DE3138561C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine auf ihre Funktions­ sicherheit hin prüfbare Schutzeinrichtung für Dampftur­ binenanlagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Schutzeinrichtung ist aus der DE-OS 15 51 219 bekannt. Diese bekannte Schutzeinrichtung umfaßt ins­ gesamt vier Auslösegeräte, welche in der zum Kraftkolben des Dampf-Absperrventils führenden Druckfluidleitung in Hintereinanderschaltung angeordnet und jeweils einem Drehzahl-Wächter zugeordnet sind. Registriert nun einer dieser vier Drehzahl-Wächter eine Drehzahl, welche einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, so wird das zuge­ ordnete Auslösegerät mit einem mechanischen oder einem elektrischen Schnellschluß-Signal beaufschlagt. Beim Auf­ treten eines derartigen Schnellschluß-Signals bewirkt dann das jeweilige Auslösegerät eine Druckentlastung des Kraft­ kolbens des Dampf-Absperrventils. Diese Druckentlastung führt zu einem Schnellschluß des Dampf-Absperrventils und damit zu einer raschen Stillsetzung der Dampfturbine. Aus Sicherheitsgründen ist es erforderlich, die Funktions­ sicherheit der Auslösegeräte in regelmäßigen Zeitabstän­ den zu überprüfen. Diese Überprüfung muß auch während des Betriebes der Dampfturbinenanlage vorgenommen werden kön­ nen, ohne daß die Dampfturbine dabei unabsichtlich still­ gesetzt wird. Bei der bekannten Schutzeinrichtung ist hierzu jeweils einem Paar von Auslösegeräten ein Bypaß- Umschalter zugeordnet, welcher während der Überprüfung der Funktionssicherheit der Auslösegeräte die Druckfluidzu­ fuhr zum Kraftkolben des Dampf-Absperrventils aufrecht erhält. Jedem dieser Bypaß-Umschalter sind ein Relais- Umschalter und eine druckbetätigte Anzeigelampe derart zugeordnet, daß bei einer relativ komplizierten vorge­ gebenen Schaltfolge in der Betätigung von Bypaß-Umschal­ ter und Auslösegeräten die Funktionsfähigkeit der Aus­ lösegeräte durch die Anzeigelampe angegeben wird.

Für ein Höchstmaß an Betriebssicherheit einer Dampftur­ binenanlage ist neben einer Überwachung der Drehzahl aber auch die Überwachung weiterer maßgeblicher Betriebsgrößen erforderlich, wobei dann die den entsprechenden Wächtern zugeordneten Auslösegeräte ebenfalls auf ihre Funktions­ sicherheit hin prüfbar sein müssen. Eine derartige Er­ weiterung der bekannten Schutzeinrichtung würde jedoch einerseits einen erheblichen baulichen Aufwand erfordern und andererseits die Überprüfung der Auslösegeräte noch komplizierter gestalten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine ein­ fach aufgebaute Schutzeinrichtung für Dampfturbinenanla­ gen zu schaffen, bei welcher auch eine größere Anzahl von Auslösegeräten mit geringem Aufwand auf ihre Funktions­ sicherheit hin geprüft werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merk­ male gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung ist also ein zweistufiger Aufbau der Schnellschlußauslösung vorge­ sehen, wobei die Auslösegeräte die erste Stufe bilden, während die zweite Stufe durch ein Haupt-Auslösegerät gebildet wird. Dieses Haupt-Auslösegerät kann dann so ausgelegt weden, daß unabhängig von der Anzahl und dem Durchflußquerschnitt der Auslösegeräte der für eine ra­ sche Druckentlastung des Kraftkolbens des Dampf-Absperr­ ventils erforderliche Durchflußquerschnitt zur Verfügung steht. Damit bei einer Überprüfung der Funktionssicher­ heit der einzelnen in der ersten Stufe angeordneten Aus­ lösegeräte die Dampfturbine nicht stillgesetzt wird, ist dann nur noch ein einziger Bypaß-Umschalter erforderlich, welcher über eine zum Haupt-Auslösegerät zugeordnete By­ paßleitung während der Überprüfung die Druckfluidzufuhr zum Kraftkolben des Dampf-Absperrventils aufrecht erhält. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schutzein­ richtung ist darin zu sehen, daß in die Prüfung der Funk­ tionssicherheit ohne zusätzlichen Aufwand auch einzelne den Auslösegeräten zugeordnete Wächter einbezogen werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Schutzeinrichtung ist ein von weiteren Auslösegeräten angesteuertes weiteres Haupt-Auslösegerät vorgesehen, welches beim Auftreten eines zugeordneten Schnellschluß- Auslösesignals eine Druckentlastung des Kraftkolbens des Dampf-Absperrventils bewirkt. Hierdurch ist gewährlei­ stet, daß auch während der Überprüfung der dem Haupt-Aus­ lösegerät zugeordneten Auslösegeräte bzw. Wächter im Ge­ fahrenfall über die weiteren Auslösegeräte und das wei­ tere Haupt-Auslösegerät ein Schnellschluß des Dampf-Ab­ sperrventils ausgelöst werden kann. Eine weitere Steige­ rung der Betriebssicherheit wird dabei durch einen in einer Bypaßleitung zum weiteren Haupt-Auslösegerät ange­ ordneten weiteren Bypaß-Umschalter ermöglicht, bei dessen Betätigung die weiteren Auslösegeräte einzeln auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbar sind und hierbei eine durch das weitere Haupt-Auslösegerät bewirkte Druckent­ lastung des Kraftkolbens des Dampf-Absperrventils aufge­ hoben ist.

