DE3129140C2

DE3129140C2 -

Info

Publication number: DE3129140C2
Application number: DE19813129140
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 4330 Muehlheim De Kindermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-07-23
Filing date: 1981-07-23
Publication date: 1991-02-14
Also published as: CH659305A5; DE3129140A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrohydraulischen Stellantrieb für Turbinenventile.

Ein derartiger elektrohydraulischer Stellantrieb für Tur binenventile ist 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 selber 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 elektrohy draulischen 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 Schließstellung 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 ange ordneten 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 1 gelöst.

Die Baugröße des gesamten Antriebsblockes kann also da durch noch weiter verringert werden, daß der hydraulische Stellzylinder auf dem Vorratsbehälter angeordnet wird und die Betätigungsstange und die Kraftspeicherfeder im In nern des Vorratsbehälters untergebracht werden. Die durch Stellkräfte verursachten Reaktionskräfte können dabei direkt über den Mantel des Vorratsbehälters auf das Ven tilgehäuse übertragen werden, wobei der tragende Mantel durch seine rohrförmige Ausgestaltung für hohe Belastun gen geeignet ist und in allen Richtungen das gleiche Widerstandsmoment aufweist. Durch die Unterbringung der Kraftspeicherfeder im Innern des Vorratsbehälters kann insbesondere der Platzbedarf der Kraftspeicherfeder praktisch auf das Volumen der verdrängten Hydraulikflüs sigkeit reduziert werden. Ein weiterer Vorteil einer der artigen Anordnung ist, daß bei Verwendung einer aus Tel lerfedern bestehenden Federsäule als Kraftspeicherfeder durch die Hydraulikflüssigkeit eine Schmierung und eine Verringerung der Reibung bewirkt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 angegeben.

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

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen auf einem Turbinen ventil angeordneten elektrohydraulischen Stellantrieb und

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1.

Der als kompakter Antriebsblock ausgebildete elektrohy draulische Stellantrieb ist mit einer Grundplatte 1 über eine Ventillaterne 2 am Ventildeckel 3 eines Turbinenven tils 4 befestigt. Als zentrale Tragkonstruktion des gesam ten Antriebsblocks dient der rohrförmige Mantel 5 eines insgesamt mit 6 bezeichneten Vorratsbehälters für die Hy draulikflüssigkeit, wobei der rohrförmige Mantel 5 mit seiner einen Stirnfläche starr mit der Grundplatte 1 und mit seiner anderen Stirnfläche starr mit einem hydrauli schen Stellzylinder 7 verbunden ist. Konzentrisch zu dem rohrförmigen Mantel 5 ist innerhalb des Vorratsbehälters 6 eine Betätigungsstange 8 angeordnet, welche den Stell kolben 9 des hydraulischen Stellzylinders 7 mit einer Ventilspindel 10 verbindet, die an ihrem Ende den Ventil kegel 11 des Turbinenventils 4 trägt. Der Raum innerhalb des Vorratsbehälters 6 wird auch für die Unterbringung einer Kraftspeicherfeder 12 ausgenutzt. Diese Kraftspei cherfeder 12 ist auf der Betätigungsstange 8 zwischen einem auf der Betätigungsstange 8 befestigten Teller 13 und dem hydraulischen Stellzylinder 7 derart angeordnet, daß sie bei einer Öffnung des Turbinenventils 4 durch einen entsprechenden Hub des Stellkolbens 9 gespannt wird und nach einer Entlastung des Stellkolbens 9 das Turbinen ventil 4 rasch zu schließen vermag.

Der Vorratsbehälter 6 besteht aus der Grundplatte 1 und dem einstückig damit verbundenen rohrförmigen Mantel 5, wobei das der Grundplatte 1 gegenüberliegende offene Ende durch den aufgesetzten hydraulischen Stellzylinder 7 flüs sigkeitsdicht verschlossen ist und wobei die Betätigungs stange 8 flüssigkeitsdicht durch die Grundplatte 1 hin durchgeführt ist. Aus diesem Vorratsbehälter 6 fördert eine von einem Elektromotor 14 angetriebene Hydropumpe 15 die Hydraulikflüssigkeit in den Stellkreis. Die Hydro pumpe 15 fördert die Hydraulikflüssigkeit dabei aber nicht unmittelbar in den Stellkreis, sondern mittelbar über einen hydraulischen Druckspeicher 16, wobei der Förder strom der Hydropumpe 15 nur zur Deckung von Leckverlu sten und zum langsamen Auffüllen des hydraulischen Druck speichers 16 ausgelegt ist. Der als Gasspeicher ausge bildete hydraulische Druckspeicher 16 ist dabei neben dem Vorratsbehälter 6 angeordnet und an einem radial über stehenden Bereich der Grundplatte 1 befestigt. Die Be festigung des Elektromotors 14 und der Hydropumpe 15 er folgt auf den gegenüberliegenden Flächen einer Konsole 17, welche ihrerseits an dem rohrförmigen Mantel 5 des Vorrats behälters 6 befestigt ist.

