrichtung bei großen Anlagen oder Verfahrenseinrichtungen der weiter oben beschriebenen Art erwünscht. Während es wesentlich ist, daß die Parameterbedingung erfaßt und der Alarm- oder Steuervorgang durchgeführt wird, ist es wesentlich, daß der Alarm- oder die Sicherheitssteuerung normalerweise durch jede Fehlfunktion oder Versagen in der Alarm- und/oder Steuervorrichtung nicht betätigt werden sollte.

- 3 309648/1098

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Alarm- oder Sicherheitssteuerungsvorrichtung zu schaffen, die wirksam ist, wenn der Wert eines Parameters außerhalb vorbestimmter Grenzen liegt und welche eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und die Sicherheitseinrichtungen gegen eine falsche Alarm- oder Steuerungsauslösung aufgrund Fehler der Vorrichtung aufweist.

Demgemäß ist die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Sensoren bzw. Meßfühler, von denen jeder ein Warnsignal abgibt, wenn der Parameter außerhalb eines bestimmten, der vorbestimmten Grenze entsprechenden oder diese übersteigenden Wertes/liegt, und eine logische Schaltung aufweist, die eine Gültigkeitskontrollschaltung umfaßt und mit den Sensoren verbunden ist, die ein Überschreitungssignal, das die Überschreitung des Parameters über die Grenze bedeutet, nur dann liefert, wenn beide angeschlossenen Sensoren ein Warnsignal abgeben.

Auf diese Weise kann bei einer Anordnung, bei der die Vorrichtung anzeigt, falls der Wasserstand in einem Geräteteil einer Dampfanläge, z.B. einer Abzapfdampfleitung, die vorbestimmte Grenze überschreitet, die Bereitstellung dieses Überschreitungssignales, welches im vorliegenden Falle ein Signal betreffend dem hohen Wasserstand ist, dazu verwendet werden, um einen hohen Wasserstand mit einer hohen Zuverlässigkeit anzuzeigen, da dieses Signal durch zwei unabhängige Sensoren bestätigt ist. Das Signal, das den hohen Wasserstand anzeigt, kann, um beim gleichen Beispiel zu bleiben, dazu verwendet werden, einen Alarm- und/oder einen Notauslösemechanismus zu betätigen. Falls die beiden Elektroden auf der gleichen Höhe in der Dampfleitung angeordnet sind, kann die logische Schaltung so eingerichtet sein, daß sie einen "Wasser"-Alarm anzeigt, falls eine der Elektroden Wasser anzeigt, unter der Voraussetzung, daß die Folgen eines nicht festgestellten hohen Wasserstandes so be-

/* zumindest für einen der Sensoren - 4 -

309848/10Ö8

deutend sind, daß man einen Fehlalarm als erträglich ansieht. Normalerweise wird jedoch ein "Auslöse"-Signal nur dann geliefert, wenn das Signal betreffend den hohen Wasserstand durch zwei Sensoren bestätigt ist.

Um eine größere Sicherheit zu erzielen, können drei oder mehr Sensoren vorgesehen sein, so daß eine Vielzahl von voneinander unabhängigen Gültigkeitskontrollschaltungen verwendet werden können, wodurch eine zuverlässigere durchschnittliche Gültigkeitserklärung der gemessenen Parameter, die außerhalb der gewünschten Grenze liegen, erhalten wird. Mit zunehmender Zahl der Sensoren und Gültigkeitskontrollschaltungen nimmt die Möglichkeit, daß aufgrund eines Fehlers der Vorrichtung das gewünschte Überschreitungssignal für den Parameter nicht geliefert wird, ab. Beispielsweise sind bei einer weiter unten ausführlich beschriebenen Anordnung acht Sensoren vorgesehen und eine erste Mehrzahl von Gültigkeitskontrollschaltungen sind mit jeweiligen Paaren von Sensoren verbunden, um Jeweils ein Alarmsignal zu liefern, falls beide mit einer Gültigkeitsschaltung verbundene Sensoren Warnsignale liefern. Aus diesem Grunde ist eine Sicherung gegen einen falschen Alarm gegeben. Eine zweite Mehrzahl von Gültigkeitskontrollschaltungen sind mit jeweils drei Sensoren verbunden, um ein Notauslösesignal zu liefern, falls alle drei der hiermit verbundenen Elektroden Warnsignale abgeben. Hierdurch ist eine größere Sicherheit gegen ein falsches Auslösen vorgesehen, wodurch die Chancen, daß eine notwendige Auslösung nicht erfolgt, minimal sind.

Die Sensoren können jeweils angeordnet sein, um auf jeweils einen anderen spezifischen Parameterwert anzusprechen, oder kann in entsprechenden Paaren angeordnet sein, von denen jedes auf jeweils einen anderen spezifischen Parameterwert anspricht. Falls erforderlich, kann zumindest einer der Sensoren

309848/1038

vorgesehen sein, um auf einen Parameterwert anzusprechen, der nicht außerhalb der vorbestimmten Grenze liegt.

Die Vorrichtung kann auch so aufgebaut sein, daß sie anzeigt, falls der festgestellte Parameter außerhalb eines Bereiches von Werten liegt, der durch zwei vorgegebene Grenzen bestimmt ist, d.h. die Vorrichtung zeigt an, falls ein Wasserspiegel oberhalb einem maximalen zugelassenen Wert oder unterhalb einem minimalen zugelassenen Wert liegt.

Vorzugsweise ist jeder der Sensoren oder zwei oder mehr Sätze von Sensoren durch voneinander unabhängige Stromquellen gespeist. Die Sensoren wurden normalerweise Wandler sein, die elektrische Signalausgangsgrößen liefern und von einer elektrischen Stromquelle gespeist sind. Die Auswahl der Kombination von Ausgangsgrößen, die erforderlich sind, um ein Alarmoder Steuersignal zu ergeben, wird selbstverständlich unter Berücksichtigung der Möglichkeit eines Ausfalls der Stromquelle getroffen, wo verschiedene Stromquellen für verschiedene Sätze von Sensoren verwendet sind.

Die Sensoren können einen Teil eines Niveauanzeigesystems sein, bei dem z.B. Sensoren in einer Anzahl von verschiedenen Ebenen vorgesehen sind, wobei für jede Ebene eine entsprechende von einem Sensor gesteuerte Anzeigelampe aufweist. Die Sensoren können, wie dies in der GB-PS Λ 056 032 beschrieben ist, untereinander verbunden sein, um den Ausfall eines Bauteiles anzuzeigen. Weiterhin kann eine Fehlanzeige durch Vergleich der Ausgangsgrößen von zwei Niveau-Abfühlsystemen in der in der GB-PS 1 257 737 beschriebenen Weise erreicht werden.

Sowohl Alarm- als auch Sicherheitssteuerungssignale können in der oben beschriebenen Weise erhalten werden. Zusätzlich

309848/109Ö - 6 -

zu der Bauteilausfallanzeige,entsprechend den beiden genannten Patentschriften, kann eine betriebliche Gültigkeitserklärung selbst bei Anwesenheit solcher Fehler sowohl für die Alarm- als auch für die Sicherheitssteuerungssignale in der oben beschriebenen Weise erhalten werden. Jedoch ist es, wie im Zusammenhang mit der Anordnung weiter oben kurz beschrieben, bevorzugt, die Gültigkeitserklärung durch eine größere * Anzahl von Sensoren im Falle des Sicherheitssteuerungssignales zu erhalten, als sie für ein Alarmsignal als notwendig betrachtet wird.

Der Sicherheitssteuerbetrieb wird normalerweise ein automatischer Steuerbetrieb sein. Eine Abhilfe von Hand kann durch den Bedienungsmann nach Erhalt eines Alarmsignales vorgenommen werden und die Auswahl der Betätigung kann durch die Kenntnis von Faktoren außerhalb der Instrumentierung beeinflußt sein. Die automatische Sicherheitssteuerung kann eine Notsteuerung unabhängig von dem Eingriff durch den Bedienungsmann sein.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist diese nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt:

Fig. 1 ein Schaubild, das einen Teil eines den Wasserstand anzeigenden Alarm- und Steuersystems für die Anzeige und die Überwachung des Wasserstandes in einem einfachen Heizkessel zeigt und eine Schaltung für die Gültigkeitserklärung bzw. die Bestätigung der Hoch- und .Niedrigwasserstände umfaßt;

Fig. 2 ein Schaubild, das einen Vakuumkondensator mit einem Teil eines bestätigten Hochwasserstand-ilotauslöse- und -alarmsystems für die Verwendung mit die-

309848/1098 ~ ⁷ "

sem Kondensator zeigt;

Fig. 3 ein Schaubild, das eine Anordnung für den Schutz einer Mitteldruckturbine gegen die Auswirkungen von Wasser im Abzapfdampf zeigt und eine Schaltung für die Bestätigung der Feststellung von Wasser im Abzapfdampf;

Fig. 4 und 5 jeweils ein Schaubild, das eine automatische bestätigte Niederniveau-Auslöse zeigt, die auf den Wasserstand in einem Hochleistungskessel anspricht;

Fig. 6 ein Schaubild, das eine Zwillingselektrodenanordnung für die Erfassung und Bestätigung eines Hochwasserniveaus in einer Vielfalt von verschiedenen Anlagetypen, beispielsweise in einer Abzapfdampfleitung, einem Oberflächenzulaufheizer oder einem Kondensator zeigt;

Fig. 7 ein Schaubild, das eine Gruppenlogikschaltung für die Zusammenfassung einer von einer Mehrzahl von, im vorliegenden lulle drei, Anordnungen entsprechend Fig. 6 gelieferten Information zeigt, wobei jedes Paar von Elektroden an einer anderen Stelle vorgesehen ist;

Fig. 8a und 8b jeweils eine schematische Darstellung von zwei abgeänderten Versionen von Anordnungen nach Fig. 6, bei welchen zwei bzw. vier Paare von Elektroden vorgesehen sind; und

Fig. 9 ein Schaubild, das eine Gruppenlogikschaltung zum Kombinieren der Anzeigen zeigt, die von einer Zwillingselektrodenpaaranordnung gemäß Fig. 8a kommen.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil von einem einfachen Niederdruckdampferzeuger 1 von derjenigen Art, wie er als trans-

- 8 309848/1098

portierbarer Heizkessel bekannt ist und mit einem Druck von weniger als 70 at und mit einem Minimum an Überwachung arbeitet. Der Heizkessel 1 ist mit einer 3?üllstandsanzeigevorrichtung bekannter Art ausgerüstet, die nachfolgend als "Hydrastep" bezeichnet ist und wenigstens sechs Wasserpegelsensoren aufweist, von denen jeder einem entsprechenden Meßkanal zugeordnet ist, Für eine detaillierte Beschreibung des "Hydrost ep "-Syst ems wird auf "Lie-proof measurements: the Multiple Binary Philosophy of the Hydrastep Boiler Water Level Gauge" von E.I¹. Hasler und E.E. Martin in Measurement and Control, £, No. 4-, April 1973· Sie Sensoren umfassen Elektroden, die in verschiedenen Höhenlagen in einem Behälter 2 angeordnet sind, der an seinem oberen und unteren Ende durch Leitungen 3 und 4 mit der Kesseltrommel verbunden ist. Die verschiedenen Kanäle sind schematisch als elektrische Ausgangsleitungen A, B, 0, D, E und S¹ dargestellt. Die Signalbedingung an Jedem dieser Leitungen zeigt das Vorhandensein entweder von Dampf oder Wasser an dem entsprechenden Niveau an. Den sechs Kanälen sind Ausgangsvorrichtungen zugeordnet, die als Wechselkontaktsätze (A1 - A5 bis Ϊ1 - 15, C6 und D6) gezeigt sind, welche so angeordnet sind, daß alle Sätze, die irgendeinem Niveau zugeordnet sind, durch eine einzige elektromagnetische Relaisspule betätigt sind, wenn bei der entsprechenden Elektrode sich die Umgebung von. Wasser auf Dampf oder umgekehrt ändert. Solche feste °ehaltstücke, mit denen bewegbare Schaltstücke eines Jeden Satzes eine Verbindung herstellen, wenn die zugeordnete Elektrode sich in Wasser befindet, sind schwarz gezeichnet, z.B. bei der im Wasser befindlichen Elektrode, die mit der Leitung ¥ verbunden ist, stellen die bewegbaren Schaltstücke der Kontaktsätze ΪΊ bis ¥3 eine Verbindung mit den rechten festen Schaltstücken eines Jeden Satzes her. Entsprechend sind die festen Schaltstücke, mit denen eine Verbindung hergestellt wird, wenn die zugeordnete Elektrode sich in Dampf befindet, als leere Kreiszeichen dargestellt.

- 9 3Q9848/1098

Von den Kontakt sät ζ en sind A1 bis F1 dazu vorgesehen, eine mit Farbänderungen arbeitende Anzeigenlampenanordnung für jedes Niveau zu betätigen, wobei eine Farbe Wasser und die andere Farbe Dampf anzeigt. Eine geeignete Lampenanordnung mit Farbänderung ist in der GB-PS 1 202 695 beschrieben. Die zweiten und dritten Eontaktsätze für jedes Niveau, A2, A3 bis F2_V F3 sind, wie dargestellt, überkreuz, verbunden, um einen "Anlage-Störung"-Alarm zu liefern, wie dies in der GB-PS 1 056 032 beschrieben ist, wobei der Alarm abgegeben . wird, falls die Eontaktsätze offensichtlich unrichtig anzeigen, daß Wasser über dem Dampf liegt.

Es wird angenommen, daß nur eine einzige elektrische Kraftquelle für die Heizkesseleinheit besteht und daß für den Fall, daß die Kraftquelle ausfällt, die Brennstoff- und Wasserzuführung automatisch durch das vorgesehene Hilfsgetriebe abgesperrt werden und der Heizkessel sichergemacht wird. Nur die eine Eraftquelle ist deshalb erforderlich, um die "Hydrastep"-Niveauleere in diesem Beispiel zu betätigen. Aus Gründen der einfachen Erläuterung wird weiterhin angenommen, daß die Wärmezufuhr zu dem Heizkessel entweder konstant sein soll oder durch äußere Mittel als eine Funktion der Belastung des Heizkessels geregelt wird, so daß die einzige Variable, die überwacht werden muß, im vorliegenden Fall der Wasserspiegel in der Heizkesseltrommel ist.

