DE2534279C2 - Ventil - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (26) mit der unter Druck stehenden Leitung (1) über einen Durchflußkanal (27) ständig verbunden und als Speicherraum ausgebildet ist, von dem aus der Druckraum (8) oberhalb des Kolbens (6) über die Steuerleitungen (28, 29, 31, 34) und die Hilfsventile (30,33,35) be- und entlastbar ist und daß Kolben zum Betätigen der Hilfsventile (30, 33, 35) ebenfalls vom Druckmedium betätigt sind.

2. Ventil nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Sicherheitskolbens (18) ständig druckentlastet und mit einer Druckfeder (24) belastbar ist.

3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Sicherheitskolben (18) axial eine Drosselbohrung (23) geführt ist.

4. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Spindel (16) in axialer Richtung eine Bohrung (27) geführt ist, die die unter Druck stehende Leitung (1) unterhalb des Gehäusesitzes (10) mit dem Speicherraum (26) verbindet.

5. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der von dem Hilfsventil zu dem Druckraum (8) führenden Steuerleitung (29) eine Drosselstelle (32) angeordnet ist, die von außen einstellbar ist.

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Verschließen einer unter Druck stehenden Leitung mit Hilfe von Eigenmedium bestehend aus den Merkmaien des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Das Ventil soll bevorzugt in der von einem Dampferzeuger eines Druckwasserreaktors zu einer Turbine führenden, innerhalb der Sekundärabschirmung liegenden Frischdampfleitung angeordnet sein. Eine rolche Dampfleitung muß im Störfalle in kürzester Zeit sicher abzusperren sein, so daß der Durchfluß des Dampfes zur Turbine unterbrochen wird. Steigt nach dem Verschließen der Dampfleitung, z. B. durch Nachzerfallswärme, der Druck im Dampferzeuger an, so muß dafür gesorgt werden, daß der Druck durch Abführen einer gewissen Dampfmenge einen bestimmten Druckwert im Dampferzeuger nicht übersteigt.

In der DE-PS 25 37 959 und der DE-PS 25 37 960 sind Ventiikombinationen der gattungsgemäßen Art beschrieben. Bei dieser Ventilkombination sind die in dem Ventil gebildeten Zylinderräume mit Eigenmedium zu beaufschlagen, das über mehrere außerhalb des Ventiigehäuses verlegte Leitungen der Druck führenden Rohrleitung entnommen wird. Die Beaufschlagung der Zylinderräume wird durch Magnetventile gesteuert Die nur teilweise mit einer Längsbohrung versehene Spindel der Sicherheitseinrichtung ragt in einen Druckraum hinein, der je nach der Stellung der Magnetventile mit Eigenmedium beaufschlagt oder druckentlastet ist.

Aus der DE-AS 19 04 971 ist ein aus einem ersten und einem zweiten Verschlußteil bestehendes Ventil bekannt. Das erste Verschlußteil wirkt mit dem Gehäusesitz zusammen und weist eine zentrale und mehrere seitliche Durchflußöffnungen auf. Die zentrale Durchflußöffnung ist durch das zweite Verschlußteil verschließbar. Beide Verschlußteile sind mit voneinander unabhängigen, mechanischen Antrieben ausgerüstet.

Weiterhin ist ein Überströmventil bekannt (US-PS 23 51 873), dessen Verschlußteil mit einer axialen Bohrung versehen ist. Die Bohrung führt in einen oberhalb des Verschlußteils vorgesehene Kammer, die mit einem Rückschlagventil verbunden ist. Nach Überschreiten ei-

•to nes vorgegebenen Druckes öffnet das Rückschlagventil, wodurch das Verschlußteil entlastet wird und öffnet.

Aus der DE-OS 21 13 788 ist eine Stellvorrichtung für ein Ventil bekannt. Die Stellvorrichtung umfaßt einen Stellzylinder mit einem Kolben und einen Speicher, die aus einer Leitung mit Druckmedium versorgt werden. Das von dem Speicher während der Druckbeaufschlagung des Kolbens aufgenommene Druckmedium wird dazu aufgewendet, den Kolben in Gegenrichtung zu bewegen.

