DE3129125C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrohydraulischen Stellantrieb für Turbinenventile.

Ein solcher Stellantrieb ist bereits aus der FR-PS 11 66 103 bekannt. Dort wird auch schon vorgeschlagen, die zu einem solchen Antrieb gehörende Hydropumpe in einem Vorratsbehälter für Öl anzuordnen. Bei dem beschriebenen Antrieb handelt es sich jedoch nicht um einen in Schließrichtung federbelasteten Sicherheits­ antrieb für Turbinenventile mit einem Druckspeicher, sondern um einen in beiden Bewegungsrichtungen gleichermaßen durch die Hydropumpe betäigten Antrieb. Auch auf die Kompaktheit des Systems wurde kein besonderer Wert gelegt.

Ein Hydraulikaggregat, bei welchem auch auf die Kompaktheit besonderer Wert gelegt wurde, ist allerdings in der DE-OS 21 28 026 beschrieben. Dort wird vorgeschlagen, einen Druckspeicher innerhalb eines Vorratsbehälters anzuordnen. Das beschriebene Hydraulikaggregat ist jedoch insbesondere für Kraftfahrzeuge gedacht, so daß eine unmittelbare Übertragbarkeit dieser Lehre auf elektrohydraulische Stellantriebe für Turbinenventile wegen der unterschiedlichen Anschlußbedingungen nicht gegeben ist.

Ein elektrohydraulischer Stellantrieb für Tur­ binenventile ist auch bereits in der älteren Anmeldung nach der DE-OS 30 19 602 beschrieben. Beim Einsatz solcher elek­ trohydraulischer Stellantriebe für die Betätigung von Turbinenventilen müssen einerseits äußerst hohe Stell­ kräfte bei geringen Stellzeiten aufgebracht werden, wäh­ rend andererseits schon die Unterbringung der Turbinen­ ventile selbst unter beengten Platzverhältnissen Schwie­ rigkeiten bereitet und von dem Stellantrieb daher mög­ lichst geringe Baugrößen und möglichst geringe Baugewich­ te gefordert werden. Um diese Forderungen gleichzeitig realisieren zu können, ist bei dem bekannten elektro­ hydraulischen Stellantrieb die Verwendung von mindestens einem hydraulischen Druckspeicher und einer Kraftspeicher­ feder vorgesehen. Die Stellbewegungen des Turbinenventils ergeben sich dann durch das Zusammenwirken von zwei Spei­ chern, wobei die Kraftspeicherfeder als der erste Spei­ cher in Schließrichtung wirkt und wobei der hydraulische Druckspeicher als der zweite Speicher über den hydrau­ lischen Stellzylinder in Öffnungsrichtung wirkt. Der Elek­ tromotor und die Hydropumpe können dann so klein bemes­ sen werden, daß der Förderstrom der Hydropumpe nur noch zur Deckung von Leckverlusten und zum langsamen Auffüllen des Druckspeichers ausgelegt sein muß. Dadurch ergibt sich eine äußerst kompakte Bauweise des am Ventilgehäuse angeordneten kompakten Antriebsblockes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrohydraulischen Stellantrieb so zu verbessern, daß der am Ventilgehäuse angeordnete Antriebsblock noch kom­ pakter ausgebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Die Baugröße des gesamten Antriebsblockes kann also da­ durch noch weiter verringert werden, daß die Hydropumpe ganz und der hydraulische Druckspeicher zumindest teil­ weise im Innern des Vorratsbehälters untergebracht wer­ den. Der Platzbedarf von Hydropumpe und hydraulischem Druckspeicher entspricht damit praktisch nur noch dem Volumen der verdrängten Hydraulikflüssigkeit. Verklei­ dungen, die bei eventuellen Leckagen von Hydropumpe und hydraulischem Druckspeicher einen unkontrollierten Aus­ tritt von Hydraulikflüssigkeit verhindern sollen, können durch die Unterbringung dieser Bauteile im Vorratsbe­ hälter entfallen. Ein weiterer Vorteil der Unterbringung von Hydropumpe und Druckspeicher im Vorratsbehälter ist, daß der räumliche Aufwand für die hydraulische Verbindung der einzelnen Bauteile erheblich verringert wird und Rohrleitungen weitgehend entfallen können.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Dabei ist in der Zeichnung ein Längs­ schnitt durch einen auf einem Turbinenventil angeordneten elektrohydraulischen Stellantrieb dargestellt.