Der Heizkessel weist eine durch den Elektromotor 6 angetriebene Wasserspeisepumpe 5 und einen Widerstand 7 auf, der in Eeihe mit dem Motor verbindbar ist, um die Pumpgeschwindigkeit zu vermindern. Die anfängliche Einstellung des Speisepumpenmotors 6 wird durch Einstellung des Widerstandes 7 in der Weise vorgenommen, daß bei durchschnittlichen Belastungsbedingungen der Wasserpegel in der Heiztrommel ungefähr in der

- 10 309848/1098

- ίο -

Mitte zwischen den Elektroden C und D liegt, d.h. an dem mit dem Bezugszeichen 8 bezeichneten Sollniveau in Fig. 1. Bei dieser Bedingung ist der Widerstand 7 mit Hilfe der Eontakte 06, D6 in Reihe mit dem Motor 6. Falls die Belastung des Heizkessels nicht höher als erwartet ist, fällt der Was- . serpegel,bis die der Leitung D zugeordnete Elektrode von Wasser auf Dampf wechselt und ein Umschalten des Kontaktes D6 bewirkt, wodurch der Widerstand 7 überbrückt und die volle Leistung dem Speisepumpenmotor 6 zugeführt wird. Der Wasserspiegel beginnt nun zu steigen, bis D auf Wasser zurückgeht, wodurch der Pumpenmotor 6 auf die halbe Leistung zurückgeschalten wird. Falls die höhere Belastung bestehen bleibt, wird D weiterhin zwischen Wasser-und Dampfbedingungen umschalten, wodurch der Wasserspiegel sehr nahe an dem Niveau D verbleibt. Falls die Belastung unter den Durchschnitt fällt, wird der Wasserspiegel ansteigen, bis C von Dampf auf Wasser umwechselt, so daß 06 den Pumpenmotor 6 von der halben Leistung abschaltet. Wenn nun wieder die Belastung bestehen bleibt, wird der Wasserspiegel in der Kesseltrommel nahe an dem Pegel C verbleiben.

Sollte die Belastung nun über die Kapazität des Heizkessels ansteigen oder sollte die Speisepumpe ausfallen, wird der Pegel, nachdem er D unterschritten hat, fallen, bis die Elektrode, die mit der Leitung E verbunden ist, von Wasser auf Dampf wechselt. Zu diesem Zeitpunkt .ist die +Seite der Speisespannung (welche bereits mit dem linken festen Schaltstück von E4 durch D4 in der Dampf position verbunden wurde) mit dem bewegbaren Schaltstück von E4- verbunden und von da über eine Trenndiode 9 mit einer Not auslös eleitung 10 verbunden, welche üblicherweise vorgesehen sein kann, um einen HauptStromkreisunterbrecher 11 zu erregen und den Heizkessel abguschalten.

- 11 309848/1098

Obgleich es unwahrscheinlich, ist, so kann es dennoch vorkommen, daß eine Störung bei der "Hydrastep"-Meßlehre das mit der Leitung E verbundene Relais dazu veranlaßt, in der "Wasser"-Stellung zu kleben. In diesem Falle hat der Kontakt D5 bereits das linke feste Schaltstück von F5 erregt und da der Pegel weiter fällt, wird die Leitung F eventuell "Dampf" sehen. In diesem Falle wird F5 den HauptStromkreisunterbrecher 11 über die Diode 12 und die Notauslöseleitung 11 betätigen und den Heizkessel wiederum abschalten. Ebenso wird für den Fall, daß das mit der Leitung D verbundene Relais in der "Wasser"-Stellung hängen bleibt, eine Auslösung über die Kontaktsätze EJ? und F4-, eine Trenndiose 13, die Auslöseleitung 10 und den Hauptstromkreisunterbrecher 11 herbeigeführt.

Sollte andererseits eineStörung bei dem Speisepumpenmotorregler eintreten, derart, daß Wasser in den Heizkessel 20 mit einer größeren Geschwindigkeit zugeführt als Dampf durch die Belastung entzogen wird, wird der Pegel nach Erreichen des Pegels C kontinuierlich ansteigen. Wenn das Wasser an dem Niveau B erscheint, wird der Heizkessel durch die Kontakte 05 und B5, eine Diode 14, die Notauslöseleitung 11 und den Hauptstromkreisunterbrecher 11 abgeschalten. Falls zur gleichen Zeit das mit der Leitung B verbundene Relais auf Dampf hängen bleibt, könnte diese Auslösung nicht eintreten und der Pegel würde wäter bis kurz vor A ansteigen. Wenn A5 umschaltet, ist der Auslösekreis über C 4, A5 und die Diode 15 hergestellt. Falls wiederum das mit der Leitung 0 verbundene Relais auf Dampf hängen bleibt, was ein mögUcher Grund für die Weiterförderung der Pumpe sein könnte, wird eine Auslösung über B4, A4- und die Diode 16 eintreten.

Der Fachmann wird feststellen, daß die Trenndioden 9 und 12 bis 16 in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und ebenso die Trenndioden, die in gewissen anderen Formen der Vorrichtung^

309848/1098

die weiter unten· beschrieben sind, verwendet werden, um alle unerwünschten Schaltungszwischenverbindungen zu vermeiden. Es ist ebenso erkennbar, daß bei verschiedenen Typen und Anordnungen, bei denen eine logische Trennung untrennbar verbunden ist, Trenndioden nicht verwendet werden müssen.

In der Praxis ist es wahrscheinlich, daß Kontakte C6 und D6 die Speisenpumpengeschwindigkeiten über Nebenrelais innerhalb der Motorreglereinheit regeln, jedoch bleibt die Überwachungswirkung durch O-und D-Relais noch wirksam, wie dies beschrieben wurde. IP al3s erforderlich, kann ein Brennst off Strömungsregler mit der Speisewasserströmung für bestimmte Anwendungsfälle gekoppelt sein. Eine genauere Regelung kann durch Hinzufügen einer oder mehrerer Elektroden an Zwischenpegeln zwischen C und D erreicht werden, was von der Anzahl der verfügbaren Stufen bei der Regelung der Motorgeschwindigkeit abhängt.

Ein solches System hat sich als betriebssicher im Bezug auf einen Anlage- oder Instrumentenausfall gezeigt und ebenso in Bezug auf ein Teilversagen der Meßvorrichtung. Das System ist dadurch betriebssicher, daß die Hauptkesselzuführung unterbrochen wird, falls der Wasserspiegel zu hoch oder zu niedrig ist. Um jedoch eine Sicherung gegen ein falsches Auslösen aufgrund eines Versagens der Anlage zu erhalten, wird die Zuführung nur dann unterb' chen, falls die Hoch- oder Niedrigwasserpegelanzeige irgendeines Sensors durch einen anderen bestätigt wird. Auf diese Weise wird die Heizkess el zuführung nur unterbrochen, falls zwei mit den Leitungen A, B und 0 verbundenen Elektroden Wasser oder, falls zwei der mit den Leitungen D, E und 3? verbundenen Elektroden Dampf anzeigen.

Es ist üblich, in Fällen, in denen eine extreme Zuverlässigkeit gefordert wird, die wichtigen Instrumente zu verdoppeln oder zu verdreifachen und zwar oft im Ausmaß der Anwendung

- 13 309848/109 8

einer "Zwei-aus-Drei"-Philosophie. Durch, die "Verwendung ähnlicher Logiksysteme unter Verwendung von zwei Instrumenten, wird beansprucht, daß die Zuverlässigkeit zumindest entsprechend einem "Zwei-aus-Drei"-System erreicht werden kann.

Anhand eines zweiten Beispieles einer Störungsbestätigung gemäß der Erfindung, wird ein Vakuumkondensator desjenigen Typs betrachtet, der dazu verwendet wird, den Abdampf einer Kraftwerksturbine aufzunehmen. Ein solcher Kondensator arbeitet unter Vakuum, um bis zu 6 t Dampf pro Minute im Falle eines modernen 500 MW-Generators zu kondensieren und in den Heizkessel zurückzuführen. Falls das Wasser nicht aus dem Kondensator genügend schnell abgezogen wird, steht ungefähr

1 Minute für das Ergreifen einer Abhilfe zur Verfügung, nachdem das Wasser die Hochwassermarke überschritten hat.

Andererseits, muß für den Fall, daß die Einheit aufgrund eines falschen Alarmes geschalten wird, die durch den Generator nicht erbrachte Leistung durch die Verwendung einer weniger wirksamen Anlage mit entsprechender finanzieller Einbuße ergänzt werden. Der Hochpegel-Alarm und/oder die Notauslöseanordnungen müssen für ein derartiges Beispiel sowohl gegenüber einer Fehlleistung der Meßanlage als auch der Betriebsanlage so sicher wie möglich sein.

Fig. 2 zeigt eine der vielen möglichen Anordnungen eines derartigen Kondensators mit einem Steuer- und Alarmsystem gemäß der Erfindung, wobei wiederum ein Mehrfachbinärsystem für die Messung, wie z.B. das "Hydrastep"-System, verwendet. In Fig.

2 ist das dargestellte System ein Zwillings-"Hydrastep". Der Kondensator weist einen Kessel 20 in Verbindung mit einem ersten Druckkessel 21 auf, der mit Elektroden A, B, C und D versehen ist, die in absteigender Reihenfolge an bestimmten

- 14 309848/1098

Höhenlagen angeordnet sind, wobei sich alle über dem normalen Wasserspiegel befinden.Weiterhin steht der Kessel mit einem zweiten Druckbehälter 22 in Verbindung, der Elektroden a, b, c und d aufweist, die in der gleichen Höhe wie die Elektroden in dem Behälter 21 angeordnet sind. Trennventile 23, 24·, 25 und 26 sind in dem Leitungsnetz, das den Kessel 20 mit jedem der Behälter 21 bzw. 22 verbindet, angeordnet, so daß sowohl" die Wasser- als auch die Dampfverbindungen geschlossen werden können, um Instandsetzungsarbeiten an einem der Behälter zu erleichtern, während die Einheit arbeitet. Eine Alarmlogikschaltung ähnlich derjenigen gemäß Fig. 1 und entsprechend derjenigen in der GB-PS 1 056 032, kann für jeden der Behälter 21 und 22 vorgesehen sein. Zusätzlich wird angenommen, daß die Niveauvergleichslogik, entsprechend Fig. 4- der GB-PS 1 257 737 für zusammenfallende Niveaus ebenfalls vorgesehen ist. Die Auswirkungen einer Leitungsnetzblockierung oder einer Behälterundichtigkeit sind das Gegenteil von demjenigen, was für den Kessel gemäß der GB-PS 1 257 737 erläutert wurde, d.h. der fehlerhafte Behälter wird weniger anzeigen als er sollte anstatt höher, da der Kondensator anstelle von Druck unter Vakuum steht. Aus Gründen der Einfachheit und da sie nicht einen Teil der vorliegenden Erfindung bilden, werden weder diese beiden Fehleralarmschaltungen noch die Anzeigeschaltungen in Fig. 2 dargestellt.

Bei einem Elektrizitätswerk kann angenommen werden, daß zwei oder mehr Stromquellen für wesentliche Instrumente zur Verfügung stehen. In diesem Falle ist eine erste und eine zweite getrennt voneinander abgesicherte Stromquelle X und Y zusammen mit einem Hilfsnetz Z in Form eines Wechselrichters vorgesehen, der durch die Amts-Auslösebatterie betrieben wird. Die X_T Y-oder Z-Stromquelle ist in VorzugsOrdnung durch ein Oder-Tor ausgewählt, welches eine herkömmliche Anordnung üb-

309848/1098

licherweise von Hochleistungsrelais ist, wie dies im allgemeinen in Elektrizitätswerken zur Verfügung steht. Diese ausfallsichere Stromquelle wird verwendet, um in getrennter Weise alle vier Teile 31, 32, 33 und 34»in welche die "Hydrastep"-Schaltungen unterteilt sind, zu steuern, derart, daß die Schaltung 31 nur die Elektroden A und C usw., wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, betrifft. Der Ausfall irgendeines Schaltungsteiles führt, aufgrund seiner Verbindung zu verschiedenen Höhenlagen zu der Betätigung eines Vorrichtungs-Fehler-Alarmsystems, wie es beispielsweise in der GB-PS 1 056 032 beschrieben ist, jedoch bleibt der Rest der "Hydrastep"-Vorrichtung im normalen Betrieb.

Wie dies nun näher erläutert wird, sind eine Anzahl von Gültigkeit skontroILschaltungen bzw. Bestätigungsschaltungen, von denen jede aus einer Zweieingangs-Und-Schaltung und einer Trenndiode besteht, angeordnet, um bestätigte Hochwasserpegel-Warnalarmsignale zu liefern.

Falls aufgrund einer Fehlfunktion einer Hilfsanlage (z.B. Ausfall der Wasserabzugspumpe) der Wasserpegel von dem normalen Pegel 35 bis zu demjenigen der untersten Elektroden ansteigt, sollten sowohl D als auch d "Wasser" anzeigen. Mit logischen Ausdrucken ausgedrückt bedeutet dies, daß bei einem Wechsel eine Elektrode von Dampf auf Wasser ihre Ausgangsinformation von einer logischen Null sich in eine logische Eins ändert (dies entspricht dem Wechsel von einem Dampf- zu einem Wasser-Relaiskontakt, wie dies im Zusammenhang mit dem ersten Beispiel beschrieben wurde). Bei geringen Pegelunterschieden zwischen den Behältern 21 und 22 werden die «Eins von D und d im wesentlichen gleichzeitig auf die beiden Eingänge der Und-Schaltung 36 gegeben, die sich gegenseitig bestätigen und die Schaltung in die Lage versetzen, ein bestätigtes Ausgangssignal über die Trenndiode an eine Hochpegel-Warnvorrichtung 38 zu

- 16 3098Λ8/1098

liefern. Falls elektromagnetische Relaiä-Schaltungen verwendet sind, entspricht die Betätigung der Und-Schaltung 36 beispielsweise der Betätigung des Kontaktsatzes B4 und A4- in dem ersten Beispiel, d.h. beide Eingangsgrößen müssen eine logische Eins auf Wasser für die Betätigung der Schaltung sein.