Die Erfindung betrifft die Verbesserung eines gattungsgemäßen Ventils. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung eines gattungsgemäßen Ventils zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Ventil durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Ventil arbeitet nach dem Belastungsprinzip und ist unter Druck zu schließen, so daß es sofort in Schließstellung gefahren werden kann, sobald ein entsprechendes Signal gegeben wird. Das unter Druck stehende, als Steuermedium dienende Eigenmedium, wird in einem besonderen Speicherraum stets zur Verfügung gehalten, aus dem auch die Hilfsventile ver-

M sorgt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch ein Ventil gemäß der Erfindung und

F i g. 2 und 3 ebenfalls im Längsschnitt das Ventil in anderen Betriebsstellungen.

Das dargestellte Ventil ist in der Frischdairpfleitung 1 innerhalb der Sekundärabschirmung eines Druckwasserreaktors angeordnet, die einen Dampferzeuger mit einer Turbine verbindet Die Strömungsrichtung des Frischdampfes durch die Leitung 1 bzw. durch das Ventil ist durch die Pfeile 2 angedeutet. Das Ventilgehäuse 3 ist in festigkeitsmäßig günstiger Kugelform hergestellt. Gleichmäßige Wanddicken vermindern unterschiedliche Spannungen.

In das Ventilgehäuse 3 ragt eine Führungsbuchse 4 hinein und ist mit ihm verschraubt Die Führungsbuchse 4 ist durch einen anschraubbaren Deckel 5 verschlossen. In der Führungsbuchse 4 ist ein Kolben 6 geführt, dessen Oberteil einen größeren Durchmesser aufweist als der untere Teil. Die Laufflächen sind gepanzert; nicht dargestellte Kolbenringe sorgen für eine Abd^;chtung.

Der Kolben 6 ist mit einer Sitzfläche 7 durch Einführen eines Steuermediums in den Druckraum 8 zwischen der oberen Kolbenfläche 9 und dem Deckel 5 auf den Gehäusesitz 10 in Schließstellung zu fahren. Eine Rückdichtung 11 zwischen einer Schulter des Kolbens 4 und der Stirnfläche der Führungsbuchse 4 verhindert bei geöffnetem Ventil ein Eindringen des Druckmediums (Frischdampf) über die Kolbenringe in die Entlastungsräume.

Der untere Teil des Kolbens 6 weist einen Entspannungsraum 12 auf. An den Entspannungsraum 12 schließt sich eine zentrale Eingangsöffnung 13 und mehrere seitliche Austrittsöffnungen 14 an. In geöffneter Ventilstellung sind die seitlichen Austrittsöffnungen 14 durch die Führungsbuchse 4 verschlossen. Die zentrale Eingangsöffnung 13 ist durch den Kegelteil 15 einer Spindel 16 zu verschließen. Dabei drückt sich die Sitzfläche 17 des Kegelteils 15 von unten gegen die entsprechende Fläche dts Kolbens 6. Im drucklosen Zustand werden Kegelteil 15 und Spindel 16 durch die später noch erwähnte Feder 24 gegen die Sitzfläche 17 gezogen.

Die Spindel 16 ist gleitend abgedichtet durch den Kolben 6 und den Deckel 5 geführt. Auch in diesem Fall sind die Laufflächen gepanzert Mit der Spindel 16 ist ein Sicherheitskolben 18 in der Weise verbunden, daß er mit Hilfe einer Mutter 19 gegen eine Schulter 20 der Spindel 16 gedrückt wird.

Der Sicherheittkolben 18 ist in Zylinderräumen 21 und 22 geführt die innerhalb des Kolbens 6 vorgesehen sind. Beide Zylinderräume 21 und 22 sind durch eine axiale Drosselbohrung 23 im Sicherheitskolben 18 miteinander verbunden.

Durch Einleiten eines Steuermediums in de" oberen Zylinderraum 22 kann die Spindel 16 gegen die Kraft der im unteren Zylinderraum 21 angeordneten Druckfeder 24 von der Sitzfläche 17 weg nach unten gefahren werden, so daß die zentrale Eingangsöffnung 13 im Kolben 6 freigegeben wird. Die Betätigung der Spindel 16 kann, wie später noch erläutert wird, unabhängig von der des Kolbens 6 erfolgen.