Der rohrförmige Mantel 5 des Vorratsbehälters 6 hat außer der Aufgabe als zentrale Tragkonstruktion des gesamten Antriebsblockes zusätzlich auch noch die Aufgabe, einzel ne Bauteile des elektrohydraulischen Stellantriebes hy draulisch miteinander zu verbinden, so daß Verbindungslei tungen ganz oder zumindest weitgehend entfallen können. Diese hydraulische Verbindung erfolgt durch in den rohr förmigen Mantel 5 eingebrachte Kanäle, wobei in der Zeich nung lediglich ein in den Vorratsbehälter 6 einmündender Kanal 18 angedeutet ist. Die druckseitige Anschlußleitung 19 der Hydropumpe 15 und der hydraulische Druckspeicher 16 sind mit anderen in der Zeichnung nicht näher darge stellten Kanälen verbunden, die in den rohrförmigen Man tel 5 eingebracht sind und im wesentlichen in axialer Richtung verlaufen. Weitere Verbindungskanäle sind in das Zylindergehäuse des hydraulischen Stellzylinders 7 einge bracht und stellen beispielsweise die hydraulische Ver bindung zu einem ersten Modul 20 und einem zweiten Modul 21 des im übrigen nicht näher dargestellten elektro-hy draulischen Umformers dar. Die in der Zeichnung angedeu teten weiteren Verbindungskanäle 22 und 23 verbinden dabei den ersten Modul 20 mit einem nicht näher dargestellten Kanal des rohrförmigen Mantels 5 bzw. mit dem unterhalb des Stellkolbens 9 liegenden Raum des hydraulischen Stell zylinders 7.

Für den Abtransport der in dem elektrohydraulischen Stell antrieb erzeugten Verlustwärme ist ein durch seinen Lüf terflügel angedeutetes Gebläse 24 vorgesehen, über welches der Raum zwischen dem hydraulischen Stellzylinder 7 und einer äußeren Verkleidung 25 mit Kühlluft beaufschlagt wird. Die den hydraulischen Stellzylinder 7 konzentrisch umschließende Verkleidung 25 schließt dabei in axialer Richtung derart an Kühlrippen 26 des rohrförmigen Mantels 5 an, daß die Kühlluft in die zwischen den einzelnen Kühl rippen 26 liegenden Bereiche eintreten kann. Die Anordnung der einzelnen Kühlrippen 26 am äußeren Umfang des rohr förmigen Mantels 5 ist insbesondere in dem Schnittbild nach Fig. 2 zu erkennen. Die Kühlrippen 26 springen in radialer Richtung vor und erstrecken sich in axialer Richtung über die gesamte Länge des rohrförmigen Mantels 5. In Umfangsrichtung des rohrförmigen Mantels 5 gesehen sind die Kühlrippen 25 gleichmäßig verteilt angeordnet, wobei lediglich die von dem Elektromotor 14, dem hydrau lischen Druckspeicher 16 und der Konsole 17 eingenommenen Bereiche ausgespart sind.

Claims

1. Elektrohydraulischer Stellantrieb für Turbinenventile (4), insbesondere für Regel-, Schnellschluß- und Umleitventile von Dampfturbinen, bestehend aus einem elektro-hydraulischen Umformer, einem hydraulischen Stellzylinder (7), einer in Schließrichtung des Turbinenventils (4) wirkenden Kraftspei cherfeder (12) und einem Elektromotor (14) zum Antrieb einer Hydropumpe (15), welche druckseitig mit mindestens einem hy draulischen Druckspeicher (16) verbunden ist und die Hydrau likflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter (6) in den Stell kreis fördert, wobei sämtliche Bauteile zu einem am Ventil gehäuse befestigten kompakten Antriebsblock integriert sind, derart, daß

a) der hydraulische Stellzylinder (7) sich über den Vorratsbehälter (6) am Ventilgehäuse abstützt, wobei die Betätigungsstange (8) des hydraulischen Stellzylinders (7) den Vorratsbehälter (6) durchsetzt,
b) der Mantel (5) des Vorratsbehälters (6) aus einem kon zentrisch zu der Betätigungsstange (8) angeordneten tragen den Rohr besteht und
c) die Kraftspeicherfeder (12) im Innern des Vorratsbehälters (6) angeordnet ist,

2. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (5) des Vorratsbehälters (6) an seiner vom Turbinenventil (4) abgewandten Stirnseite unmittelbar mit dem hydraulischen Stellzylinder (7) verbunden ist.

3. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (5) des Vorratsbehälters (6) an seiner dem Tur binenventil (4) zugewandten Stirnseite mit einer Grund platte (1) verbunden ist.

4. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hy draulische Druckspeicher (16) an einem radial überstehen den Bereich der Grundplatte (1) befestigt ist.

5. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Elektromotor (14) und die Hydro pumpe (15) auf einer am Mantel (5) des Vorratsbehälters (6) befestigten Konsole (17) angeordnet sind.

6. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die hydraulische Verbindung einzel ner Bauteile zumindest teilweise durch in den Mantel (5) des Vorratsbehälters (6) eingebrachte Kanäle (18) erfolgt.

7. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den hydraulischen Stellzylinder (7) weitere Verbindungskanäle (22, 23) eingebracht sind.

8. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß am äußeren Umfang des Mantels (5) des Vorratsbehälters (6) Kühlrippen (26) angeordnet sind.

9. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl rippen (26) in radialer Richtung vorspringen und sich in axialer Richtung des Mantels (5) erstrecken.

10. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der hydraulische Stellzylinder (7) von einer Verkleidung (25) umschlossen ist und daß der Raum zwischen dem hydraulischen Stellzylinder (7) und der Verkleidung (25) über ein Gebläse (24) mit Kühlluft beaufschlagbar ist.

11. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (25) in axialer Richtung derart an die Kühlrippen (26) anschließt, daß die Kühlluft in die zwi schen den Kühlrippen (26) liegenden Bereiche eintritt.

12. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Antriebsblock über eine Ventil laterne (2) an dem Turbinenventil (4) befestigt ist.