Falls Jedoch der Behälter 22 aus Gründen der Wartung abgeschaltet ist, erzeugt d keine Eins. Die Wirkung eines Lecks in dem Behälter 22 ist ähnlich, insofern als der Wasserspiegel in diesem Behälter absinken würde. Ein Instrumentenfehler könnte bei d bestehen derart, daß d bei der Null-Bedingung verbleibt. Für jede der beiden Möglichkeiten muß die Eins von D noch durch Mittel bestätigt werden, bevor ein Alarm gegeben werden kann. Falls der Pegel zu steigen anhält, wird C eine Eins erzeugen und eine Und-Schaltung 39 wird daher arbeiten. Wenn der Behälter 21 außer Betrieb ist, kann eine Eins bei d durch eine Eins bei c durch eine Und-Schaltung 40 bestätigt werden. Das Zusammenfallen der Eins von C und d (Und-Schaltung 41) oder von c und D (Und-Schaltung 42) macht das System "ausfallbetriebsfähig", wenn entweder D oder d bei Hull hängen bleibt. Bei einer Störung sowohl von D als auch von d wird eine Und-Schaltung 43 die Eins sowohl von C als auch von c aufnehmen. Obgleich dieses System weiter ausgedehnt werden könnte, um selbst mehrere zusammenfallende Fehler durch den Einschluß der Pegel Γ und b zu berücksichtigen, ist es wahrscheinlich, daß die zur Verfügung stehende Zeit durch die Zeit, bis der Pegel B erreicht ist, zu sehr verkürzt wird, als daß ein wirksamer Eingriff von Hand, wie z.B. das Anfahren einer Reserveabzugspumpe, falls vorhanden,oder die entsprechende Verminderung der Generatorbelastung und der Heizkesselleistungsabgabe vorgenommen werden könnte (obgleich ein automatischer Eingriff, der die gleiche Logik verwendet, vielleicht nützlich sein könnte). Eine nachfolgende automatische Abhilfe muß deshalb beim Pegel B eingeleitet werden

- 17 309848/1098

und bei diesem Beispiel wird angenommen, daß diese Abhilfe in einem vollständigen Abschalten des Generators und des zugeordneten Heizkessels besteht, bevor eine Zerstörung der Turbine eintritt.

Wie dies weiter unten noch erläutert wird, umfaßt das in Fig. 2 dargestellte System eine Vielzahl von Gültigkeitskontrollschaltungen bzw. Bestätigungsschaltungen, von denen jede aus einer Dreieingangs-Und-Schaltung und einer Trenndiode besteht, die angeordnet sind, um bestätigte Hochwasserpegel-Notauslösesignale zu liefern.

Bei normalen Umständen liefern die Pegel B und b im wesentlichen gleichzeitig eine logische Eins, Jedoch müssen zur Vermeidung der Möglichkeit einer Falschauslöse (was beträchtlich ernsthafter als ein falscher Alarm ist) beide diese Eins auch durch eine Eins von dem Pegel 0 bestätigt werden, der aus Sicherheitsgründen einer gesonderten elektronischen Schaltung (Schaltung 31) entweder von B (Schaltung 32) oder b (Schaltung 34) zugeordnet ist. Falls diese drei logischen Eins vorhanden sind, liefert eine Und-Schaltung 44 ein bestätigtes Ausgangssignal an eine Leitung 45, um den Generator abzuschalten und dem Bedienungsmann anzuzeigen, daß eine Notmaßnahme ergriffen wurde. Bei einem Fehler bei C empfängt eine Und-Schaltung 46 logische Eins von B, b und c. Ähnliche selbstbestätigende Kombinationen (b, C, c und B, G, c) sind bei den Und-Schaltungen 47 und 48 vorhanden. Um Bedingungen zu berücksichtigen, wenn eine der zwei separaten "Hydrastep"-Schaltungen gleichzeitig außer Betrieb sind, werden die Pegel A und a zur Bestätigung herangezogen. Falls z.B. der Behälter 22 aus Gründen der Wartung abgeschalten und leer wäre, würde die Und-Schaltung 49 A, B und C des Behälters 21 aufnehmen oder falls der Behälter 21 abgeschalten wäre, würde die Und-Schaltung 50 a, b und c aufnehmen. Andere Möglichkeiten, wenn zwei

- 18 τ 309848/1098

von vier Schaltungen ausfallen, sind a, B, c (Und-Schaltung 5"I) und A, b, C (Und-Schaltung 52). Für den unwahrscheinlichen Fall, daß drei einzelne Elektrodenkanäle gleichzeitig "bei Dampf hängenbleiben, könnte eine Auslösung noch über a, B₁, G (Und-Schaltung 53) A, B, c (Und-Schaltung 54), A, b, c (Und-Schal-. tung ^) oder a, b, C (Und-Schaltung 56) bewirkt werden. Es ist selbstverständlich ebenso unwahrscheinlich, daß drei der sechs oberen Kanäle gleichzeitig bei Wasser hängenbleiben, obwohl, falls dies eintreten sollte, würde sich eine Fehlbetäti-• gung ergeben. In diesem besonderen Beispiel wird es als weniger schwerwiegend angesehen, falls eine Falschauslösung eintritt, als wenn eine erforderliche Auslösung ausbleibt und die Logik ist so entworfen worden, daß sie die gleiche Vorbedingung aufweist. Wenn das Gegenteil der Fall wäre, so könnte dies in der Logik durch Vermehrung der Eingangskombinationen für jede· Schaltung bis auf vier berücksichtigt werden, d.h. daß man drei Bestätigungen für jeden einzelnen Eingang anstelle der zwei Bestätigungen pro Eingang vorsieht, die in dem automatischen Auslöseteil dieses Beispiels gegeben sind.

Instrumentenrelais mit sechs Kontakt sät ζ en, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, sind im Handel erhältlich und in der "Hydrastep"-Flüssigkeitsspiegelanzeigevorrichtung als Standardausrüstung vorgesehen. Die in Fig. 2 gezeigte größere Anzahl von Vergleichen kann durch Verwendung von Ergebnissen anderer Vergleiche vermindert werden; beispielsweise kann der C und c Vergleich der Schaltung 43 bei den Schaltungen 47 und 48 verwendet werden, um die erforderlichen Verbindungen zu reduzieren. Festkörperlogikformen, wie integrierte Halbleiterschaltungen, können gegenüber Relais schaltungen bei vielen Anwendungen dieser Art Vorteile bringen. Dies umfaßt die Einfachheit der Ausführung der großen Anzahl von in Fig. 2 gezeigten überflüssigen Vergleichen, um eine Sicherheit gegen den Ausfall von irgendeiner Schaltung zu gewährleisten, wobei diese Ausführung

- 19 309848/1098

in der Praxis einfacher ist als bei Verwendung von Relais.

nhand eines dritten Beispieles einer Bestätigung gemäß der Erfindung wird eine Anordnung zum Schutz einer Mitteldruckturbine bei einem großen Turbogenerator gegen die zerstörenden Effekte von Wasser im Abzapfdampf beschrieben. Es ist bekannt, einen Teil des Dampfes, welcher bereits durch eine Hochdruckturbine gegangen ist und wieder erwärmt wurde, zum Betrieb anderer Hilfsgeräte, wie z.B. von Turbinenspeisewasserpumpen und die Vorheizung von Speisewasser mit Hilfe von Wärmetauschern zu verwanden. Abgesehen von dem möglichen Anfall von Kondensat in Abdampf leitungen, insbesondere während des Anfahrens, kann es vorkommen, daß bei einem Wärmetauscher ein Leck eintritt. Der Druck in den Abdampf leitungen für den Mitteldruckbetrieb liegt üblicherweise im Bereich von 70 at, während der Druck auf der Speisewasserseite des Wärmetauschers über dem Betriebsdruck des Heizkessels, d.h. über 175 at liegen muß. Bei einem Leck in bedeutenden Bereichen kann das Wasser in der Abzapfdampfleitung zurückgedrängt werden und eine Beschädigung der Mitteldruckstufe der Turbine hervorrufen.

Fig. 3 zeigt eine Abänderung eines bestehenden U-förmigen Schleifenrohres 61 in einer Abzapfdampfleitung 62 mit dem üblichen Abzapfventil 63 und der Steuereinrichtung 63' hierfür, wobei Wasserpegel-Abfühlelektroden A und B bei 64 übereinander an einer Seite des Bodens des U-Bogens und Elektroden a und b in gleicher Weise bei 65 an der anderen Seite des Bodens des U-Bogens angeordnet sind. Ein Abzapfdampfeinlaßventil 66 überwacht den Eintritt von Ab zapf dampf in das' Schleifenrohr, wobei das Ventil durch eine «Steuereinrichtung 66' betätigt wird. Sensor-Schaltungen 67 und 68 werden über ein Oder-Glied 69 von verschiedenen Stromquellen X, Y und Z, wie bei der Anordnung nach Fig. 2, gespeist.

- 20 3098A8/1098

Falls angenommen wird, daß eine geringe Kondensation während des Anfahrvorganges auftritt, so wird sich dieses Kondensat am Boden des U-Bogens sammeln und möglicherweise eine der Elektroden B oder b veranlassen, Wasser anzuzeigen. Die sich ergebende logische Eins entweder von B oder von b betätigt ein Oder-Glied 70, um eine Ausgangsgröße an eine Leitung 71 abzugeben, um dadurch einen ersten "Wasser-im-Abzapfdampf"-Alarm dem Bedienungsmann anzuzeigen und eine automatische Öffnung des Dampfabzapfventils 63 über die Steuereinrichtung 63 zu veranlassen und das Kondensat abzuführen. Wenn der Pegel derart fällt, daß sowohl B als auch b wieder Dampf anzeigen, wird der Alarm unterdrückt und das Abzapfventil wird automatisch geschlossen.

Die gleiche Arbeitsfolge mit dem sich wiederholenden Zyklus des Öffnens und Schließens beansprucht ein kleines Leck in einem Wärmetauscher, wenn sich Wasser aus dem Leck ansammelt. Die regelmäßig wiederkehrende Arbeitsweise des ersten Alarms, bis der Anfahrvorgang beendet ist, ist bezeichnet für ein solches Leck. Während jedoch die Wirkung dieses Lecks durch die automatische Betätigung des Abzapfventiies gesteuert werden kann, kann es unerwünscht sein, einen weiteren Eingriff vorzunehmen.

Sollte das Leck größere Ausmaße annehmen und zwar soweit, daß der Wasserspiegel trotz des vollständig geöffneten Abzapfventiies 63 zu steigen anhält, so wird die Elektrode A oder a ebenfalls Wasser anzeigen, wenn ein gefährlicher Pegel erreicht ist. Falls angenommen wird, daß zur gleichen Zeit die Schaltung 68 aus Gründen der Wartung außer Betrieb ist, werden logische Eins von A und B zusammen eine Und-Schaltung

72 betätigen, welche ein Ausgangssignal über eine Trenndiode

73 zu einer Leitung 74- abgibt, das ein Abschalt-Warnalarm an den Bedienungsmann abgibt und automatisch das Abzapfdampf-

309848/1098

Einlaßventil 66 über die Steuereinrichtung 66' schließt, um zu verhindern, daß Wasser die Mitteldruckstufe der Turbine erreicht. In diesen lallen ist es nicht wünschenswert, daß das Einlaßventil 66 wieder automatisch geöffnet wird, falls der Pegel fällt; dies sollte nur von Hand durchgeführt werden, nachdem die Ursache des hohen Wasserspiegels ergründet und beseitigt worden ist. Eine ähnliche Arbeitsweise wird von den Elektroden a und b über eine Und-Schaltung 75 erhalten, falls die Schaltung67 außer Betrieb ist. Falls beide Elektroden B und b fehlerhaft sind, d.h. bei Dampf hängenbleiben, wird die erste Warnung nicht abgegeben und das Abzapfventil 63 bleibt geschlossen, jedoch ist das größere Eisiko durch A und a abgewehrt, die gleichzeitig an einer Und-Schaltung 76 auftreten, um das Einlaßventil 66 zu schließen.

Eine andere Anordnung kann so ausgebildet sein, daß nur B und b alleine arbeiten, während A und a in Reserve bleiben als zusätzliche Sicherheit, die einen möglichen Ausfall von B und b abdeckt. In diesem Falle arbeitet das Oder-Glied 70, wie weiter oben beschrieben, auf der Basis, daß es vernünftig ist zu erwarten, daß B Wasser vor b anzeigt (aufgrund von Ungleichheiten in der Lage oder Veränderungen des Wasserspiegels von einer Seite zur anderen) oder umgekehrt. Es ist dann wahrscheinlich, daß für den Fall, daß der Pegel ansteigt, sowohl B als auch b vor A oder a Wasser anzeigen und eine Und-Schaltung 77 (mit gestrichelten Linien dargestellt) kann in die logische Folge anbezogen werden. In diesem Falle wird A oder a nur benutzt, falls große Veränderungen zwischen den Pegeln an jeder Seite der U-Röhre eintreten, oder unter Fehler- oder Aufrecht erhaltungsb edxngungen bei der Abfühl einrichtung.

Bei jeder der vorhergehenden Logik bei der Vorrichtung nach Fig. 3 muß eine durch eine Elektrode erfolgte Wasseranzeige durch eine andere Elektrode bestätigt werden, bevor drastische

- 22 309848/10 98

Maßnahen eingeleitet werden können, jedoch ist die Anordnung so, daß ein maximaler Schutz für die Turbine vorgesehen ist.

Zusätzliche Wahlmöglichkeiten sind ebenso verfügbar (nicht dargestellt), wobei A durch b oder a durch B bestätigt ist, um für noch weitere Fehler in der "Hydrastep"-Vorrichtung zu sorgen, welche die vorhergehenden Auswahlsteuerungen ver-' hindern könnten.

IFig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Form einer automatischen liiedrigpegel-Auslöseanordnung, die auf einen Wasserpegel in einem Heizkessel anspricht, der typisch für einen Heizkessel in großen Kraftwerken ist.

In der GB-PS 1 257 737 ist beschrieben, wie eine Bestätigung von Wasserpegel-Abfühlausgangssignalen durch Anordnung eines Zwillings-Doppelmeßsystems erhalten werden kann, bei dem zwei Sätze von Sensoren an jedem Ende eines Heizkessels angeordnet sind, sowie durch Vergleich der elektrischen Ausgangssignale. Die Fig. 4 und 5 der beigefügten Zeichnung zeigen eine Möglichkeit der Anordnung einer Niedrigpegel-Auslöseeinrichtung unabhängig davon, ob alle Einrichtungen des Zwillings-Doppelmeßsystems zur Abführung des Pegels vorgesehen sind oder nicht. Das beschriebene System bietet den gleichen hohen Grad an Sicherheit gegen elektronische Fehler wie es mit dem vollständigen System erhältlich ist und benutzt die gleiche Bestätigungslogik und Auslöseschaltungen.