Die Funktionsfähigkeit der einzelnen Auslösegeräte kann bei der Überprüfung auf besonders einfache Weise dadurch festgestellt werden, daß das Auftreten eines Schnellschluß- Auslösesignals am Steuereingang des Haupt-Auslösegeräts durch eine Meldeeinrichtung erfaßbar ist. Vorzugsweise ist dabei als Meldeeinrichtung eine Druckmeßeinrichtung vorgesehen, welche bei einer Druckentlastung am Steuer­ eingang des Haupt-Auslösegeräts anspricht.

Auch die Funktionsfähigkeit des Haupt-Auslösegeräts kann auf einfache Weise festgestellt werden, wenn dem Haupt- Auslösegerät ein Stellungsmelder zugeordnet ist. Dabei ist es besonders günstigt, wenn der Stellungsmelder eine Druckmeßeinrichtung ist, welche bei einer durch das Haupt-Auslösegerät bewirkten Druckentlastung anspricht.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß der Bypaß-Umschalter durch einen hydraulischen Prüfschalter betätigbar ist. Ist dieser hydrauliche Prüfschalter durch einen hydraulischen Schlüsselschalter verriegelbar, so kann eine unbeabsichtigte Schnellschluß­ auslösung durch unbefugte Personen ausgeschlossen werden.

Die Einbeziehung einzelner Wächter in den Prüfvorgang wird dadurch besonders einfach, daß diesen Wächtern hy­ draulische Wächter-Prüfgeräte zugeordnet sind, bei deren Betätigung am zugeordneten Wächter das Überschreiten eines Grenzwertes simuliert wird. Hierdurch können bei­ spielsweise Wächter für den Lageröldruck, Wächter für den Kondensatordruck oder auch mechanische Drehzahl-Wäch­ ter auf ihre Funktionssicherheit hin überprüft werden.

Die hydraulischen Wächter-Prüfgeräte können dabei dem hydraulischen Prüfschalter derart nachgeordnet sein, daß sie erst nach dessen Betätigung betätigbar sind. Hier­ durch wird mit Sicherheit ausgeschlossen, daß bei einer unbeabsichtigten Betätigung eines hydraulischen Wächter- Prüfgeräts eine Schnellschlußauslösung erfolgt.

Vorzugsweise sind die hydraulischen Wächter-Prüfgeräte derart zu einer Wirkungskette verbunden, daß bei Betäti­ gung eines der hydraulischen Wächter-Prüfgeräte die je­ weils nachfolgenden hydraulischen Wächter-Prüfgeräte verriegelt werden. Hierdurch wird sichergestellt, daß je­ weils nur ein Wächter-Prüfgerät und das zugeordnete Aus­ lösegerät geprüft werden, und dabei die Feststellung der Funktionssicherheit durch die unbeabsichtigte Betätigung anderer Wächter-Prüfgeräte nicht verfälscht werden kann.

Im folgenden wird Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungs­ beispielen der Erfindung anhand einer schematischen Zeich­ nung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 den Schaltplan einer auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbare Schutzeinrichtung für Dampfturbinenanlagen und

