DE2502825C2 - Ventil zum Verschließen von Dampfleitungen - Google Patents

Description

Zylinderraum (16) erfolgt, der durch die ventilsitzseitige Fläche des Kolbens (14) begrenzt ist.

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Verschließen von Dampfleitungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs.

Ein solches Ventil ist aus der Zeitschrift Nuclear Engineering International, August 1973, Seiten 629-631 bekannt Derartige Ventile sind außerhalb der Sekundärabschirmung von Kernkraftwerken in der Frischdampfleitung angeordnet, die von dem innerhalb der Abschirmung liegenden Dampferzeuger zu einer Turbine führt. Sie dienen dazu, die Dampfzufuhr zu unterbrechen, wenn durch einen Bruch der Dampfleitung Dampf nach außen zu dringen sucht. Ebenso müssen die Ventile schließen, wenn ein Schaden in der Dampfleitung außer- π halb der Abschirmung auftritt.

Bei den bekannten Ventilen sind mehrere Steuerglieder für die Ent- und Belastung der Zylinderräume erforderlich, die die Störungsempfindlichkeit des Ventils erhöhen. Die Druckzuführung von der Ausgangsseile zu m> den Zylinderräumen erfolgt über eine Bohrung innerhalb des Gehäuses. Diese Bohrung ist aus baulichen Gründen sehr lang und ist schwer zu fertigen.

Aus der DE-AS Il 82 921 ist ein vorgesieucrics. automatisch ansprechendes Sicherheitsventil bekannt, das tr> bei einem vorgegebenen Druck öffnen soll. In dem Verschlußteil des Ventilkörpers sind /wci jeweils mit einem Rückschlagventil versehene Bohrungen angebracht.

Zylinderraum 9

flächen durch die kreisringförmigen Stirnflächen 10 des Hohlzyiinders 7 und durch die dem Ventilkegel 5 abgewandte Fläche 11 gebildet sind.

In den Hohlraum 9 hinein ragt ;in weiterer mit dem Gehäuscdeckel 4 verbundener Zylinder 12, dessen Boden 13 mit einer Durchführung versehen ist. In diesem Zylinder 12 ist ein Kolben 14 geführt, der über eine durch den Boden 13 geführte Kolbenstange 15 mit dem Ventilkegel 5 verbunden ist. Der Kolben 14 ist beidseitig bcaufschlagbar. Unterhalb des Kolbens 14 ist der Zylinderraum 16 gebildet.

Die obere Kolbenfläche des Kolbens 14 ist durch eincn aufgesetzten Hohlzylinder 17, der an der zurückspringenden Innenfläche des Zylinders 12 gleitet, geteilt. Dadurch entsteht eine innere kreisförmige Kolbenfläche 18 und eine äußere kreisringförmige Kolbenfläche 19, an denen unterschiedliche Drücke anstehen, indem

5·) die Kolbenfläche 18 mit einer später noch beschriebenen, normalerweise geöffneten Entlastungsleitung 33 in Verbindung steht, während die äußere Kolbenfläche 19 mit Dampfdruck beaufschlagt ist. Diese äußere Kolbenfläche 19 liegt innerhalb eines durch den Hohlzylinder

on 17 und den Zylinder 12 gebildeten Zylinderraumes 20. Die obere Stirnfläche 21 des Hohlzylinders 17 liegt bei angehobenem Ventilkegel 5, d. h. in Offenstellung des Ventils, an der Deckplatte 22 des Gehäusedeckels 4 dicht an und bildet somit eine Rückdichtung, die ein Aiisireicn von Dampf durch das Ventil verhindert. In dem durch den Kolben 14. den I lohl/.ylindcr 17 und der Deckplatte 22 gebildeten Hohlraum 23 befindet sich

p g

eine Feder 24, die sich gegen Kolben 14 und Deckplatte

221egt.