Der als kompakter Antriebsblock ausgebildete elektrohy­ draulische Stellantrieb ist mit einer Grundplatte 1 über eine Ventillaterne 2 am Ventildeckel 3 eines Turbinen­ ventils 4 befestigt. Als Tragkonstruktion des gesamten Antriebsblockes dienen zwei quaderförmige und parallel zueinander ausgerichtete Tragplatten (Träger) 5, die mit ihren einen Stirnflächen starr mit der Grundplatte 1 und mit ihren anderen Stirnflächen starr mit einem hydraulischen Stellzylinder 6 verbunden sind. Zwischen den beiden Tragplatten 5 ist eine Betätigungsstange 7 angeordnet, welche den Stellkolben 8 des hydraulischen Stellzylinders 6 mit einer Ventilspindel 9 verbindet, die an ihrem Ende den Ventilkegel 10 des Turbinenventils 4 trägt. Von den beiden Tragplatten 5 ist in der Zeichnung nur diejenige zu erkennen, die hinter der Bildebene bzw. hinter der Betätigungsstange 7 angeordnet ist. Die andere nicht dar­ gestellte Tragplatte 5 ist mit gleichem Abstand vor der Bildebene bzw. vor der Betätigungsstange 7 angeordnet. Der Raum zwischen den beiden Tragplatten 5 ist auch für die Unterbringung einer Kraftspeicherfeder 11 vorgesehen. Diese Kraftspeicherfeder 11 ist auf der Betäigungsstange 7 zwischen einem an der Betätigungsstange 7 befestigten Teller 12 und dem hydraulischen Stellzylinder 6 derart angeordnet, daß sie bei einer Öffnung des Turbinenven­ tils 4 durch einen entsprechenden Hub des Stellkolbens 8 gespannt wird und nach einer Entlastung des Stellkol­ bens 8 das Turbinenventil 4 rasch zu schließen vermag.

Jeweils eine der nach außen gewandten kleineren Seiten­ flächen der beiden quaderförmigen Tragplatten 5 dient zur Befestigung eines Vorratsbehälters 13, auf welchem ein Elektromotor 14 angeordnet ist. Dieser Elektromotor 14 treibt eine innerhalb des Vorratsbehälters 13 ange­ ordnete und in der Zeichnung nicht näher dargestellte Hydropumpe an, welche Hydraulikflüssigkeit aus dem Vor­ ratsbehälter 13 in den Stellkreis fördert. Die Hydro­ pumpe fördert die Hydraulikflüssigkeit dabei aber nicht unmittelbar in den Stellkreis, sondern mittelbar über einen hydraulischen Druckspeicher 15, wobei der Förder­ strom der Hydropumpe nur zur Deckung von Leckverlusten und zum langsamen Auffüllen des hydraulischen Druck­ speichers 15 ausgelegt ist. Der größte Teil des als Gas­ speicher ausgebildeten hydraulischen Druckspeichers 15 ist dabei im Innern des Vorratsbehälters 13 angeordnet, wobei lediglich der Gasanschluß und die Membran von außen zugänglich sind. Die Durchtrittsstelle des hydraulischen Druckspeichers 15 durch die Wandung des Vorratsbehälters 13 ist flüssigkeitsdicht ausgeführt. Bei eventuellen Leckagen im Bereich des druckseitigen Anschlusses des hydraulischen Druckspeichers 15 oder im Bereich des druckseitigen Anschlusses der Hydropumpe entstehen keine Probleme, da die austretende Hydraulikflüssigkeit im Vorratsbehälter 13 aufgefangen wird.