Für eine Niedrigwasserpegelauslösung bei einem Heizkessel in einem großen Dampfkraftwerk bestehen zwei betriebliche Zwangsbedingungen: Es ist notwendig, daß eine gewünschte Auslösung nicht eintreten darf, bevor der Wasserpegel auf den vorbestimmten Wert abfällt, um die geschlossene Steuerung des Anfahrens der Not Speisepumpe zu berücksichtigen, und eine ge-

- 23 309848/ 1098

wünschte Auslösung darf nicht verzögert werden, um ein Abfallen des Wasserpegels merklich unter den vorbestimmten Wert zuzulassen,da nur 14 Sekunden zur Verfügung stehen, in denen die Auslöseinstruktionen wirksam werden müssen. Bei einem großen Heizkessel können die Pegelunterschiede zwischen den beiden Trommelenden bis zu 250 mm ausmachen und es ist nicht annehmbar, eine Bestätigung zwischen zwei Behältern eines Pegelabfühlsystems an gegenüberliegenden Enden des Heizkessels vorzusehen, um zu bestimmen, daß eine Auslösung erforderlich ist. Die beiden oben erwähnten Zwangstedingungen können jedoch theoretisch auf den Wasserpegel in irgendeinem Punkt der Heizkesseltrommel angewendet werden, welcher in der Praxis als für den Pegel an beiden Enden anwendbar ist, damit das innere Rohrnetz nicht dadurch zerstört wird, daß es Dampfbedingungen ausgesetzt ist.

Bei der in E¹Ig. 4 dargestellten Anordnung sind zwei Behälter 81 und 82 gezeigt, die an einem Ende der Trommel eines Hochleistungskessels 83 vorgesehen und mit der Trommel durch von Ventilen überwachten Leitungen 84 verbunden ist, so daß der Wasserspiegel in den Behältern demjenigen in der Trommel entspricht, wobei jeder Behälter von dem T-Stoß durch identische Absperrventile und Leitungen sowohl an der Dampf- als auch an der Wasserseite getrennt ist. Der Behälter 81 umfaßt einen vollständigen Satz von Fühlelektroden A, B, C, D usw., während der Behälter 82 für die Gewährleistung der Sicherheit nur für die Niedrigpegelauslösung vorgesehen ist und aktive Elektroden nur an den vier untersten Stellen a, b, c und d aufweist. Zwei ähnliche Behälter können am anderen Ende der Trommel angeordnet sein, wie dies in der oben erwähnten GB-PS 1 257 737 beschrieben ist. Die Logikanordnung der Fig. 4 und 5 der vorliegenden Anwendung ist bei den beiden Behältern an einem Ende der Kesseltrommel anwendbar. Es wird angenommen, daß die Elektroden a, b, c, d, die in dem Behälter 82 vorgesehen sind, in der Höhe mit den vier untersten Elektroden A, B, C, D in dem Behälter 81

- 24 3098Α8/1Π98

übereinstimmen und der Auslösepegel 85 dort liegt, wo die Kanäle A und a von Wasser auf Dampf wechseln. Jeder Kanal weist ein zugeordnetes Vielkontaktrelais auf, welches den einen oder den anderen Zustand entsprechend der durch den Sensor festgestellten Bedingung annimmt.

Damit die Betriebskontrollen sicher sind, muß die Möglichkeit, daß ein Fehler im Fühlsystem in einem solchen Sinne auftritt, daß er eine ungewünschte Aktion auslöst oder eine gewünschte Aktion verhindert, durch Anordnung einer logischen Bestätigung für die Meßung abgesetzt werden. Um die Mannigfaltigkeit der Instrumentenfehler zu überdecken, die möglich sind, sind einzeln oder in Kombination eine entsprechende Mannigfaltigkeit von logischen Bestätigungen erforderlich.

Die Wahrscheinlichkeit eines Fehlez^s und insbesondere eines unentdeckten Fehlers von einer- Größe," die — 1 Pegelstufe übersciireitet, ist bereits extrem klein, vorausgesetzt, daß angezeigte Fehlleistungen sofort ausgeglichen werden -and keine Möglichkeit einer SüiraaieruBg zugelassen wird. Die beiden weiteren oben angegebenen Zwangsbedingungen erfordern jedoch eine absolute Genauigkeit der Pegelsansoren, da hier keine zulässige i'oleranz für den Pegel "besteht, an dem eine Auslösung erforderlich ist. Mit Hilfe von der in Fig. 4- dargestellten Bestätiget^logik kann diese absolute Genauigkeit bei Anwesenheit einer Fehlleistung in dem Fühlsystem, die einzeln auftritt, und ebenso für bestimmte Kombinationen von Fehlleistungen, die zusammenfallend auftreten, bereitgestellt werden und zwar unter der Voraussetzung, daß Vorkehrungen bei den Hochdruckteilen und der Hochdruckkonstruktion ergriffen werden, um sicherzustellen, daß die Pegel die gleichen sind wie in den beiden Abfühlbehältern.

Die Kanäle beim Behälter 82 sind zwischen zwei Netz einheit en X und Y angeordnet, die bereits den Behälter 81 versorgen_

309848/1098

derart, daß wenn A von X gespeist wird, a von Y, B von Z, b von X üb*., gespeist wird. Die Gesamtheit der acht Kanäle wird so von Jeder Netzeinheit gespeist. Vorausgesetzt, daß beide Netzeinheiten X und Y nicht gleichzeitig ausfallen, ist immer entweder bei A oder bei a Leistung in der erforderlichen Auslösehöhe vorhanden.

Die Logik für die normale Auslösebedingung, d.h. wenn alle Pegelsensoren in Betrieb und frei von Jeder Fehlleistung sind, wird A Dampf anzeigen, was durch a bestätigt ist, wo ebenfalls Dampf angezeigt ist und indem eine Und-Schaltung 90 betätigt wird, wird die Ausgangsgröße von der Schaltung 90 über eine Trenndiode 92 zu einer Niedrigwasser-Notauslöseleitung 91 weitergeleitet. A und a sind jedoch, da sie sich am untersten Niveau befinden, nicht einer zusätzlichen Bestätigungslogik unterworfen, die an anderen Pegeln oder Höhenlagen für die "Wasser-über-Dampf"-Philosophie anwendbar ist, um einen Fehlleistungsalarm der Vorrichtung abzugeben; beide können in der Weise ausfallen, daß Wasser ständig angezeigt wird, selbst wenn Dampf vorhanden ist, ohne daß ein Fehlleistungsalarm erzeugt wird. Es muß daher in der Logik eine Maßnahme getroffen werden, so daß eine solche Fehlleistung die gewünschte Auslösung nicht verhindert.

Für eine einzelne Fehlfunktion, in die ein elektronischer Ausfall entweder vonA oder von a oder von der Netzeinheit X bzw. Y einbezogen ist, die mit beiden in Verbindung steht, gibt eine Und-Schaltung bzw. ein Und-Glied (93 oder 94·) eine Bestätigung für a bzw. A durch B bzw. b. Falls ein Behälter abgeschalten ist, kann a bzw. A durch b bzw. B über ein Und-Glied 95 oder 96 bestätigt werden. Wenn der Behälter 81 und die Netzeinheit X beide abgeschalten sind, kann a durch c durch ein Und-Glied 97 oder wenn der Behälter 82 und die Netzeinheit Y abgeschalten sind, kann A und C zusammen ein Und-

- 26 309848/1098

glied 98 betätigen. In allen obigen Fällen ist die Auslöseschaltung schließlich nur dann vervollständigt, wenn der Wasserpegel unter den Pegel A oder a fällt, die nominell zusammenfallen.

Den Erfordernissen der oben erläuterten Zwangsbedingungen kann daher Rechnung getragen werden, wenn sich die Vorrichtung in vollem Betriebszustand befindet, wenn irgendeine Fehlfunktion eintritt und in einigen Fällen, wenn zwei Fehlfunktionen gleichzeitig auftreten.

Für zwei gleichzeitige Fehlfunktionen, die zwischen sich beide Kanäle A und a einbeziehen, muß eine Auswahl getroffen werden, ob es unabhängig von den eintretenden Konsequenzen angenommen werden kann, wenn der Generator überhaupt nicht ausgeschalten wird oder ob die gewünschte Auslösung vor dem B/b-Pegel unter diesen Umständen zugelassen wird, wie dies durch die zusätzlichen Und-Glieder 99 und 100 mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Das Glied 99 bzw. 100 sorgt für die Abschaltung des Behälters 81 und der Netz einheit Y bzw. des Behälters 82 und der NetJaeinheit X. Sie können als automatische Relais ausgeführt sein, die dazu bestimmt sind, zu arbeiten, wenn die entsprechende Netzeinheit ausfällt, wobei sich die Relais in Reihe mit Schloßkontakten befindet, die die Behältertrennwerte einstellen. Es ist selbstverständlich höchst unwahrscheinlich, daß bei einer verantwortungsbewußten Wartung zwei Fehlfunktionen und eine Betriebsanlage-Fehlfunktion eine Auslösung erfordern, wobei alle drei Funktionen gleichzeitig eintreten.

Die in Fig. 4- aufgezeigte Logik, die Auswertefaktoren umfaßt, welche sich auf mögliche weiter oben erläuterte Fehlfunktionen beziehen, kann durch die Schaltung gemäß Fig. 5 realisiert werden, welche die bei jedem der Niveauabfühl-Kanalrelais verwendbaren Vielkontaktsätze verwendet. Von den sechs Kontakt-

- 27 30984B/1098

Sätzen wird Satz Nr. 1 für die Anzeige und die Sätae 2 und für einen Fehlleistungsalarm verwendet, wie bei der Anordnung nach Fig. 1 und die Sätze 4-, 5 und 6 sind für logische Operationen verwendbar. Gemäß Mg. 5 sind die Sätze 4 und 5 nur von Jedem betreffenden Kanal für die Logik zusammen mit vier zusätzlichen Relais ELV1, RLV2, RIA und RLY, jeweils mit drei Wechselkontaktsätzen ausgerüstet und zwei einpolige Wechselschloßkontakte KS1 und KS2 erforderlich.

Die Schlüssel zu den Schleusen für die Abstellventile für jeden Behälter 81 und 82 sind normalerweise in dem Schloßkontakt KS1 für den Behälter 81 und in dem Schloßkontakt KS2 für den Behälter 82 gespeichert und so angeordnet, daß der geeignete Schlüssel nicht entfernt werden kann, um die Abstellventile zu betätigen, ohne daß der Schloßkontakt nach "Aus" gedreht wird. Wenn, unter Bezugnahme auf Fig. 5» der Schloßkontakt KSI nach "Aus" gedreht wird, um den Schlüssel auszulösen, wird das Relais RLV1 erregt, das über seine Kontakte V1b einen VI-Behälterstörungsalarm abgibt. Eine ähnliche Anordnung ist für den Behälter 32 vorgesehen.

Mit beiden Behältern "Ein" ist die logische Vergleichsschaltung zwischen den Behältern (wie in der GB-PS 1 257 737 erläutert) im Kreis: Dies ist geändert worden, um im Falle des Eintretens einer Behälterstörung anzuzeigen, welcher der beiden Behälter die Störung aufweist. Der gestörte Behälter wird einen höheren Pegel anzeigen als der intakte Behälter und dies wird durch den Vergleich der Pegel D und c oder d und C bestimmt , während der Wasserpegel in der Heiztrommel in Richtung auf den Auslösepunkt fällt. Daher ist .der ,Behälter 81 gestört, falls der Pegel c des Behälters 82 Dampf anzeigt, während der höhere Pegel D des Behälters 81 noch Wasser anzeigt und das Relais RLV1 wird von der Auslösezuführungsleitung durch KS2, IW- bei "Wasser" und c4 bei "Dampf" erregt.

309848/1098

In ähnlicher Weise wird für C beim Behälter 82 auf "Dampf" RLV2 erregt, während d am Behälter 82 "Wasser" zeigt.

Da der gestörte Behälter unter der Annahme, daß das Leck oder die Verstopfung als zu dem Behälter 81 gehörig festgestellt wurde, sofort nach dem Schließen der Abstellventile entleert werden kann,bewirkt die Extraktion des Schlüssels zu den Ventilen das Umschalten von KS1 auf "Aus", was dann das Relais KLV1 betätigt hält. Das Ablassen des Behälters 81 würde jedoch bedingen, daß C4 auf "Dampf" übergeht und dabei eine falsche Betätigung des V2-Störungsalarmes auslösen würde, was durch Abschalten der Vergleichsschaltung d4-/C4 bei KS1 vermieden wird ^ wenn der Abstellventilschlüssel zum Behälter 81 entfernt ist. Wenn beide Behälter abgeschalten sind, sind beide Vergleichsschaltungen außer Betrieb.

Wenn beide Behälter korrekt arbeiten, ist die Auslösespeisung über V1a und V2a in Eeihe verbunden, um den A4—Kanal vorzubereiten, so daß, wenn A4 und a4 auf "Dampf" übergehen, das Hauptauslöserelais ELT erregt ist. Falls sowohl A als auch a bei "Wasser" hängenbleiben, könnte eine Auslöseverbindung noch erzielbar sein, wobei V1b dazu verwendet wird, Y1 vorzubereiten: Vorausgesetzt, daß die Netzeinheit Y eingeschaltet ist und den Kanal B speisen kann, ist Y1 erregt, um B4-vorzubereiten, wodu ^h eine Auslösung über B4 und sowohl A5 als auch a5» je nachdem, was gerade erreichbar ist, durchführbar ist. Parallel zu diesem Weg könnte V2b und X1b4- vorbereiten, wobei wiederum A5 oder a5 verwendet wird, um die Auslösung zu vervollständigen. Ein Weg ist deshalb verfügbar, falls einer der Behälter abgeschalten ist.

Falls die Nätzeinheit Y ausgefallen ist, sind sowohl B4· als auch a5 unwirksam: Y1 ist deshalb angeordnet, um in diesem Falle 05 vorzubereiten und die Auslösung über A5 zu vervoll-

- 29 309848M098

ständigen, wobei beide durch, die Netzeinheit X versorgt werden. Parallel zu diesem Weg "befindet sich V2b, X1, b4 und A5, die einen Ausfall des C- oder b-Eanales ebenso wie der Netzeinheit Y berücksichtigen. Eine ähnliche Anordnung ist verfügbar, um einen Ausfall der Netzeinheit X anstelle von Y durch B4 und aj? oder durch c5 und a5 zu berücksichtigen.

Falls nur der Behälter 81 ausgeschalten ist, kann eine Auslösung entweder über b4 und a5 oder c5 und a5 durchgeführt werden, was davon abhängt, ob die Netzeinheit X in Betrieb ist oder nicht. Wenn nur der Behälter 82 ausgeschalten ist, steht B4 und A5 oder 05 und A5 in Abhängigkeit von Y1 zur Verfügung.

Bei all dem vorher Gesagten tritt die Auslösung nur dann ein, wenn A oder a von Wasser auf Dampf wechselt.