Die einzelnen Zylinderräume sind miteinander bzw. mit der dampfführenden Leitung auf die folgende Weise verbunden. Der Zylinderraum 9 ist mit dem Innenraum des Gehäuses 3 oberhalb des Ventilsitzes 6 über die Bohrung 25 verbunden. Eine weitere Bohrung 26 stellt die Verbindung zwischen dem Zylinderraum 9 und dem Inneren des Gehäuses 3 unterhalb des Ventilsitzes 6 her. Diese Bohrung 26durchdringt den Ventilkegel 5. In beiden Bohrungen 25 und 26 ist jeweils ein Rückschlagven- ι ο til 27 bzw. 28 angeordnet, das bei Oberdruck im Zylinderraum 9 schließt Der Zylinderraum 16 ist mit dem Zylinderraum 9 durch die Bohrung 29, die gegebenenfalls ein Rückschlagventil enthält, verbunden. Die Wand des Zylinders 12 weist in axialer Richtung eine Bohrung

30 auf, die kurz oberhalb des Bodens 13 mündet und zu einem auf dem Gehäusedeckel 4 aufgesetzten Magnetventil 31 führt. Eine nicht absperrbare Bohrung 32 verbindet die Zylinderräume 9 und 20. In den Zylinderraum 23 mündet eine Entlastungsleitung 33.

Die Steuerung des Ventils erfolgt nach dem Entlastungsprinzip. Hierbei ist nur ein einziges Magnetventil

31 erforderlich. Bei geschlossenem Magnetventil 31 öffnet das Ventil bzw. bleibt in Offenstellung. Bei geöffnetem Magnetventil 3t schließt das Ventil.

Folgende Ventileinstellung sind möglich:

1. Ventil in Offenstellung.

Das Offenhalten des Ventils erfolgt durch den auf der Kolbenfläche 18 druckentlasteten Kolben 14, der an der Rückdichtung anliegt Dadurch wird Leckdampfverlust über den Kolben vermieden. Die Zylinderräume 9, 16, 20 sind mit dem Eigenmedium (Frischdampf) gefüllt, so daß in ihnen der Betriebsdruck herrscht. Das Magnetventil 31 ist geschlossen.

2. Ventil nimmt Schnellschluß zur Turbinenseite vor. Durch öffnen des Magnetventils 31 wird der Zylinderraum 16 unterhalb des Kolbens 14 druckentlastet. Über das Rückschlagventil 27 bleibt der Zylinderraum 9 des Ventilkegels 5 und der Zylinderraum 20 druckbeaufschlagt. Das Rückschlagventil 28 schließt gegenüber der drucklosen Austrittsseite 2. Aufgrund der in Schließstellung des Ventilkegels 5 am Stufenkolben anstehenden Druckdifferenz bleibt das Ventil auch geschlossen, wenn das Magnetventil 31 geschlossen wird und sich im Zylinderraum 16 Betriebsdruck aufbaut.

3. Ventil nimmt den Schnellschluß zdr Dampferzeugerseite vor. Durch öffnen des Magnetventils 31 wird der Zylinderraum 16 unterhalb des Kolbens 14 druckentlastet. Über das Rückschlagventil 28 bleibt der Zylinderraum 9 des Ventilkegels & druckbeaufschlagt, ebenso wie der Zylinderraum 20. Der gegenüber dem Durchmesser des Ventilsitzes 6 größere Durchmesser des Hohlzylinders 7 bewirkt eine ausreichende Anpreßkrafl auf den Ventilsitz 6.

4. öffnen des Ventils. Das Magnetventil 31 wird geschlossen. An der Ein-

trittsseits 1 steht der Betriebsdruck von beispielsweise 90 bar und an Austrittsseite 2 ein niedriger Druck von 65 bar an. An der unteren Seite des Kolbens 14 baut sich über Leckagequerschnitte der Betriebsdruck auf. Dadurch, daß der Zylinderraum 23 druckentlastet ist, herrscht eine Antriebskraft, die den Ventilkegel 5 auch bei der Druckdifferenz von 25 bar öffnet.