Auf den Deckel 5 des Ventils ist eine Haube 25 aufgesetzt, die eine als Speicherraum dienende Druckkammer 26 umschließt. Die Druckkammer 26 ist durch einen Durchflußkanal 27, der in axialer Richtung durch die Spindel 16 geführt ist, mit dem Inneren des Gehäuses 3 bzw. mit der unter Druck stehenden Leitung 1 unterhalb de Gehäusesitzes 10 verbunden. Dadurch ist die Druckkammer 26 stets mit als Steuermedium dienendem Eigenmedium gefüllt

Die Druckkammer 26 ist über die Steuerleitungen 28 und 29 mit dem Druckraum 8 verbunden. Zwischen den Steuerleitungen 28 und 29 ist ein aus zwei parallel geschalteten vorgesteuerten, magnetisch betätigten Hilfsventilen 30 bestehender Belastungsblock vorgesehen. In die gemeinsame Steuerleitung 29 ist eine von außen steuerbare Drosselstelle 32 eingebaut, durch die die

ίο Schließgeschwindigkeit des Kolbens 6 eingestellt werden kann. Eine weitere Steuerleitung 31 führt zu einem aus zwei hintereinander geschalteten, vorgesteuerten, magnetisch betätigten Hilfsventilen 33 bestehenden Entlastungsblock. Das Steuermedium dient lediglich der Betätigung der Hilfsventil 33 des Entlastungsblockes. Die Leitung 34 zum Druckraum 8 ist mit der Atmosphäre verbunden. Im Arbeitsfall, d. h„ wenn der Magnet betätigt wird, ist die Leitung 34 geschlossen. Schließlich ist noch der obere Zylinderraum 22 über einen aus zwei parallel geschalteten magnetisch betätigten Hilfsventilen 35 bestehenden Belastungsblock verbunden. Dazu führt eine Steuerleitung 36 von den Hilfsventilen 35 zu der Druckkammer 26. Eine weitere Steuerleitung 37 hat über die durch den Deckel 5 und die Seitenwand der Führungsbuchse 4 geführte Steuerbohrung 38 und ferner über die Steuerbohrung 39 im Kolben 6 Verbindung zu dem oberen Zylinderraum 22. Der durch den Oberteil des Kolbens 6 und die Führungsbuchse 4 gebildete Raum 40 ist ebenso wie der untere Zylinderraum 21 über die Bohrungen 41 und 42 ständig mit einem nicht dargestellten Entlastungsraum verbunden und dadurch druckentlastet.

In F i g. 1 sind die Hilfsventil 30, 33 und 35 nur schematisch zum Verständnis der Erfindung dargestellt. In der tatsächlichen Ausführung sind diese Hilfsventile jeweils in einem Gehäuse untergebracht, das auf dem Deckel 5 des Ventils aufgesetzt ist. Damit sind alle unter Druck stehenden Leitungen in das Ventilgehäuse integriert. Im einzelnen bestehen die Hilfsventile 30,33 und 35 aus zwei über eine sich im Kolben 49 befindliche Drosselstelle 43 verbundene Räume 44 und 45 sowie aus einem weiteren Raum 46. Bei den Hilfsventilen 30 und 35 der Belastungsblöcke stehen die Räume 44 und 45 durch die Verbindung der Steuerleitungen 28 und 36 mit der Druckkammer 26 unter Druck, während der Raum 46 druckentlastet ist. Bei den Hubventilen 33 des Entlastungsblockes erhält der Raum 46 über die Steuerleitung 31 Druck aus der Druckkammer 26. Gleichzeitig sind bei ihnen die Räume 44 und 45 druckentlastet.

Bei Impulsgabe an den nach dem Arbeitsstromprinzip arbeitenden Magneten 47 der Hilfsventile 30 und 35 der Belastungsblöcke drückt die Magnetkraft die Kegelspindel 48 vom Sitz und entlastet über den Raum 46 den Raum 45. Der höhere Druck im Raum 44 bewegt den Kolben 49 mit dem damit verbundenen Kegel 50 in Öffnungsrichtung. Erhält bei den Hilfsventilen 33 des Entlastungsblockes der Magnet 47 einen Impuls und hebt sich dadurch die Kegelspindel 48 vom Sitz ab, so wird der Raum 45 belastet. Der höhere Druck im Raum

bO 45 bewegt den Kolben 49 mit dem Kegel 50 entgegen einer Öffnungsfeder in Schließrichtung.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ventils sei anhand der in den Figuren gezeigten unterschiedlichen 3elriebsstellungen des Ventils erläutert. Im Falle