Falls erforderlich, kann die Wahlmöglichkeit-vorgesehen sein, eine Auslösung beim Pegel b oder B nur dann zu gestatten, falls sowohl der Behälter 81 als auch die Netzeinheit Y oder der Behälter 82 zusammen mit der Netzeinheit X abgeschalten sind. Für den ersten dieser Doppelstörungen, V1 aus, wird festgestellt durch die Verbindung der Auslösezuführung durch die V1b zu Vi-Störungsalarmleitung. Vorausgesetzt, daß der Behälter 82 eingeschaltet ist, verbindet V2c Y2 mit der V1-Störungsalarmleitung, welche bei ausgeschalteter Netzeinheit Y die Folge nach X2 fortsetzt, was wiederum eingeschaltet sein muß, um d5 in Bereitschaft für eine Auslösung zu versetzen, um durch b5 vervollständigt zu werden. Für einen abgeschalteten Behälter 82 zusammen mit der Netzeinheit X kann eine ähnliche Auslösung durch V2b, V1c, X3, Y3, D5 und B5 durchgeführt werden.

Nur in diesen beiden Fällen braucht die ursprüngliche Spezifi-

- 30 -· 309848/1098

zienuig nachgelassen zu sein und dann nur kann für diese Störungskombinationen weder A noch a zur Verfügung stehen.

Das oben beschriebene logische System liefert eine gewünschte Niedrigpegelauslösung mit absoluter Genauigkeit der Pegelbestimmung, die nur durch die Genauigkeit der Elektrodenanordnung und die Behälter-Fehlerverteilung begrenzt, die beide konstant sein sollten. Diese Genauigkeit wird bei Anwesenheit Jeder elektronischen Störung und bei einigen doppelten elektronischen Störungen aufrechterhalten, wodurch ein extrem hoher Grad an Sicherheit gegen eine Fehlfunktion bei der Messung geboten ist. Die Einrichtung besteht auch für die Installation, Wartung und Eeparatur außer für die doppelten Schleusenventile, für jeden Teil des Niedrigpegel-Auslösesystems, ohne Störung für eine gewünschte Niedrigpegelauslöse und bei unter Belastung befindlichem Heizkessel.

Weitere nun unter Bezugnahme auf die Fig. 6, 7» 8 und 9 zu beschreibende Ausführungsformen der Erfindung sind als "Hydrateet"-Systeme bekannt und werden nachfolgend in dieser Weise bezeichnet. Diese Systeme sind in erster Linie für die Lieferung einer bestätigten Anzeige vorgesehen und zwar ob der Wasserpegel an einer bestimmten Stelle in einer Abzapfdampfleitung, einem Oberflächenspeiseheizer, einem Kondensator, einem Heizkessel oder irgendeinem Bauteil einer Dampfanlage höher ist als der vorbestimmte Pegel, obgleich es erwähnt werden sollte, wie dies weiter unten noch näher erläutert wird, daß die Systeme leicht angepaßt werden können, um entgegengesetzte Anzeigefunktionen vorzunehmen, und zwar ob der Wasserpegel unterhalb einem vorbestimmten Pegel sich befindet.

Die Systeme mit den in den Fig. 6, 8a und 8b gezeigten Elektrodenanordnungen sind als "Hydratect"-I bzw. II bzw. III bezeichnet. Die Systeme I, II und III verwenden zwei, vier

309848/1098

bzw. aclit Elektroden. Jedes System verwendet eine einfache Bestätigung bei zusammenfallenden Pegeln zusammen mit einer zunehmenden sicheren quer- und folgeabhängigen Bestätigung für die Systeme II bzw. III. Die Elektronikschaltungen für {jedes System sind ähnlich, wobei (jeder Satz von Elektroden mit einem Normalgrundmodul und eine entsprechende Gruppenlogik mit Ausgangsgrößen von den Grundmodulen versorgt werden. Es wird angemerkt, daß für jede spezifische Verwendung bei Abdampf leitungen oder Speiseheizern, die !fragen, ob eine automatische Steuerung von Pumpen oder Ventilen erforderlich ist oder nicht und ob eine ungewünschte Operation ein Abschalten der Anlage hervorrufen kann oder nicht, sowohl die Auswahl des Systems als auch die ausgewählte Logik für das System beherrscht. Je einfacher das System gewählt wird, umso weniger spitzfindig kann die Bestätigung sein, die bis zu einem bestimmten Grad eine höhere Wahrscheinlichkeit des Eintretens einer "unerwünschten Aktion" oder einen Ausfall zur Erzielung einer "gewünschten Aktion" ergibt. Diese beiden Parameter sind bis zu einem gewissen Ausmaß untereinander auswechselbar, so daß im allgemeinen eine verbesserte Zuverlässigkeit beispielsweise für eine "gewünschte Auslose" auf Kosten einer geringeren Sicherheit gegen eine "unerwünschte Auslöse" oder umgekehrt erreicht werden kann. Die besondere Vorbedingung,' die bei der ausgewählten Hydrateet-Logik erforderlich ist, wird im allgemeinen durch wirtschaftliche Faktoren bestimmt, die mit dem Ausfall der Anlage im Verhältnis zu der Zerstörung der Anlage zusammenhängen, was wiederum von dem vorgesehenen Meßpunkt und der erwarteten Wirkungsweise anderer zugeordneter Steuervorrichtungen zusammenhängt. Jedes Xraftweik muß daher in Verbindung mit seinem gewählten Meßpunkt einzeln in Bezug auf die Vorbedingung betrachtet werden, welche bei (jeder Steuerlogikausgangsgröße angewendet werden muß. Je höher die Ordnung des "Hydrateet"-Systems ist, die für eine bestimmte Anwendung gewählt wurde, umso weniger wichtig ist die logische Vorbedingung

- 32 3Ö9848M098

einfach, deshalb, weil die größere Anzahl von möglichen Querbestätigungen eine größere Sicherheit in beiden Richtungen bietet.

Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen. Diese zeigt eine schematische Form eines "Hydratect-I"-Systems. Ein Paar Elektroden 110, 111 sind auf dem gleichen Pegel in einem beliebigen Behälter 112 angeordnet, der beispielsweise ein Heizkessel, ein Kondensator, ein Oberflächenspeiseheizer oder ein Teil einer Abzapfdampfleitung sein kann. Jede Elektrode 110, 111 ist durch eine Leitung 113, 114- mit einer getrennten Diskriminatorschaltung 118, 119 mit hoher Eingangsimpedanz verbunden, von denen jede eine im wesentlichen ähnliche Grundfunktion für eine Elektrode mit ihrem zugeordneten Meßkanal wie bei "Hydrastep" ausführt, jedoch mit der wahlweisen Annahme eines dritten (Vorrichtung-Störung) Zustandes. Wie bei "Hydrastep" ist an jede Elektrode über einen hochohmigen Kondensator 115» 116 an eine Wechselspannung 117a, 117b, beispielsweise 15"V bei 50Hz gelegt. Aus Sicherheitsgründen ist es wie bei den vorhergehenden Beispielen wünschenswert, daß der Diskriminator 118 zusammen mit seiner Fühlspeisung 117a und seiner verbleibenden zugeordneten Schaltung von einer anderen Stromquelle als der Diskriminator 119 und die Fühlspeisung 117b gespeist werden sollte. Der hochohmige Kondensator 115 (116) in Verbindung mit der durch die Elektrode 110 (111) gebotenen Impedanz parallel geschaltet zur Eingangsimpedanz des Diskriminators 118 (119) erzeugt ein Potential an dem Diskriminator, das hoch ist, wenn der Sensor sich in Dampf befindet und das niedrig ist, wenn der Sensor sich in Wasser befindet bzw. unter bestimmten Störungsbedingungen Null ist (z.B. bei Ausfall der Stromzuführung). Jeder Diskriminator liefert ein Ausgangssignal an die Leitung W, F oder S, ge nachdem, ob'Wasser", "Störung" oder "Dampf" festgestellt wird. Eine gewisse Hysteresis ist, wie bei "Hydrastep", bei der Schaltung zwischen Was-

- 33 -

3 0 984 8/1098

ser und Dampf eingebaut. Der Behälter 112 weist die übliche Erdverbindung für beide Diskriminatoren auf.

Da die Leitungen 113, 114- zwischen den Elektroden und den Diskriminatoren beide lang sein und eine hohe Impedanz aufweisen können, kann ihre Kapazität gegenüber Erde und/oder ihre .Ansprechempfindlichkeit das Signal, das an den Diskriminatoren 118, 119 erscheint, beeinflussen. Falls es deshalb notwendig sein sollte, können sie abgeschirmt sein (122, 123) und die Abschirmungen können durch Verstärker 120, 121 mit geringer Ausgangsimpedanz und einem Verstärkungsfaktor 1 ausgesteuert sein, um diese Effekte zu vermeiden, wie dies in der GB-PS 771 674 erläutert ist.

Die mit den Elektroden 110, 111 verbundenen Schaltungen sind angeordnet, um keine Gleichstrompfade vom Behälter 112 zur Erde zu ermöglichen und elektrolytische Korrosionsprobleme zu vermeiden.

Die Aus gangs signale an den von den Diskriminatoren ategehenden Leitungen W, 3? und S sind mit einem logischen Grundmodul verbunden, der sieben Glieder I3I bis 137 aufweist, wobei jeder Ausgang eines solchen Gliedes mit einem der sieben Ausgangsklemmen 3 bis 9 verbunden ist.

Die Glieder I3I und 135 sind ünd-Glieder und sind jeweils so verbunden, daß sie das "Wasser"-Ausgangssignal von einem Diskriminator und das "Dampf"-Ausgangssignal von dem anderen Diskriminator erhalten und dies anzeigen, falls diese beiden Signale zusammen vorhanden sind. Die Glieder 132 und 136 sind Und-Glieder und mit den beiden Diskriminator-"Dampf"-Ausgangsleitungen und den beiden Diskriminator-"Wasser"-Ausgangslei~ tungen verbunden, um bestätigte "Dampf"-und "¥asser"-Anzeigen zu liefern. Die Glieder 133 und 134 sind Oder-Glieder, die in

- 34 309848/1098

der gleichen Weise wie die Und-Glieder 132 bzw. 136 verbunden sind, um unbestätigte "Dampf"- und "Wasser"-Inzeigen zu liefern, falls einer der Diskriminatoren "Dampf" bzw. "Wasser" anzeigt.

Unter normalen Betriebsbedingungen der Anlage wird der Wasser-" pegel in dem Heizkessel 112 unterhalb dem Pegel der Elektroden. 110 und 111 sein und die Diskriminatoren 118 und 119 liefern so jeweils getrennte "Dampf-Ausgangsgrößen. Vorausgesetzt, daß beide Diskriminatoren ein "Dampf"-Ausgangssignal abgeben, wird das Und-Glied 132 betätigt, um eine "bestätigte Dampf-Ausgangsgröße an den Anschluß 4 abzugeben. Falls nun angenommen wird, daß der Wasserpegel aufgrund irgendwelcher Fehlfunktionen in der Hauptanlage ansteigt, wird er an einigen Abschnitten den nominalen Elektrodenpegel erreichen. Wegen der unvermeidbaren Toleranz in der Anordnung der Elektroden kann beispielsweise die Elektrode 110 und ihr zugeordneter Diskriminator 118 eine "Wasser"-Ausgangsgröße eher liefern als die Elektrode 111 und ihr zugeordneter Diskriminator 119-Während dieser Randperiode wird der Diskriminator 118 deshalb eine "Wasser "-Aus gangs größe liefern, während der Diskriminator 119 "Dampf" anzeigt, wodurch das Uhd-Glied 135 betätigt wird, um eine "Wasser + Dampf "-Ausgangsgröße an den Anschluß zu liefern. Bei einer Toleranz in umgekehrter Richtung wird der Diskriminator 119 "Wasser" anzeigen, während der Diskriminator 118 "Dampf" anzeigt, wodurch das Und-Glied 131 betätigt wird, um eine "Wasser + Dampf-Ausgangsgröße an den Anschluß 3 abzugeben. Diese beiden letzten Bedingungen sollten vorübergehend sein und nicht mehr als wenige Sekunden dauern und werden weiter unten näher erläutert. Es ist höchst wahrscheinlich, daß die vorausgesetzte Fehlfunktion der Anlage die Fortsetzung des Anstiegs des Wasserpegels bedingt, bis beide Diskriminatoren 118 und 119 "Wasser" anzeigen, wobei das Und-Glied 136 betätigt wird, um eine bestätigte "Wasser"-Ausgangsgröße an den

- 35 309848/1098

Anschluß 8 abzugeben. Es ist jedoch möglich, daß die Fehlfunktion der Anlage in dem gleichen Augenblick verstärkt werden könnte, in dem das Übergangs stadium eintritt, in welchem der Wasserspiegel fallen würde und beide Diskriminatoren auf "Dampf" umkehren und das Und-Glied 132 wieder eine bestätigte "Dampf-Ausgangsgröße an den Anschluß 4 liefern würde.

Drei Kategorien von Störungen können an jeder Elektroden/Diskriminator-Anordnung (110/118 oder 111/119) auftreten:

a) Falls eine Elektrodenlextung (113 bzw. 114) abgeklemmt werden sollte, wird dies dem zugeordneten Diskriminator als "Dampf" erscheinen. Wenn der Wasserpegel ansteigt, wird deshalb die verbleibende intakte Anordnung "Wasser" anzeigen, jedoch wird die gestörte Anordnung weiterhin "Dampf" anzeigen und diese Bedingung bleibt über die vorbestimmte vorübergehende Periode hinaus bestehen. Darüberhinaus wird das Oder-Glied 133» das normalerweise eine "unbestätigte Dampf-Ausgangsgröße an den Anschluß 5 liefert, darin fortfakrer und das Oder-Glied 134 wird ebenfalls eine Ausgangsgröße von "unbestätigt Wasser" an den Anschluß 6 abgeben, wenn die intakte El ekt roden/Diskriminat oranordnung "Wasser" zeigt; zusätzlich wird entweder das Und-Glied I3I oder 135 zu diesem Zeitpunkt an den Anschluß 3 bzw. 7 eine Ausgangsgröße abgeben und zwar abhängig davon, an welcher Elektroden/Diskriminator-Anordnung die Störung auftritt. Nachfolgend sind logische Schaltungen vorgesehen, um festzustellen, daß diese Bedingungen über eine vertretbare . Übergangsperiode hinaus anhalten und daß eine Störung der Meßvorrichtung zusätzlich zu der Fehlfunktion der Anlage vorliegt: Diese Logik wird später beschrieben.

b) Falls eine Elektrode (110 oder 111) durch Schlamm oder ähnliche teilweise leitende Materialien so verschmutzt sein sollte, daß sie eine "Wasser"-Ausgangsgröße abgibt, wenn tat-

- 36 -

309848/1098

_ 36 - ^323295

sächlich Dampf vorhanden ist, wird der intakte Sensor "Dampf" anzeigen und die Wirkung wird die gleiche sein, wie sie unter a) weiter o"ben beschrieben wurde und wird in ähnlicher Weise bemerkt.

c) Falls eine Elektrodenleitung .(113 oder 114) gegenüber Erde kurzgeschlossen sein sollte (z.B. als Folge einer mechanischen Zerstörung) oder falls die getrennte Stromzuführung für das Abfühlen, die dem entsprechenden Diskriminator zugeordnet ist, ausfällt, dann wird sich die Ausgangsgröße dieses Diskriminators in eine "Störungs-Bedingung (F) umwandeln und dabei das Oder-Glied 137 betätigen, damit dieses eine unmittelbare "Störungs"-Ausgangsgröße an die Klemme 9 abgibt.

