DE3042951A1 - Verfahren zum ansteuern eines ventils an druckbelasteten anlagen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Ansteuenieines Ventils an druckbelasteten Anlagen.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Ventils an druckbelasteten Anlagen, in denen unterschiedliche Druckänderungsgeschwindigkeiten (Druckgradienten) auftreten, wol)ei tlas Öffnen und/oder Schließen des Ventils bei reichen eines vorgegebenen Grenzwertes erfolgt.
• Bei technischen Anlagen und Systemen mit unterschiedlichen Druckgradienten tritt, bei eine bestimmte Geschwindigkeit überschreitenden Druckänderungen, ein unerwünschtes Überschwingen des zulässigen Systemdruckes auf. Zur Vermeidung des Uberschwingens könnte man ein Ventil einer solchen Anlage derart ansteuern, daß es generell vor Erreichen der zulässigen Druckwerte öffnet bzw. schließt.
• Diese Fahrweise hätte den Nachteil, daß auch bei geringer Druckänderungsgeschwindigkeit das Ventil bereits unterhalb des vorgegebenen Druckwertes anspricht, obwohl in einem solchen Fall möglicherweise durch andere Maßnahmen der Druck unterhalb der zulässigen Druckgrenze gehalten werden kann. Ist das Ventil z.B. ein Sicherheitsventil in einer großtechnischen Anlage, so verursacht das unnötige Ansprechen unter Umständen einen erheblichen Produktionsausfall.
• Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern eines Ventils für Anlagen der eingnni';s genannten Art anzugeben, mit dessen Hilfe ein Überschwingen des Druckes bei gleichzeitiger Reduzierung der Ansprechhäufigkeit cies Ventils vermieden wird.
• Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß neben den vorgegebenen Grenzwerten als weiteres Kriterium der Ansteuerung der Druckgradient verwendet wird. Damit wird die Ansprechhäufigkeit des Ventils auf ein Minimum beschränkt.
• Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird nach dem Über- bzw. Unterschreiten eine obnr'- 1w. unterha des vorgegebenen Grenzwertes liegenden Druckwertes allein der Druckgradient als Kriterium zur Ansteuerung des Ventils verwendet.
• Vorzugsweise werden vor Erreichen des vorgegebenen Grenzwertes gestaffelte Kriterien für Druck und Druckgradient eingesetzt, wobei zum Schutz gegen Uberdruck großen positiven Druckgradien niedrige Grenzwerte und kleinen positiven Druckgradienten höhe angesetzte Grenzwerte zugeordnet und zum Schutz gegen unerwünschten Druckabfall große negative Druckgradienten mit hoher Grenzwerten und kleine negative Druckgradienten mit niedrigen Grenzwerten verknüpft.
• Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß schon frühzeitig und in mehreren Stufen der Verlauf der Druckänderung erkannt; wir Somit können rechtzeitig Gegenmaßnahmen eingeleitet und ein Ansprechen des Ventils bzw. ein Uberschwingen des Systomdruckt vermieden werden.
• Anhand der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Schaubilder wird das erfindungsgemäße Verfal beschrieben.
• Mit dem ersten Beispiel soll anhand des Schaubildes 1 die t wendung des Verfahrens für ein Abblase- oder Sicherhei tsventi @schrioben werden. Eine dem Ventil vorgeschaltete Druckmeß-@elle ermittelt in der zu überwachenden Anlage den lstdruck, und eine Rechenschaltung den Druckgradienten (Druckänderungsgeschwindigkeit), der in diesem Beispiel einem Druckanstieg entspricht. Als vorgegebener Grenzwert, bei dem das Abblase-oder Sicherheitsventil ansprechen muß, wird 165 bar angenommen.
• Der Grenzwert oberhalb dessen die Ansteuerung von dein Druckgradienten abhängt, soll 160 bar betragen. Als Druckgradient, bei dem ein gefährliches Überschwingen des Druckes eintreten kann, wird ein bar/s zugrundegelegt. Sinkt der Druck in der zu überwachenden Anlage unter 155 bar, erfolgt das Schließen des Abblase- oder Sicherheitsventils. Eine Auswahllogik wird bei gellleinsalllen Aufl;reten der Kriterien "Druck größer als 160 bar" und "Druckgradient größer als 1 bar/s" das öffnen des Ventils geben. Das frühzeitige Öffnen des Ventils verhindert ein Überschwingen des Druckes auf Werte oberhalb des vorgegebenen Druckwertes von 165 bar. Liegt der Druckgradient unter 1 bar/s so öffnet das Ventil nach Überschreiten des vorgegebenen Grenzwertes von 165 bar. Bei dieser "langsamen" Druckänderung können vor Erreichen des vorgegebenen Druckwertes von 165 bar anlagenspezifische Maßnahmen eingeleitet werden, die eine Druckabsenkung einleiten und das Ansprechen des Abblase- oder Sicherheitsventils verhindern. Im Bedarfsfall kann die eßwerterfassung mehrfach erfolgen. Die Kriterien werden dann über Auswahllogiken wie z.B. 1 von 2 oder 2 von 3 gebildet.
