DE3018093A1

DE3018093A1 - Kombiniertes schnellschluss- und regelventil

Info

Publication number: DE3018093A1
Application number: DE3018093A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Purr; Helmut Dipl.-Ing. 4330 Mülheim Scheffczyk
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1980-05-12
Filing date: 1980-05-12
Publication date: 1981-11-19

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Mülheim a. d. Ruhr VPA 80 P 94-56 DE

Kombiniertes Schnellschluß- und Regelventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein kombiniertes Schnellschluß- und Regelventil, insbesondere für Dampfturbinen, mit zwei auf derselben Seite des Ventilgehäuses angeordneten und unabhängig voneinander steuerbaren Stellantrieben.

Ein derartiges Ventil ist aus der DE-AS 19 16 876 bereits bekannt. Bei dem dort dargestellten Ventil sind die Ventilspindeln des Schnellschlußventilkörpers und des Regelventilkörpers koaxial und konzentrisch zueinander geführt, wobei die Ventilspindel des Schnellschlußventilkörpers die Ventilspindel des Regelventilkörpers hülsenförmig umschließt. Durch diese Anordnung der beiden Ventilspindeln können die beiden Stellantriebe auf derselben Seite des Ventilgehäuses angeordnet werden, so daß sich gegenüber einer Anordnung der Stellantriebe auf verschiedenen Seiten des Ventilgehäuses ein erheblich geringerer Platzbedarf ergibt. Außerdem erfordert die Demontage eines derartigen Ventils zur Inspektion oder Reparatur einen geringeren montagetechnischen Aufwand, da nur eine Seite des Ventils zugänglich gemacht werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kombiniertes Schnellschluß- und Regelventil mit zwei auf derselben Seite des Ventilgehäuses angeordneten Stellantrieben zu schaffen, bei welchem der bauliche Aufwand verringert und die Montage bzw. Demontage weiter vereinfacht wird.
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Diese Aufgabe wird bei einem kombinierten Schnellschluß- und Regelventil der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Stellantriebe über

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die Enden eines zweiarmigen Hebels auf eine am Drehpunkt des Hebels angelenkte gemeinsame Ventilspindel einwirken und daß die Ventilspindel einen Ventilschließkolben und einen Ventilschließkegel trägt, wobei in Schließstellung eines der beiden Stellantriebe der Ventilschließkolben in eine zylindrische Durchflußöffnung eintaucht und in Schließstellung beider Stellantriebe der Ventilschließkegel an einem Kegelsitz anliegt. Hierdurch ergibt sich ein überraschend einfacher Aufbau des Ventils mit nur noch einer Ventilspindel. Auch die an die Funktionssicherheit derartiger Ventile gestellten Anforderungen werden erfüllt, da selbst bei Ausfall eines der beiden Stellantriebe das Ventil über den verbleibenden Stellantrieb geschlossen werden kann. Außerdem ergibt sich durch die Einsparung einer Ventilspindel eine einfachere Montage der Einzelteile.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schnellschluß- und Regelventils gehen der Ventilschließkolben und der Ventilschließkegel einerseits und die zylindrische Durchflußöffnung und der Kegelsitz andererseits unmittelbar ineinander über. Hierdurch kann der Platzbedarf für die Ventilschließteile und die Durchflußöffnung des Ventils weiter verringert werden.

Vorzugsweise ist der Kegelsitz auf der den Stellantrieben zugewandten Seite der zylindrischen Durchflußöffnung angeordnet, so daß die Ventilspindel zusammen mit dem Ventilschließkolben und dem Ventilschließkegel nach einer Seite hin ausgebaut werden kann.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schnellschluß- und Regelventils ist vorgesehen, daß in den Ventilschließkolben ein Strömungsleitkanal mit angenähert radialem Eintritt und angenähert axialem Austritt eingebracht ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders verlustarme Umlenkung innerhalb des Ven-

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• S- VPA 80 P 94-56 DE tils von der radialen in die axiale Richtung, durch welche zusätzlich auch noch die Geräuschentwicklung reduziert wird.