Es ist wahrscheinlich, daß irgendeine Abzapf dampf leitung lang genug sein könnte, um mehr als eine Abzapfstelle zu benötigen und möglicherweise auch eine Anzahl von Ventilen. Vom Standpunkt des Betriebes, insbesondere im Bezug auf die. Wiederbelastung der Einheit nach einem Abschalten,ist es notwendig zu wissen, daß die gesamte Leitung hinreichend frei von Wasser ist unabhängig davon, welcher besondere Teil vorher überflutet war. Die einzelnen getrennten "Hydratect I^-Ausgangsgrößen verbunden mit jeder Ablaß- und Ventilstelle entlang einer solchen Leitung, kann deshalb für die Weiterbeförderung als Einzelanzeige, mit Wasser vorbelastet, zusammengefaßt werden.

Gruppenlogik zur Gruppierung,z.B. von drei getrennt angeordneten "Hydratect I"-Systemausgangsgrößen bzw. Ausgangssignalen auf dieser Basis (wobei Jedes aus einem einzelnen zusammenfallenden Paar von Elektroden, der angeschlossenen Fühlschaltung und dem logischen Grundmodul, alles wie in Fig. 6 gezeigt) ist in Fig. 7 dargestellt. Die logischen Grundmodule der drei Systeme sind mit 130, 130' und 130" bezeichnet. Die mit 3, 4-

- 37 -

30984^/1098

und 7 bis 9 "bezeichneten Ausgangsklemmen eines jeden dieser Module sind mit der Gruppenlogik verbunden, welche drei verzögerte löschbare Oder-Glieder 140, 141 und 142, drei übliche Oder-Glieder 143, 144 und 145 und ein UND-NICHT-Glied aufweist. Die Ausgangssignale der Oder-Glieder 143 und 144 und das Ausgangssignal des IMD-NICHT-Gliedes 146 sind an die "Wasser"- bzw. "Dampf"- bzw. "StÖrung"-Ausgangsklemmen 147, 148 und 149 angeschlossen.

Wie weiter oben erwähnt, bedeutet die Anzeige von "Wasser" durch eine Elektrode und "Dampf" durch die andere Elektrode dem ersten Anschein nach, daß ein Vorrichtungsausfall vorliegt. Wegen der technischen Toleranzen bei der Montage des Elektrodenpaares an den namentlichen.zusammenfallenden Pegeln, den zu erwartenden Turbulenzen der Wasseroberfläche und wegen der Möglichkeit des momentanen Herausspritzens mit geringen Druckänderungen in dem Leitungsnetz, ist zu erwarten, daß eine "Wasser"-Anzeige von einer Elektrode eines Paares eintreten kann und zwar entweder als eine vorübergehende Bedingung oder einige Sekunden vor ihrer Bestätigung als wahre "Wasser"-Anzeige durch eine zweite Elektrode. Demgemäß sind die "Wasser + Dampf "-Ausgangssignale an den Aus gangs anschluss en 3 "und 7 eines jeden logischen Moduls auf jeweils eines der Glieder 140, und 142. geschalten, die angeordnet sind, um ein Ausgangssignal erst nach einer vorbestimmten Periode, beispielsweise von 5 Sekunden, abzugeben. Die bestätigten "Dampf"- und "Wasser"-Ausgangssignalean den Ausgangsanschlussen 4 und 8 eines jeden logischen Grundmoduls werden auf einen "löschbaren" Eingang eines geeigneten Gliedes 140, 141, 142 geschalten, so daß das Glied gelöscht und zurückgestellt wird und kein Ausgangssignal erzeugt wird, falls beide Elektroden entweder "Dampf" oder "Wasser" anzeigen, bevor nicht die vorbestimmte Periode abgelaufen ist. ITalls kein "Löschen"-Signal angelegt wird, erzeugt das entsprechende Glied ein "Störung"-Signal an dem

- 38 30984«/ 1098

Aus gangs ans chluß 14-8 über das Oder-Glied 144·. Venn die Feststellung des Wassers in dem System sehr wichtig ist, wird das Aus gangs signal bzw. die Ausgangsgröße auch über das Oder-Glied 14-3 geleitet, um ein "Wasser"-Signal an dem Ausgangsanschluß 147 zu erzeugen.

Das "Wasser"-Oder-Glied 143 erhält nicht nur Eingangs signale . von jedem verzögerten Oder-Glied 14-0, 141, 142, sondern auch die bestätigten "Wasser"-Signale von jedem Aus gangs ans chluß 8 der logischen Grundmodule 130, I30¹ und I30". Das "Störunge"-'Oder-Glied 144 erhält Eingangssignale von jedem der verzögerten Oder-Glieder 140, 141, 142 und auch die "Störungs"-Signale von jedem Aus gangs ans chluß 9 der logsichen Grundmodule 130? I3O¹ und 130". Das "Dampf"-Oder-Glied 14-5 erhält die bestätigten "Dampf"-Signale von jedem Ausgangsanschluß 4- der logischen Grundmodule 130, I3O¹ und I30".

Da bei dieser Anwendung die Anwesenheit von Wasser an jedem Punkt der betreffenden Gruppe als eine gefährliche Bedingung angesehen wird, ist der Ausgang des "Wasser"-Oder-Gliedes 14-3 so geschaltet, daß er jedes Aus gangs signal von dem "Dampf"-Oder-Glied 147 mit Hilfe eines Sperrgliedes 146 sperrt, unabhängig davon, ob "Wasser" als Ergebnis einer bestätigten Bedingung oder nach Ablauf der Verzögerungsperiode von dem verzögerten Oder-Glied erscheint. Im letzteren Falle jedoch wird eine "Störung"-Anzeige mit "Wasser" erscheinen: Falls die Bestätigung nach dieser Zeit eintritt, wird die "Störung"-Anzeige einfach entfernt.

Es ist für den Fachmann erkennbar, daß die Anordnung gemäß Fig. 7 in einfacher Weise abgeändert werden kann, daß sie mit zwei "Hydratect I"-Systemen oder jeder praktischen größeren Zahl als drei durch Anordnung einer geeigneten Anzahl von verzögerten Oder-Gliedern oder durch Anordnung von einer geeigne-

- 39 -309848/103$

ten Anzahl von Eingängen von Oder-Gliedern 143, 144, 145 arbeitet. Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß die Anordnung gemäß ITig. 7 in einfacher Veise so abgeändert werden kann, daß sie mit einem einzigen "Hydratect I"-System arbeitet.

Im Falle der Anordnung gemäß Fig. 7 liegt die einzige gegenseitige Abhängigkeit zwischen den zusammenfallenden Paaren von Elektroden an verschiedenen Stellen in der Gruppe in der Forderung, daß "Wasser" an einigen Stellen "Dampf" an einigen oder allen der verbleibenden Stellen übersteuert. Bei Hydratect II jedoch, mit zwei zusammenfallenden Paaren von Elektroden an jeder Stelle, besteht eine höhere Ordnung von gegenseitiger Abhängigkeit zwischen den Paaren: Jede Stelle ist deshalb als eine gesonderte Gruppe behandelt, deren Logik in Fig. 9 gezeigt ist.

Fig. 9 zeigt eine schematische logische Gruppenschaltung für das Kombinieren der Ausgangssignale von zwei logischen Grundmodulen I3OA und I3OB in einem "Hydratect II"-System. Das "Hydratect II"-System umfaßt einen Behälter 112', wie in Fig. 8a gezeigt, welcher dem Behälter 112 gemäß Fig. 6 entspricht, jedoch mit der Ausnahme, daß zwei Paare von Elektroden A und B vorgesehen sind, wobei diese jeweils ein Paar bildenden · Elektroden auf zusammenfallenden Pegeln angeordnet sind. Jedes Elektrodenpaar ist mit einer Diskriminator/Fühlanordnung, wie in Fig. 1 für ein einziges Paar gezeigt, versehen, wobei jede Anordnung mit einem geeigneten logischen Grundmodul I3OA oder I30B verbunden ist, von denen jeder demjenigen bei I30 in Fig. 6 gezeigten entspricht.

Die in Fig. 9 gezeigte logische Gruppenschaltung umfaßt ein Paar löschbare verzögerte Oder-Glieder 150, I5I und. zwar jeweils eines für jeden logischen Grundmodul 13OA und I3OB. Die Glieder 150 und 15I sind hinsichtlicher ihrer Funktion identisch

30984^/1098

und mit ihren entsprechenden logischen Grundmodulen in der gleichen Weise verbunden wie die Glieder 140, 141 und 142 gemäß Fig. 7, was deshalb nicht näher beschrieben werden muß. Die logische Gruppenschaltung umfaßt weiterhin Glieder 152 bis 158, deren Funktion weiter unten beschrieben wird. Die Ausgänge der Glieder 155, 156, 157 und 158 sind mit "Wasser"-, "Störungs"-, "Dampf"- und "Auslöse"-Ausgangsanschlüssen159, 160, 161 und 162 verbunden.

Falls der Wasserpegel im Behälter 112' steigt und eine der B-Elektroden bei Dampf hängenbleibt, wenn der Wasserpegel die Elektroden B erreicht, wird kein "bestätigtes Wasser"-Signal an dem Ausgangsanschluß 8 des logischen Grundmoduls 1JOB erzeugt. Obgleich die Schaltung der nicht gestörten Elektrode des Paares B zu einer eventuellen Anzeige einer Störung durch das verzögerte Oder-Glied 150 führt, kann, falls der Pegel sehr stark steigt, dieser die Elektroden A erreichen, bevor die Yerzögerungsperiode des Gliedes 150 abgelaufen ist. Demgemäß ist das Und-Glied 152 mit den "unbestätigtes Wasser"-Aus gangs anschluss en 6 beider Module verbunden, um ein bestätigtes "Wasser"-Signal über das "Wasser"-Oder-Glied 155 zu liefern, sobald eine oder beide der Elektroden in jedem Satz "Wasser" anzeigen.

Das "Wasser"-Oder-Glied 155 erhält nicht nur ein Eingangssignal von dem Und-Glied 152, sondern auch Eingangssignale von den "bestätigtes Wasser"-Ausgangsanschlussen 8 von beiden Modulen I30A und I3OB und von dem Ausgang des verzögerten Oder-Gliedes 150, wobei jedes dieser Signale die "Wasser"-Ausgangsklemme 159 erregt und auch das Und-Glied 154 schaltet, so daß für den Fall, daß das verzögerte Oder-Glied I5I ebenfalls ein Zeitablauf-"Störungs"-Signal zu dem anderen Eingang des Gliedes 154 der "Auslöse"-Ausgangsanschluß 162 über das Oder-Glied 158 erregt wird. Falls der Ausgangsanschluß 8 des

- 41 309848/1098

Moduls I30A "bestätigtes Wasser" an den oberen Elektroden A anzeigt, wird der "Auslöse"-Ausgangsanschluß sofort über das Oder-Glied 158 erregt.

Das "Störungs"-Oder-Glied 156 ist so geschaltet, daß es ein "Störungs"-Signal von dem "Störungs"-Ausgangsanschluß 9 eines jeden der Module I30A und I30B erhält. Dieses Glied ist auch so geschaltet, daß es auf eine Störung anspricht, die von jedem der verzögerten Oder-Glieder I50 und I5I ausgeht. Schließlich ist das Glied I56 auch so geschaltet, daß es eine Störung als Reaktion auf ein Eingangssignal von dem Und-Glied 153 signalisiert. Das Glied 153 erzeugt nur dann ein Ausgangssignal, wenn die unteren Elektroden B über den Ausgangsanschluß 5 des Moduls I30B "unbestätigter Dampf" anzeigen und zwar zur gleichen Zeit, wenn die oberen Elektroden A über den Ausgangsanschluß 6 des Moduls 130A, welcher klar eine Störung anzeigt, da Wasser nicht über dem Dampf liegen kann, "unbestätigtes Wasser" anzeigen.

Gemäß der Wasservorbedingung des "Hydratect"-Systems wird die sichere "Dampf"-Bedingung nur bei dem "Dampf"-Ausgangs anschluß 161 signalisiert, falls das Und-Glied 157 gleichzeitig "bestätigten Dampf"-Signale von dem Ausgangsanschluß 4 von beiden Modulen I3OA und I3OB erhält.

Das "Hydratect ΙΙΓ'-System umfaßt einen Behälter 112", wie dies in Fig. 8b dargestellt ist, welcher dem Behälter 112 gemäß Fig. 6 entspricht, jedoch mit der Ausnahme, daß vier Paare von Elektroden A, B, C und D vorgesehen sind, wobei die Elektroden, die jeweils ein Paar bilden, jeweils an übereinstimmenden Pegeln angeordnet sind. Jedes der vier Elektrodenpaare ist mit einer Diskriminator/Fühlanordnung, wie sie in Fig. 6 für ein einzelnes Paar dargestellt ist, sowie nit einem logischen Grundmodul versehen, wie er bei I30 in Fig.

- 42 309848/1098

232329§

6 gezeigt ist.

Die logische Gruppenschaltung für "Hydratect III", die nicht dargestellt ist, kann vier löschbare verzögerte Oder-Glieder und eine Vielzahl üblicher Und- und Oder-Glieder aufweisen. Wie dies leicht für den Fachmann einzusehen ist, ist die logische Gruppenschaltung für "Hydratect III" im Grunde genommen eine Erweiterung der logischen "Hydratect II"-Gruppenschaltung, die in Fig. 9 dargestellt ist.