M der Offcnstellung des Ventils nach F i g. 1 sind die Hilfsventile 30 und 35 der Belastungsblöcke in geschlossener Stellung und versperren den Durchfluß des Steuermediums aus der Druckkammer 26 zu den Räumen 8 und

22. Das Hilfsventil 33 des Entlastungsblockes befindet sich in geöffneter Stellung und hält dadurch den Raum 8 druckentlastet. Die Räume 21 und 40 sind dauerdruckentlastet. Durch den Druckunterschied zwischen den entlasteten Räumen 8,22,21,40 und dem Betriebsdruck im Ventilgehäuse wird das Ventil offen gehalten und kann in dieser Offenstellung bis zu einem Betriebsdruck von ungefähr 5 bar bleiben.

In Fig. 2 werden die Hilfsventile 30 des Belastungsblockes geöffnet und geben den Durchgang des Steuer- mediums von der Druckkammer 26 zum Druckraum 8 frei. Gleichzeitig werden die Hilfsventile 33 des Entlastungsblockes geschlossen, so daß sich im Üruckraum 8 ein Druck aufbauen kann, durch den der Kolben 6 in Schließstellung gefahren wird.

Entsprechend F i g. 3 bleiben nach erfolgtem Schnellschluß, ausgelöst durch einen Impuls von Druckwächtern, die Hilfsventile 30 geöffnet und die Hilfsventile 33 geschlossen. Die Hilfsventile 35 werden geöffnet und geben den Durchgang des Steuermediums aus der Druckkammer 26 zum oberen Zylinderraum 22 frei. In diesem Zylinderraurn 22 baut sich ein Druck auf, der bewirkt, daß sich der Kegelteil 15 der Spindel 16 von der Sitzfläche 17 abhebt. Die für die Drucksenkung im Dampferzeuger erforderliche Dampfmenge wird durch die zentrale Eingangsöffnung 13 über den Entspannungsraum 12 und die freigegebenen seitlichen Austrittsöffnungen 14 abgeführt. Um das Ventil wieder zu öffnen, werden die Hiifsventile 30 und 35 der Belastungsblöcke geschlossen und die Hilfsventile 33 des Entlastungsblockes geöffnet. Dadurch wird der Druckraum 8 druckentlastet. Der Abbau des Druckes im oberen Zylinderraum 22 erfolgt über die Drosselbohrung 23 zum unteren Zylinderraum 21.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Ventil zum Verschließen einer unter Druck stehenden Leitung mit Hilfe von Eigenmedium bestehend aus

— einem Ventilgehäuse, in dem unter Bildung von Druck- oder Zylinderräumen ein Kolben geführt ist, der mit einer Sitzfläche versehen ist, die mit einem Gehäusesitz zusammenwirkt,

— einer auf das Ventilgehäuse aufgesetzten Haube, die eine Druckkammer umgrenzt, in die Druck aus der unter Druck stehenden Leitung unterhalb des Gehäusesitzes leitbar ist,

— zu dem Druckraum oberhalb des Kolbens führenden Steuerleitungen, in denen Hilfsventile angeordnet sind, über die der Druckraum oberhalb des Kolbens be- und entlastbar ist,

— einem in dem unteren Teil des Kolbens vorgesehenen Entspannungsraum mit seitlichen Austrittsöffnungen oberhalb des Kolbensitzes und einer zentralen Eingangsöffnung, die durch ein Kegelteil einer unabhängig vom Kolben steuerbaren Sicherheitseinrichtung verschließbar ist, die aus einer durch den Kolben geführten, mit dem Kegelteil verbundenen Spindel besteht, die über den Druckraum oberhalb des Kolbens hinausragt und die mit einem sie koaxial umgebenden Sicherheitskolben verbunden ist, der in innerhalb des Kolbens gebildeten Zylinderräumen geführt ist sowie

— einem Zylinderraum, der oberhalb des Sicherheitskolbens über eine Steuerleitung mit der Druckkammer verbunden ist,