Es ist auch besonders günstig, wenn an dem freien Ende des Ventilsehließkolbens ein Führungszapfen angebracht ist, welcher über den gesamten Hub der Ventilspindel in eine zylindrische Öffnung des Ventilgehäuses eintaucht. Durch diese Abstützung der Ventilschließteile in jeder Stellung des Ventils können Vibrationen sicher verhindert werden.

Anhand einer stark vereinfachten schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch ein kombiniertes Schnellschluß- und Regelventil für Dampfturbinen in Öffnungsstellung beider Stellantriebe,
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Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Ventil in Schließstellung des Stellantriebes für die Regelung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Ventil in Schließstellung beider Stellantriebe und

Fig. 4· einen Längsschnitt durch das Ventil in Schließstellung des Stellantriebes für den Schnellschluß bei einem Störfall.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte SchnellSchluß- und Regelventil besitzt ein Ventilgehäuse 1 mit einem radialen Zuströmkanal 2, einer axial ausgerichteten, kreiszylindrischen Durchflußöffnung 3, deren oberer Bereich in einen Kegelsitz 4- übergeht und mit einem radialen Abströmkanal 5· Das Ventilgehäuse 1 besitzt ferner zwei zu

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der kreiszylindrischen Durchflußöffnung 3 koaxiale öffnungen 6 und 7» wobei die untere Öffnung 6 sacklochartig ausgebildet ist und die obere öffnung 7 an der Oberseite mit einem Gehäusedeckel 8 verschlossen ist. In diesem Gehäusedeckel 8 ist eine Ventilspindel 9 geführt, welche an ihrem unteren Ende einen der oberen öffnung 7 zugeordneten Führungskolben 10 trägt. Von oben nach unten gesehen schließen an den Führungskolben 10 ein Ventilschließkegel 11, ein Ventilschließkolben und ein Führungszapfen 13 an, wobei in den unteren Bereich des Ventilschließkolbens 12 ein ringförmiger Strömungsleitkanal 14- mit angenähert radialem Eintritt und angenähert axialem Austritt eingebracht ist.

Das obere Ende der Ventilspindel 9 ist am Drehpunkt eines zweiarmigen Hebels 16 angelenkt, wobei das eine Ende des zweiarmigen Hebels 16 mit der Betätigungsspindel 18 eines ersten Stellantriebes 19 gelenkig verbunden ist und wobei das andere Ende des zweiarmigen Hebels 16 mit der Betätigungsspindel 20 eines zweiten Stellantriebs 21 gelenkig verbunden ist. Der erste Stellantrieb 19 dient hierbei zur Regelung der durch das Ventilgehäuse 1 strömenden Dampfemenge, während durch den zweiten Stellantrieb 21 der Schnellschluß des Ventils nach Erreichen der Schnellschlußdrehzahl der Dampfturbine bewirkt wird. Die Abstützung der beiden Stellantriebe 19 und 21 am Ventilgehäuse 1 oder am Gehäusedeckel 8 ist in der vereinfachten schematischen Zeichnung nicht dargestellt.

Fig. 1 zeigt das Ventil in Öffnungsstellung sowohl des Stellantriebes 19 für die Regelung als auch des Stellantriebes 21 für den Schnellschluß. In dieser Stellung taucht der Ventilschließkolben 12 nur so weit in die zylindrische Durchflußöffnung 3 ein, daß für den Dampfdurchfluß der gesamte Eintrittsquerschnitt des Strömung si ei tkanals 14 zur Verfugung steht. Der Führungs-

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kolben 10 taucht hierbei vollständig in die obere öffnung 7 ein, während der Führung s zap fen 13 in· dieser Stellung nur mit seinem unteren Bereich in die untere öffnung 6 eintaucht. Durch diese Abstützung des Führungskolbens 10 und des Führungszapfens 13 im Ventilgehäuse 1 wird die Ventilspindel 9 von den durch die Dampfströmung verursachten Querkräften entlastet.