Bei allen "Hydratect"-Systemen sind sämtliche Leistungszuführungskreise, wie bei den Fig. 1 bis 5> so angeordnet, daß die Fühlschaltungen, die jeder Elektrode eines auf dem gleichen Pegel liegenden Paares zugeordnet sind, d.h. die Diskriminatorschaltungen (und Schirmsteuerschaltungen, falls verwendet) durch getrennte Netzanschlüsse gespeist werden. Es ist ersichtlich, daß die logischen Schaltungen gemäß den Fig. 6, 7 und. 9 insofern als sie einzelne Größen sind, andere Netzteile erfordern, als die Diskriminatoren, wobei solche Leistungszuführungen, wie sie für das Funktionieren einer jeden logischen Schaltung notwendig sind, von zumindest zwei Quellen zur Verfügung stehen sollten. Diese Quellen können die Netzteile für die Diskriminatoren und/oder zusätzliche Speiseanschlüsse von den gleichen Netzteilen und /oder von getrennten Netzteilen sein. Unabhängig von der verwendeten Methode sollte die jeder logischen Schaltung zugeführte Leistung über eine Trenndiode oder Trenndioden zu der geeigneten gemeinsamen Zuführungsleitung oder Zuführungsleitungen dieser logischen Schaltung zugeführt werden, so daß der Betrieb unvermindert für den Fall des Ausfalls eines Netzteiles fortgeführt werden kann. Wo die Gesamtheit der logischen Schaltungsanforderungen den gleichen Netzteilen entnommen werden, welche die entsprechenden Diskriminatoren speisen, ist für die Anzeige des Ausfalls einer dieser Zuleitungen\orgesorgt. jedoch, wo getrennte Zuleitungen

- 43 309848/1098

vorgesehen sind, muß jeder Ausfall einer solchen Zuleitung getrennt angezeigt werden, um eine sofortige Reparatur sicherzustellen, da ein solcher Ausfall in anderer Weise nicht "beim Betrieb der Vorrichtung erkennbar ist. Eine ähnliche Prozedur ist bei entsprechenden Umständen im Bezug auf die Zuführungen zu den Anzeigen selbst erforderlich.

Bei allen oben beschriebenen logischen "Hydratect"-Gruppenschaltungen können Einrichtungen zur Anzeige der Signale an den logischen Gruppenschaltungsausgangsanschlüssen vorgesehen sein. Falls erforderlich, können auch örtliche Anzeigen für jeden logischen Grundmodul, d.h. für jedes Paar von Elektroden auf dem gleichen Niveau,vorgesehen sein. Weiterhin können die Ausgangssignale von jeder der logischen Gruppenschaltungen in einem Abschnitt des Kraftwerkes, vorausgesetzt, daß mehr als eine Gruppe vorgesehen sind, für die Übertragung zu dem Kraftwerkskontrollraum für die entsprechende Anzeige torgesteuert werden.

Wie aus der Beschreibung der "Hydratect"-Systeme ersichtlich, ist die Logik so aufgebaut, daß jede "Wasser"-Anzeige, unabhängig davon, ob sie bestätigt ist oder nicht, als besonders wichtig angesehen wird und eine "Dampf"-Anzeige übersteuert und wenn "Wasser" nicht bestätigt ist, wird eine "Störung"-Anzeige ebenso gezeigt. Diese Wasser-Vorbedingung geht auf das grundsätzlich festgelegte System zum Abfühlen eines Hochwasserspiegels zurück. Wie jedoch weiter oben erwähnt, können die Systeme leicht für die Verwendung bei anderen Anwendungsfällen abgeändert werden, bei welchen die Bedingung bei Abwesenheit von Wasser die gefährliche Bedingung ist. In diesem Falle kann eine identische Logik durch einfaches Umkehren der "Dampf¹¹- und "Wasser"-Ausgangsgrößen mit einer entsprechenden Umkehr der Verbindungen verwendet werden, wobei möglicherwei-

- 44 309848/1098

se logische Inverter zwischen allen logischen Grundmodulausgangsanschluss en und den logischen Gruppenschaltungen vorgesehen sind. Identische logische Schaltbretter können daher für "beide Anwendungen verwendet werden.

Viele andere Kombinationen von diskreten Binärausgangsgrößen können für eine Vielfalt von automatischen Alarm- und/oder St euer anwendungen .im Rahmender Erfindung entworfen werden, wobei diese Anwendungen nicht auf den Pegel in einem Fluid beschränkt sind. Beispielsweise sei angenommen, daß die Elektroden A bis F gemäß Fig. 1 durch Bimetall oder Curi^-Schalter ersetzt werden, τοη denen jeder im wesentlichen an dem gleichen physikalischen Punkt in einem Ofen arbeiten und von denen jeder so ausgebildet ist, daß er an einem Temperatursprung oberhalb des vorhergehenden Schalters schaltet, wobei ein Steuersystem für die Ofentemperatur vorgesehen sein kann, die das logische Sehaltersystem verwendet, welches für das erste Beispiel erläutert wurde, die geeignete Hilfsanlagen, z.B. Steuerpumpen, steuert. Die Erfindung kann auch zur Feststellung von Wasser oder anderen Fluids durch Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität oder Wärmeverlust verwendet werden; weiterhin für die Feststellung einer Temperatur durch elektrische, magnetische, Curie/-, Widerstands-, optische oder hydraulische Einrichtungen; weiterhin zur Erfassung von Strömungsgeschwindigkeiten durch Differenzdrücke; außerdem durch die Erfassung eines Druckes durch elektrische, hydraulische oder mechanisch/ optische Sensoren; und ähnliches.

Die Verwendung einer Reihe von Binärmessungen eines Parameters, die gleichzeitig durchgeführt und kontinuierlich verglichen werden, um zu zeigen, daß keine Verletzung eines Naturgesetzes ersichtlich ist, beispielsweise wie bei der in der GB-PS 1 056 032 beschriebenen Anordnung, wie die "Wasser kann nicht über dem Dampf vorhanden sein"-Philosophie,

- 45 309848/1098

die einen Störungealarm auslöst, falls dies eintritt, stellt sicher, daß das Instrument nur eine "Lüge mitteilen" kann und zwar von untergeordneter Bedeutung, ohne daß die Aufmerksamkeit auf diesen Fehler gezogen wird. Die Hinzufügung der Bestätigungslogik, wie sie hier beschrieben wurde, zu einem bereits betriebssicheren Instrument führt zu einem betriebssicheren und ausfallsicheren Steuersystem, das besonders für einen unbeaufsichtigten Betrieb bei einer großen Anlage geeignet ist. Wegen der betriebssicheren und ausfallsicheren Eigenschaften wird beobachtet, daß keine Vorkehrungen für irgendwelche Druckknopf-Testverfahren vorgenommen wurden. Abgesehen von dem Grundsatz der kontinuierlichen und häufigen Mehrfachbestätigung, die solche Verfahren überflüssig machen, haben Systeme dieser Art eine beträchtlich geringere Zuverlässigkeit als die Mehrfachbinärinstrumente. Solche Testeinrichtungen können deshalb der direkte Grund von mehr unbemerkten und deshalb gefährlichen Störungen sein, als sie bei Mehrfachbinärinstrumenten auftreten, welche solche Testsysteme nicht einschließen.

Patentansprüche

309848/1098

Claims (32)

1. Robert Edgar MARTIN
Surrey/England

2. Edmond Francis HASLER _ 45 _
Surrey/England

Anwaltsakte: 4368

Patentansprüche

Iy Anzeigevorrichtung zum Auslösen eines Alarms und/oder Isum Zwecke einer Sicherheitssteuerung, wenn der Wert des überwachten Parameters außerhalb einer, vorbestimmten Grenze liegt, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Sensoren bzw. Meßfühler, von denen jeder ein Warnsignal abgibt, wenn der Parameter außerhalb eines bestimmten der vorbestimmten Grenze entsprechenden oder diese übersteigenden Wertes zumindest für einen der Sensoren liegt und eine logische Schaltung aufweist, die eine Gültigkeitskontrollschaltung umfaßt und mit den Sensoren verbunden ist, die ein Überschreitungssignal, das die Überschreitung des Parameters über die Grenze bedeutet, nur dann liefert, wenn beide angeschlossenen Sensoren ein Warnsignal abgeben.,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zumindest ein weiterer Sensor vorgesehen ist, um ein Warnsignal abzugeben, wenn der Parameter außerhalb eines bestimmten Wertes liegt und daß die logische Einrichtung zumindest drei Gültigkeitskontrollschaltungen umfaßt, von denen Jede mit einem Paar der Sensoren verbunden und so eingerichtet ist, daß sie ein Überschreiturgsignal nur dann liefert, wenn beide Sensoren des zugeordneten Sensorenpaares ein Warnsignal liefern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster dieser Sensoren beigeordnet ist, um ein Warnsignal zu liefern, wenn der Parameter oberhalb eines Wertes liegt, der größer als die vorbestimmte Grenze ist und zwei dieser Sensoren jeweils beigeordnet sind, .um ein Warnsignal zu liefern, wenn der Parameter oberhalb eines Wertes liegt, der geringer als diese vorbestimmte Grenze ist, daß drei

309848/1098 - 4-7 -

weitere Sensoren vorgesehen sind, von denen ein erster beigeordnet ist, um ein Warnsignal zu liefern, wenn der Parameter oberhalb eines Wertes liegt, der geringer als eine zweite vorbestimmte Grenze, jedoch größer als die erste vorbestimmte Grenze ist und die beiden anderen jeweils beigeordnet sind, um ein Warnsignal abzugeben, wenn der Parameter oberhalb eines Wertes liegt, der größer als die zweite vorbestimmte Grenze ist und daß die logische Einrichtung drei weitere Gültigkeitskontrollschaltungen (A4, B4; A5, 04; B5, 05) aufweist, von denen jede mit einem Paar der drei weiteren Sensoren verbunden und jeweils beigeordnet sind, um ein Parameterüberschreitungssignal nur dann zu liefern, wenn beide Sensoren des gleichen Paares ein Warnsignal abgeben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einem Heizkessel (1) zugeordnet ist, daß sechs Sensoren entsprechende Elektroden (A bis F) einschließen, die in vertikaler Richtung in einem Behälter (2) mit Abstand zueinander angeordnet sind, der mit dem Heizkessel (1) in Verbindung steht und jeweils beigeordnet sind, um ein Warnsignal abzugeben, wenn die Elektrode von Wasser .berührt ist und daß eine Schalteinrichtung (11) an den Ausgang einer jeden der Gültigkeitskontrollschaltungen bzw. Bestätigungsschaltungen (A4, B4; A5, 04; B5, 05; E4, D4; F5, D5; F4, E5) verbunden ist, um die Feuerung für den Heizkessel (1) unwirksam zu machen, wenn ein Überschreitungssignal von irgendeiner Bestätigungsschaltung geliefert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Ein-

die

richtungen (5» 6, 7V vorgesehen sind, um normalerweise Wasser in den Heizkessel (1) mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit einzuspeisen und daß eine auf die ersten beiden Sensoren ansprechende Einrichtung (06, D6) vorgesehen ist, um die Wasserzuführungsgeschwindigkeit zu verringern, wenn ein

- 48 309848/109 8

Warnsignal von der höheren (G) der Elektroden der beiden ersten Sensoren vorliegt und um die Wasserzuführungsgeschwindigkeit zu erhöhen, wenn ein Warnsignal von der unteren (D) der Elektroden der beiden ersten Sensoren abgegeben ist.

6^ Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest vier der Sensoren in zwei Gruppen von zumindest zwei in jeder Gruppe angeordnet, jeder Sensor in jeder Gruppe so eingerichtet ist, daß er ein Warnsignal liefert, wenn der Parameter außerhalb einer Differenz entsprechender Werte liegt und jeder Sensor in einer der Gruppen so eingerichtet und angeordnet ist, daß er ein Warnsignal liefert, wenn der Parameter außerhalb des im wesentlichen gleichen Wertes liegt, für den ein Warnsignal durch einen entsprechenden Sensor in der anderen Gruppe abgegeben ist und daß eine erste der Bestätigungsschaltungen mit zwei Sensoren, von denen jeder in einer der Gruppen ist, eine zweite der Bestätigungsschaltungen mit zwei Sensoren, von denen jeder in der anderen Gruppe ist und eine dritte der Bestätigungsschaltungen mit zwei Sensoren verbunden ist, von denen jeweils einer in einer anderen Gruppe ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch zwei Netzteilkreise (67, 68; X, T) jeder für die Speisung eines anderen Satzes der Sensoren, durch Verbindung von zumindest einer der Bestätigungsschaltungen (72, 98) nur mit solchen Sensoren, die Bestandteil eines der Sätze bilden und gekennzeichnet durch die Verbindung von zumindest einer anderen der Bestätigungsschaltungen (75, 97) mit nur denjenigen Sensoren, die Teil eines anderen Satzes bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vier Sensoren in jeder Gruppe und eine erste Vielzahl von Bestätigungsschaltungen (36, 39 bis 43), die die drei Bestätigungsschaltungen umfassen, mit jeweils ausgesuchten Paaren von

309848/1098 - 49 -

zwei Sensoren in jeder Gruppe verbunden sind, die die untersten zwei zugeordneten speziellen Parameter haben und mit ihren Ausgängen an eine gemeinsame Hochparameter-Alarmleitung (38) angeschlossen sind, daß eine zweite Vielzahl von Bestätigungsschaltungen (44, 46 bis 56) jeweils einem jeweiligen Satz von drei Sensoren zugeordnet sind, die von den drei der vier in jeder Gruppe vorhandenen Sensoren ausgewählt und die höchsten zugeordneten spezifischen Parameterwerte aufweisen und mit ihren Ausgängen an eine gemeinsame Hochparameter-Notleitung (45) angeschlossen sind und daß eine erste (49) der Bestätigungsschaltungen in der zweiten Vielzahl mit drei der vier in einer Gruppe vorhandenen Sensoren mit den höchsten zugeordneten spezifischen Parameterwerten, eine zweite (50) der Bestätigungsschaltungen der zweiten Vielzahl mit den entsprechenden drei Sensoren in der anderen Gruppe und eine dritte (z.B. 44) der Bestätigungsschaltungen in der zweiten Vielzahl mit einem von drei Sensoren in einer Gruppe und mit zwei von drei Sensoren in der anderen Gruppe verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Gruppe von Sensoren die Sensoren mit den niedrigsten und den zweithöchsten Parameterwerten durch einen Kreis (32, 34) und die anderen beiden Sensoren durch einen anderen Kreis 33) gespeist sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich net, daß sie einem Teil eines Kraftwerkes zugeordnet ist, daß jeder Sensor eine Elektrode umfaßt, wobei die Elektroden (A bis D, a bis d) einer jeden Gruppe von Sensoren in senkrechter Richtung mit Abstand zueinander und in Verbindung mit dem Inneren des Apparateteiles der Anlage angeordnet sind, daß je der Sensor beigeordnet ist, um ein Warnsignal abzugeben, wenn die Elektrode von Wasser berührt ist und daß die Ausgänge der ersten Reihe von Bestätigungsschaltungen (36, 39 bis 43) mit

- 50 309848/1098

einer gemeinsamen Hochwasserpegel-Alarmleitung (38) und die Ausgänge der zweiten Reihe der Bestätigungsschaltungen mit einer gemeinsamen Hochwasserpegel-Notauslöseleitung (4-5) verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Apparateteil der Dampfkraftwerksanlage ein Vakuumkondensator (20) ist und daß die Elektroden (A bis D, a bis d) einer jeden Gruppe von Sensoren in vertikaler Richtung mit Abstand zueinander in jeweils einem Behälter (21, 22) angeordnet sind, die in Verbindung mit dem Vakuumkondensator stehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einer Abzapfdampfleitung (62) zugeordnet ist, die einen Wasserauffangteil (61), ein Einlaßventil (66) für die Überwachung des Eintritts des Abzapfdampfes in diesen Abschnitt, ein Ablaßventil (63) zum Ablassen des Wassers aus diesem Dampf und Steuereinrichtungen (66¹, 63') für jedes Ventil aufweist, dass zwei Sensoren in jeder Gruppe vorhanden sind, von denen jeder eine Elektrode aufweist, wobei die Elektroden der Sensoren in jeder Gruppe in vertikaler Richtung mit Abstand zueinander im Inneren und in der Nähe des Bodens dieses Leitungsabschnittes angeordnet und die Sensoren so eingerichtet sind, daß sie Warnsignale abgeben, wenn die Elektroden mit Wasser in Berührung kommen, daß eine dritte Bestätigungsschaltung (76) mit den oberen Elektroden (A, a) in jeder Gruppe der Sensoren verbunden und der Ausgang einer jeden Bestätigungsschaltung (72, 75, 76) mit der Steuereinrichtung (66') für das Ventil (66) verbunden ist, um das Ventil zu schließen, wenn das Überschreit ungs sign al abgegeben ist und daß eine auf die Erzeugung eines-Warnsignales durch beide der unteren Elektroden (B, b) der Sensoren ansprechende Einrichtung (70), die auf die Steuereinrichtung (63') für das Ablaßventil (63) einwirkt, um das Ablaßventil zu öffnen.