Die beiden Tragplatten 5 haben außer der Aufgabe als Tragkonstruktion des gesamten Antriebsblockes zusätzlich auch noch die Aufgabe, einzelne Bauteile des elektrohy­ draulischen Stellantriebes hydraulisch miteinander zu verbinden, so daß Verbindungsleitungen ganz oder zumin­ dest weitgehend entfallen können. Diese hydraulische Ver­ bindung erfolgt durch in die Tragplatte 5 eingebrachte Kanäle, wobei in der Zeichnung Kanäle 16, 17 und 18 der hinter der Bildebene angeordneten Tragplatte 5 zu erken­ nen sind. Weitere hydraulische Verbindungskanäle 19 und 20 sind in das Zylindergehäuse des hydraulischen Stell­ zylinders 6 eingebracht und verbinden einen ersten Modul 21 eines elektro-hydraulischen Umformers mit dem Kanal 16 bzw. mit dem unterhalb des Stellkolbens 8 liegenden Raum des hydraulischen Stellzylinders 6. Ein zweiter an dem hydraulischen Stellzylinder 6 angebrachter Modul 22 des in der Zeichnung im übrigen nicht näher dargestellten elektro-hydraulischen Umformers ist über eine kurze Ab­ flußleitung 23 mit dem Innern des Vorratsbehälters 13 verbunden, so daß bei einem Schließen des Turbinenven­ tils 4 die Hydraulikflüssigkeit aus dem Raum unterhalb des Stellkolbens 8 in nicht näher dargestellter Weise rasch abgeführt werden kann. Die mechanische Befestigung des Vorratsbehälters 13 an den beiden Tragplatten 5 ist so ausgeführt, daß gleichzeitig ein hydraulischer An­ schluß des Vorratsbehälters 13 bzw. der darin unterge­ brachten Bauteile erzielt wird. So ist in der Zeichnung zu erkennen, daß beispielsweise der Kanal 17 mit dem hy­ draulischen Druckspeicher 15 und der Kanal 18 mit dem Innenraum des Vorratsbehälters 13 verbunden ist. Ein ähnlicher durch die Wandung des Vorratsbehälters hindurch­ geführter Anschluß ist auch für die in der Zeichnung nicht näher dargestellte Hydropumpe vorgesehen.

Weitere in der Zeichnung nicht dargestellte Bauteile des elektrohydraulischen Stellantriebes, wie Rückschlagventile, Druckbegrenzungsventile oder Filter können an den beiden Tragplatte 5 befestigt und über entsprechende Kanäle mit den übrigen Bauteilen verbunden werden. Abweichend von dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiel können im Innern des Vorratsbehälters auch zwei oder mehrere hydraulische Druckspeicher und gegebenenfalls auch zwei Hydropumpen untergebracht werden.

Claims (1)

1. Elektrohydraulischer Stellantrieb für Turbinenventile (4), insbesondere für Regel-, Schnellschluß- und Umleitsventile von Dampfturbinen, bestehend aus einem elektrohydraulischen Umformer einem hydraulischen Stellzylinder (6), einer in Schließrichtung des Turbinenventils wirkenden Kraftspeicherfeder (11) und einem Elektromotor (14) zum Antrieb einer Hydropumpe, welche druckseitig mit mindestens einem hydraulischen Druckspeicher (15) verbunden ist und die Hydraulikflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter (13) in den Stellkreis fördert, wobei der hydraulische Stellzylinder (6) über mindestens zwei Träger (5) am Ventilgehäuse abgestützt ist und sämtliche Bauteile zu einem am Ventilgehäuse befestigten kompakten Antriebsblock integriert sind, derart, daß

   • a) die Hydropumpe im Innern des Vorratsbehälters (13) und
   • b) der hydraulische Druckspeicher (15) zumindest teilweise im Innern des Vorratsbehälters (13) angeordnet sind.