• Das zweite Beispiel zeigt anhand des Schaubildes 2 eine gestufte Wahl der Auslösewerte, wodurch eine verfeinerte Anpassung an die auftretenden Druckanstiegstransienten möglich ist.
• Wegen des besseren Verständnisses wird von denselben Druckwerten wie beim ersten Beispiel ausgegangen. Diese Werte sind selbstverständlich nur beispielhaft zu sehen und bei der Anwendung des Verfahrens anlagenspezifisch festzulegen. Bei der logischen Und-Verknüpfung nach dem Schaubild 2 ist einem großen positiven Druckgradient ein niedriger Druckwert als Kriterium zugeordnet.
• o wird bei einem Druckgradienten von weniger als 0,5 bar/s das Abblase- oder Sicherheitsventil erst bei tSberschreiten des vorgegebenen Grenzwertes von 165 bar öffnen. Ist der Druck- gradient größer als 0,5 bar/s so wird das Ventil nach Überschreiten des Grenzwertes von 163 bar geöffnet. Oberhalb eines Druckgradienten von 0,8 bar/s ist der Grenzwert 162 bar und oberhalb 1 bar/s 161 bar.
• Anhand des dritten Beispiels soll mit Schaubild 3 di' Arwendung des Verfahrens zur Ansteuerung des Schließverganges eines Ventils beschrieben werden. Bei zu schnellem Druckabfall muß das Ventil bereits oberhalb des vorgegebenen Druckwertes von 155 bar schließen um einen unerwünschten Druckabfall zu vermeiden. Bei einem Druckabfall von weniger als, paris (negativer Druckgradient) wird nach Unterschreiten des vorgegebenen Grenzwertes von 155 bar das Ventil geschlosser). ei einem Druckgradient von-0,4 bis-0,6 bar/s wird über die Auwahllogik bereits bei einem Grenzwert von 157 bar der Schließvorgang des Ventils eingeleitet. Weist der Druckgradient einer Wert zwischen-0,6 und-0,8 bar/s auf, wird das Ventil bei 1'.59 @ und bei einem solchen von-0,8 bis-1 paris wird es bei 1C,1 baT geschlossen.
• Das vierte Beispiel zeigt mit dem Schaubild it di. e Anwendung des Verfahrens zur Ansteuerung des Druckhalter-Sprühsystems eines Druckwasserreaktors.
• Ist der Druckgradient kleiner als ein bar/s, wo wird das Ventil bei 150 bar geöffnet. Bei einem Druckgradienten größer als 1 bar/s wird durch Und-Verknüpfung mit dessen Gradient (la Sprühventil bereits bei Überschreiten des Grenzwertes von 147 zum Öffnen angesteuert. Das Ventil wird in diesem Beispiel ohne Einsatz der Auswahllogik bei 135 bar geschlossen.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich das Ansteuern von Ventilen an Anlagen mit unterschiedlichen Druckgradienten auf einfache und sichere Weise durchfüiiren.

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Ansteuern eines Ventils an druckbelasteten Anlagen, in denen unterschiedliche Druckgradienten auf treten, wobei das Öffnen und/oder Schließen des Ventils bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß neben den vorgegebenen Grenzwerten als weiteres Kriterium der Ansteuerung der Druckgradient verwendet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Über- bzw. Unterschreiten eines ober- bzw. unt halb des vorgegebenen Grenzwertes liegenden Druckwertes allein der I)ruckgradient als Kriterium zur Ansteuerung des Ventils verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor Erreichen des vorgegebenen Grenzwertes gestaffelte Kriterien für Druck und Druckgradient eingesetzt. werden, wobei zum Schutz gegen Überdruck großen positiven Druckgradienten niedrige Grenzwerte und kleinen positiven Druckgradienten höher angesetzte Grenzwerte zugeordnet und zum Schutz gegen unerwünschten Druckabfall große negative Druckgradienten mit hohen Grenzwerten und kleine negative Druckgradienten mit niedrigen Grenzwerten verknüpft we@de