- 51 309848/1098

13. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7? dadurch gekennzeichnet, daß sie einem Heizkessel (83) zugeordnet ist, daß jeder Sensor eine Elektrode aufweist und die Elektroden (A bis D, a bis d) einer jeden Gruppe von Sensoren in senkrechter Sichtung mit Abstand zueinander in jeweils einem Behälter (81, 82) angeordnet sind, die in Verbindung mit dem Heizkessel stehen, daß jeder Sensor so angeordnet und ausgebildet ist, daß er ein Warnsignal abgibt, wenn die Elektrode mit Dampf in Berührung steht und daß die Ausgänge der Bestätigungsschaltungen auf eine gemeinsame Niedrigwasser-HOtauslöseleitung (91) geschalten sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bestätigungsschaltungen (90, 93 bis 98) zumindest mit einer Elektrode des entsprechenden untersten Elektrodenpaares (A, a) verbunden.sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einem Heizkessel (83) zugeordnet ist, daß jeder Sensor eine Elektrode umfaßt und die Elektroden (A bis D, a bis d) von jeder Gruppe der Sensoren in vertikaler Richtung mit Abstand zueinander in jeweils einem Behälter (81, 82) angeordnet sind, die mit dem Heizkessel in Verbindung stehen,' daß jeder Sensor so eingerichtet ist, daß er ein Warnsignal erzeugt, wenn er mit Dampf in Berührung steht, daß eine Einrichtung (ELV1, D4, c4-; ELV3, d4, C4) zur Feststellung des Ausfalls des Behälters mit zwei entsprechenden Paaren von Sensoren verbunden und eingerichtet ist, tun festzustellen, wenn einer der Sensoren des oberen Elektrodenpaares der beiden Paare Wasser anzeigt und der Sensor in .dem unteren Elektrodenpaar in dem anderen Behälter Dampf anzeigt und um anzuzeigen, daß entsprechend dieser Feststellung der Behälter mit der oberen Elektrode ausgefallen ist.

- 52 309848/1098

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Behälter (81, 82) von dem Heizkessel durch Schliessen eines jeweiligen Ventils abtrennbar ist und daß ein jeweiliger Schalter (KS1, KS2) jedem Ventil zugeordnet ist und die Einrichtung zum Feststellen des Ausfalls des Behälters außer Betrieb setzt, wenn das Ventil geschlossen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestätigungsschaltungen aus einer Vielzahl von untereinander verbundenen Schaltern bestehen, die mit der Einrichtung zur Feststellung des Ausfalls des Kessel verbunden sind und daß die Einrichtung so aufgebaut ist, daß sie beim Ausfall des Kessels diejenigen Schalter in die Lage versetzen, Bestätigungsschaltungen zu bilden, die allein mit Sensoren verbunden sind, die Elektroden in dem anderen Kessel aufweisen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, 16 oder 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Bestätigungsschaltungen aus einer Reihe von untereinander verbundenen Schaltern bestehen und zwei Netzteilkreise (X, Y) für die Speisung der jeweiligen unterschiedlichen Sätze von Sensoren undfiir die Einrichtung (RLX, ELY) für die Feststellung des Ausfalls einer der beiden Zuführungen umfaßt, daß die Einrichtung mit den untereinander verbundenen Schaltern verbunden ist, um bei einem Ausfall einer der Netzteilkreise diejenigen Schalter in die Lage zu versetzen, Bestätigungsschaltungen zu bilden, die nur mit Sensoren verbunden sind, die durch den anderen Netzkreis gespeist werden.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren so eingerichtet und angeordnet sind, daß sie ein jeweiliges Warnsignal abgeben, wenn der Parameter außerhalb oder über dem im wesentlichen gleichen angegebenen Wert liegt, wobei der Wert der vorgegebenen Grenze entspricht.

309848/1098 -53-

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein weiteres Paar von Sensoren vorgesehen ist, daß die das weitere Paar, "bildenden Sensoren jeweils so eingerichtet und angeordnet sind, daß sie ein jeweiliges Warnsignal abgeben, wenn der Parameter außerhalb des im wesentlichen gleichen spezifischen Wertes liegt und daß die logische Schaltung eine weitere Bestätigungsschaltung umfaßt, die mit dem weiteren Paar der Sensoren verbunden und so eingerichtet ist, daß sie ein Überschreitungssignal, bei dem der Parameter die Grenze überschreitet, nur dann abgibt, wenn beide mit ihr verbundenen Sensoren ein Warnsignal abgeben.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß Jeder Sensor eines jeden Paares so ausgebildet und angeordnet ist, daß er jeweils ein Signal ergänzend zu dem Warnsignal liefert, wenn der Parameter nicht außerhalb des im einzelnen angegebenen Wertes liegt, daß die Logikschaltung bzw. die logische Einrichtung eine jeweilige zweite Bestätigungsschaltung (132) für jedes Paar der Sensoren aufweist, die mit den Sensoren verbunden und so ausgebildet ist, daß sie ein nicht Überschreitungssignal, bei dem der Parameter nicht außerhalb der Grenze liegt, nur dann abgibt, wenn beide der Sensoren ein ergänzendes Signal liefern und d&3 eine Torsteuereinrichtung (145, 14-7) die Ausgangssignale der zweiten Bestätigungsschaltungen auf einen gemeinsamen Parameter-Nicht-Über-Grenze-Ausgangsanschluß (14-9, 161) schaltet.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Einrichtung jeweiLige erste Einrichtungen, die mit jedem Paar der Sensoren verbunden rind auf die gleichzeitige Erzeugung eines Warnsignals durch einen Sensor und eines ergänzenden Signals durch den anderen Sensor anspricht, um ein Fehlleistungssignal zu liefern und eine Oder-Schaltung (143, 155) aufweist, die mit jeder erstgenannten Bestätigungs-

— 54 — 309848/1098

_ 54 _

schaltung (136) und mit jeder ersten Einrichtung verbunden ist, um die Parameter-Außerhalb-Grenze- und Fehl er signale auf einen gemeinsamen Parameter-Außerhalb-Grenze-Ausgangsanschluß (157» 159) zu schalten.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jede erste Einrichtung eine erste Und-Schaltung (131), die auf die gleichzeitige Erzeugung eines Warnsignales durch einen Sensor des zugeordneten Paares und eines ergänzenden Signales durch den anderen Sensor anspricht, um ein Fehlleistungssignal zu liefern, eine zweite Uhd-Schaltung (135), die auf die gleichzeitige Erzeugung eines ergänzenden Signales durch den einen Sensor und eines Warnsignales durch den anderen Sensor anspricht, um ein Fehlleistungssignal zu erzeugen und löschbare verzögerte Oder-Schaltungen (140, 141, 142, 150, 151) umfaßt, die so geschaltet sind, daß sie Fehlleistungssignale von der ersten und zweiten Und-Schaltung aufnimmt und so angeordnet und eingerichtet ist, daß ein Ausgangssignal zu der Oder-Schaltung (143» 155) nach einer "bestimmten Periode ab dem Erhalt des Fehlersignals zur Kopplung mit dem gemeinsamen "Parameter-Außerhalb-Grenze"-Ausgangsanschluß (147, 159) liefert, wobei die Ausgangssignale der ersten und zweiten Bestätigungsschaltungen (132, 136) mit der verzögerten Oder-Schaltung zur Löschung jedes Aus gangs signal es verbunden sind, falls ein Parameter-Außerhalb-Grenze-Signal oder ein Parameter-Nicht-Außerhalb-Grenze-Signal durch, die Sensoren geliefert wird, bevor die Periode abläuft.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensor so angeordnet und ausgebildet ist, daß er ein Fehlleistungssignal liefert, falls er nicht in der Lage ist, entweder ein Warnsignal oder ein ergänzendes Signal zu liefern und daß Oder-Schaltungen (144, 156) angeordnet sind, um das Fehlleistungssignal von jedem Sensor mit dem Fehlleistungssignal der ersten Einrichtung zu koppeln und auf einen gemein-

309848/1098 -^-

samen "Fehlleistungs"-Ausgangsansehluß (148, 160) zu geben.

25. Vorrichtung nach Anspruch 22, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltungseinrichtung eine Oder-Schaltung (145) ist und eine Einrichtung (146) umfaßt, die auf das Anlegen eines Signales auf den gemeinsamen "Parameter-Außer-Grenze"-Ausgangsanschluß (147) anspricht, um die Übertragung dieses Parameter-Nicht-Außer-Grenze-Signals auf den gemeinsamen "Parameter-Nicht-Außer-Grenze"-Ausgangsanschluß (149) zu sperren.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Parameterwert ,"bei welchem das oder jedes weitere Paar von Sensoren Warnsignale abgibt, außerhalb der vorbestimmten Grenze liegt und daß die Torschaltungseinrichtung eine Und-Schaltung (157) ist.

27· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und 26, dadurch gekennzeichnet, daß der spezielle Parameterwert, bei welchem das oder Jedes weitere Paar von Sensoren Warnsignale liefert, außerhalb der vorbestimmten Grenze liegt und daß das Ausgangssignal der ersten Bestätigungsschaltung (156), die mit dem weiteren Paar der Sensoren verbunden ist, die einen zugeordneten speziellen Wert außer oder spätestens außer der vorbestimmten Grenze aufweisen, mit einem Notsteuerausgangs anschluß (162) verbunden ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 22, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der spezielle Parameterwert,an welchem das oder jedes weitere Paar von Sensoren Warnsignale abgeben, unterhalb der vorbestimmten Grenze liegt und daß eine Und-Schaltung (154) vorgesehen ist, die auf gleichzeitige Ausgangssignale der ersten Einrichtung (131, 137? 151) verbunden mit dem weiteren Paar von Sensoren, die einen zugeordneten speziel-

- 56 309848/1098

len Vert außerhalb oder spätestens außerhalb der vorbestimmten Grenze aufweisen und von dem gemeinsamen "Parameter-Außerhalb-Grenze"-Ausgangsanschluß (159) anspricht, um ein Ausgangssignal zu einem Notsteuerausgangs anschluß (162) zu liefern.

29. Vorrichtung nach Anspruch 22, 23, 24 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifizierte Parameterwert, an dem das oder jedes weitere Paar von Sensoren Warnsignale erzeugt, unterhalb der vorbestimmten Grenze ist und daß eine Einrichtung (134, 144, 152) vorgesehen ist, die auf die Lieferung eines Warnsignales von einem der Sensoren in Jedem Paar anspricht, um ein Signal an den gemeinsamen "Paramter-AußerGrenze "-Aus gangs ans chluß (159) über die Oder-Schaltung (155) zu legen, die mit demAnschluß gekoppelt ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifizierte Parameterwert, bei welchem das oder jedes weitere Paar der Sensoren Warnsignale erzeugt, außerhalb der vorbestimmten Grenze liegt und daß eine Einrichtung (133, 134, 153) vorgesehen ist, die auf ein ergänzendes Signal von einem Sensor eines Paares von Sensoren und auf ein gleichzeitiges Warnsignal von einem Sensor eines anderen Paares von Sensoren anspricht, der einen höheren zugeordneten spezifizierten Wert als derjenige des ersten Paares aufweist, um ein Fehlleistungssignal an den "Fehlleistungs"-Ausgangsanschluß (160) über die Oder-Schaltung (156) zu geben, die mit diesem Anschluß verbunden ist.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Apparateteil einer Dampferzeugungsanlage verbunden ist, daß jeder Sensor eine Elektrode umfaßt, wobei die Elektroden eines jeden Paares der Sensoren im Inneren des Apparateteils der Anlage an jeweils verschiedenen Stellen für jedes Paar angeordnet sind und daß

309848/1098

Jeder Sensor so angeordnet und ausgebildet ist, daß er ein Warnsignal abgibt, wenn die Elektrode mit Wasser in Berührung steht.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24- und 26 bis 3O1 dadurch gekennzeichnet, daß sie einem Apparateteil einer Dampferzeugungsanlage zugeordnet ist, -daß jeder Sensor eine Elektrode umfaßt, wobei die Elektroden des zuerst erwähnten Paares im Inneren des Apparateteiles der Anlage an · einem ersten Pegel und die Elektroden der weiteren Paare oder jedes weiteren Paares im Inneren des Apparateteiles der Anlage jeweils an Pegeln angeordnet sind, die höher als der erste Pegel liegen und daß der Sensor so eingerichtet ist, daß er ein Warnsignal abgibt, wenn die Elektrode mit Wasser in Berührung steht.

309848/1098

st.

Leerseite