Ebenso öffnet das Ventil bei einem Betriebsdruck von 5 bar, wenn am Ventilkegel 5 Druckausgleich herrscht, bs

5. Öffnen mit Fremdmedium bei drucklosem Ventil. Im drucklosen Zustand schließt das Ventil durch Federkraft. Über einen Anschluß 34 ist die Möglichkeit gegeben, die Unterseite des Kolbens 14 mit Fremdmedium zu beaufschlagen und das Ventil in Öffnungsrichtung zu fahren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. wobei jede Bohrung mit einer der VentHbohrungen in Patentanspruch: Verbindung steht

   Weiterhin ist aus der DE-AS 12 63 432 ein druckmittelbetätigtes Ventil für Gasturbinenanlagen bekannt Das Verschlußstück dieses Ventils wird durch einen Stufenkolben verstellt der durch ein einziges Hilfsventil betätigt wird.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine gattungsgemäßes Ventil in Aufbau und Steuerung zu vereinfachen, wobei es sowohl bei der auf der Eintrittsseite als auch auf der Austrittsseite anstehendem Druck schließen kann.

   Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches gelöst is Bei dem erfindungsgemäßen Ventil sind die Steuerleitungen so geführt daß der Aufbau des Ventils vereinfacht wird. Für die Steuerung des Ventils ist nur ein einziges Magnetventil erforderlich.

   Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge-

   häuses (3) dichtend gleitet daß in den Hohlzylinder 20 stellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die W der Zywjfder (12) des Gehäusedeckels (4) mit Ab- Zeichnung gibt im Querschnitt das erfindungsgemäße stand eingreift daß der Kolben (14) auf seiner dem Ventil wieder, wobei in F i g. 1 der geöffnete und in Ventilsitz (6) abgewandten Seite in zwei voneinan- F i g. 2 der geschlossene Zustand gezeigt ist
   der getrennte Kolbenflächen (18,19) geteilt ist, de- Das dargestellte Ventil wird in die Frischdampflei-

   ren innere durch die Feder (24) belastet ist daß die 25 tung eines Kernkraftwerkes eingesetzt Die Eintrittsseidurch die Rückschlagventile (27, 28) absperrbaren te 1 des Ventils wird an den nicht dargestellten Dampf-Zuführungsbohrungen (25, 26) in den durch den erzeuger innerhalb der Sekundärabsciiirmung und die Hohlzylinder (7) begrenzten Zylinderraum (9) mün- Austrittsseite 2 an eine Turbine angeschlossen,
   den, daß eine Zuführungsbohrung (26) mit Rück- Das Ventil besteht aus dem Gehäuse 3, in dessen Dek-

   schlagventil (28) im Ventilkegel (5) angeordnet ist, jo kel 4 ein Stufenkolben gleitend geführt ist. Der untere daß die Dnjckbeaufschlagung der durch den Kolben Teil des Stufenkolben ist als Ventilkebel 5 ausgebildet, (14) ventilsitzseitig und mit seiner äußeren Kolben- der auf dem Ventilsitz 6 des Gehäuses 3 gedrückt werfläche (19-> auf der d^m Vei-.<ilsitz (6) abgewandten den kann. Der äußere Rand des Ventilkegels 5 setzt sich Seite begrenzten Zylinderräume (16,20) vom Zylin- nach oben in einem Hohlzylinder 7 fort, der an der derraum (9) aus erfolgt und jaß das öffnen und J5 Innenwand eines hohlzylinderischen Ansatzes 8 des GeSchließen des Ventils über den druckentlastbaren häuses 3 gleitend geführt ist. Auf diese Weise ist ein

   entstanden, dessen wirksame Kolben-

   Ventil zum Verschließen von Dampfleitungen, bei dem ein hohlgebohrter, durch eine Feder in Schließrichtung beaufschlagter Kolben in einem Zylinder eines Ventilgehäusedeckels unter Bildung von durch Eigenmedium beaufschlagbaren Zylinderräumen geführt ist die durch mittels Rückschlagventile absperrbare Zuführungsbohrungen mit der jeweils durckbeaufschlagten Ein- bzw. Auslrittsseite des Ventils verbunden sind, wobei der Kolben über eine durch den Boden des Zylinders abgedichtet geführte Kolbenstange mit einem Ventilkegel verbunden ist, der auf einer dem Ventilsitz abgewandten Seite als Kolbenfläche wirkt dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Rand des Ventilkegels (5) ein Hohlzylinder (7) angesetzt ist, der an der Innenseite eines hohlzylindrischen Ansatzes (8) des Ge-