Zur Regelung des Dampfdurchflusses durch das Ventil wird die Betätigungsspindel 18 des Stellantriebes 19 für die Regelung nach unten bewegt, wodurch der Eintrittsquerschnitt des Strömungsleitkanals 14 der jeweiligen Regelstellung entsprechend verringert wird. In der in Fig. 2 dargestellten Schließet elluiqg des Stellantriebes 19 für die Regelung taucht dann der Ventilschließkolben so weit in die zylindrische Durchflußöffnung 3 ein, daß der Eintritt des Strömungsleitkanals 14 verschlossen ist und der Dampfdurchfluß durch das Ventil bis auf eine unerhebliche Leckrate unterbrochen ist.

Fig. 3 zeigt das Ventil in Schließstellung sowohl des Stellantriebes 19 für die Regelung als auch des Stellantriebes 21 für den Schnellschluß. In dieser Stellung liegt der Ventilschließkegel 11 am Kegelsitz 4, wodurch der Dampfdurchfluß durch das Ventil vollständig unterbrochen wird.

Fig. 4 zeigt einen Störfall, bei welchem der Stellantrieb 19 für die Regelung fehlerhaft in öffnungsstellung verblieben ist, während der Stellantrieb 21 für den Schnellschluß nach Erreichen der Schnellschlußdrehzahl der Dampfturbine in Schließstellung gebracht wurde. In dieser Stellung taucht der Ventilschließkolben 12 so weit in die zylindrische Durchflußöffnung 3 ein, daß der Eintritt des Strömungsleitkanals 14 verschlossen ist und der Dampfdurchfluß durch das Ventil bis auf eine unerhebliche Leckrate unterbrochen ist.

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YPA 80 P 9456 DE Bei dem vorstehend beschriebenen kombinierten Schnellschluß- und Regelventil ist also eine doppelte Sicherheit voll gewährleistet, da bei einem Regelversagen die weitere Dampfzufuhr zur Turbine durch die Schnellschlußauslösung unterbrochen wird. Im umgekehrten Fall wird bei einem Versagen der SchnellSchlußauslösung die weitere Dampfzufuhr entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Stellung durch den Stellantrieb 19 für die Regelung unterbrochen.

4- Figuren

5 Patentansprüche

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Claims

3Q18Q93

VPA 80 P 94-56 DE Patentansprüche

rü Kombiniertes Schnellschluß- und Regelventil, insbesondere für Dampfturbinen, mit zwei auf derselben Seite des Ventilgehäuses angeordneten und unabhängig voneinander steuerbaren Stellantrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stellantriebe (19, 21) über die Enden eines zweiarmigen Hebels (16) auf eine am Drehpunkt (15) des Hebels (16) angelenkte gemeinsame Ventilspindel (9) einwirken und daß die Ventilspindel (9) einen Ventilschließkolben (12) und einen Ventilschließkegel (11) trägt, wobei in Schließstellung eines der beiden Stellantriebe (19, 21) der Ventilschließkolben (12) in eine zylindrische Durchflußöffnung (3) eintaucht und in Schließstellung beider Stellantriebe (19, 21) der Ventilschließkegel (11) an einem Kegelsitz (4-) anliegt.
2. Kombiniertes SchnellSchluß- und Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkolben (12) und der Ventilschließkegel (11) einerseits und die zylindrische Durchflußöffnung (3) und der Kegelsitz (A) andererseits unmittelbar ineinander übergehen.
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3· Kombiniertes Schnellschluß- und Regelventil nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelsitz (A) auf der den Stellantrieben (19, 21) zugewandten Seite der zylindrischen Durchfluß-Öffnung (3) angeordnet ist.
4. Kombiniertes Schnellschluß- und Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ventilschließkolben (.12) ein Strömungsleitkanal (.1*0 mit angenähert radialem Eintritt und angenähert axialem Austritt eingebracht ist.

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5. Kombiniertes Schnellschluß- und Regelventil nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, d'a durch, gekennzeichnet, daß an dem freien Ende des Ventilschließkolbens (12) ein Führungszapfen (13) angebracht ist, welcher über den gesamten Hub der Ventilspindel (9) in eine zylindrische Öffnung (6) des Ventilgehäuses (1) eintaucht.

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