Fig. 2 eine Variante der in Fig. 1 dargestellten Schutz­ einrichtung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Schutzein­ richtung ist mit 1 ein Dampf-Absperrventil bezeichnet, welches in geöffnetem Zustand den Dampfzutritt zu einer nicht dargestellten Dampfturbine freigibt und im geschlos­ senen Zustand den Dampfzutritt sperrt und dadurch die Dampfturbine stillsetzt. Die Betätigung des Dampf-Absperr­ ventils 1 erfolgt durch eine hydraulische Stelleinrichtung 2, deren Kraftkolben 3 durch ein Druckfluid gegen die Kraft einer Feder 4 in Offenstellung gehalten wird. Das Druckfluid wird dabei über eine Druckfluidleitung 5 zuge­ führt, welche den Raum unter dem Kraftkolben 3 mit einer Druckfluidquelle 6 verbindet. In der Druckfluidleitung 5 sind von der Druckfluidquelle 6 ausgehend in Hinterein­ anderschaltung ein Filter 7, ein Haupt-Auslösegerät 8, ein Bypaß-Umschalter 9 und ein weiteres Haupt-Auslöse­ gerät 10 angeordnet. Bei dem Haupt-Auslösegerät 8 handelt es sich um ein hydraulisch angesteuertes Drei-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung der normalen Betriebsstel­ lung entspricht, in welcher der Kraftkolben 3 mit Druck­ fluid beaufschlagt und das Dampf-Absperrventil 1 geöff­ net ist. Beim Auftreten eines Schnellschluß-Auslöse­ signals nimmt das Haupt-Auslösegerät 8 die andere Schalt­ stellung ein, in welcher die Druckfluidzufuhr von der Druckfluidquelle 6 abgesperrt und gleichzeitig eine Druck­ entlastung des Kraftkolbens 3 des Dampf-Absperrventils 1 bewirkt wird. Hierbei muß die sich unterhalb des Kraft­ kolbens 3 befindliche Fluidmenge in möglichst kurzer Zeit in einen Ablauf A 8 fließen, um ein schnelles Schlie­ ßen des Dampf-Absperrventils 1 zu gewährleisten.

Bei dem Bypaß-Umschalter 9 handelt es sich um ein hy­ draulisch angesteuertes Drei-Wege-Ventil mit zwei Schalt­ stellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung der normalen Betriebsstellung entspricht. Nimmt der Bypaß-Umschalter 9 die andere Schaltstellung ein, so wird die Verbindung zum Haupt-Auslösegerät 8 ab­ gesperrt und gleichzeitig aber die Beaufschlagung des Kraftkolbens 3 mit Druckfluid über eine Bypaßleitung 11 freigegeben. Diese Bypaßleitung 11, welche über ein zwei­ tes Filter 12 an die Druckfluidquelle 6 angeschlossen ist, ermöglicht also eine Umgehung des Haupt-Auslöse­ geräts 8, so daß unter bestimmten an späterer Stelle noch zu erläuternden Umständen eine Schnellschlußaus­ lösung durch das Haupt-Auslösegerät 8 verhindert werden kann.

Bei dem weiteren Haupt-Auslösegerät 10 handelt es sich um ein hydraulisch angesteuertes Drei-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung darge­ stellte Schaltstellung wieder der normalen Betriebs­ stellung entspricht, in welcher der Kraftkolben 3 mit Druckfluid beaufschlagt und das Dampf-Absperrventil 1 geöffnet ist. Beim Auftreten eines zugeordneten Schnell­ schluß-Auslösesignals nimmt das weitere Haupt-Auslöse­ gerät 10 die andere Schaltstellung ein, in welcher die Druckfluidzufuhr von der Druckfluidquelle 6 abgesperrt und gleichzeitig eine Druckentlastung des Kraftkolbens 3 des Dampf-Absperrventils 1 bewirkt wird. Hierbei muß die sich unterhalb des Kraftkolbens 3 befindliche Fluidmenge wiederum in möglichst kurzer Zeit über einen Ablauf A 10 abgeführt werden, um ein schnelles Schließen des Dampf- Absperrventils 1 zu gewährleisten.

Die hydraulische Ansteuerung des Haupt-Auslösegeräts 8 erfolgt über eine Haupt-Ansteuerleitung 13, welche den Steuereingang E 8 des Haupt-Auslösegeräts 8 mit der Druck­ fluidquelle 6 verbindet und in welcher von der Druckfluid­ quelle 6 ausgehend nacheinander ein drittes Filter 14, ein hydraulisch betätigbares Absperrorgan 15, Auslösege­ räte 16, 17 und 18 sowie eine Leitungsabzweigung 19 ange­ ordnet sind. Bei den in Hintereinanderschaltung angeord­ neten Auslösegeräten 16, 17 und 18 handelt es sich um Drei-Wege-Ventile mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellten Schaltstellungen der normalen Betriebsstellung entsprechen, in welcher der Steuerein­ gang E 8 des Haupt-Auslösegeräts 8 mit Druckfluid beauf­ schlagt ist.

Das mechanisch angesteuerte Auslösegerät 16 ist dabei einem mechanischen Drehzahl-Wächter 20 zugeordnet, dessen Bolzen 21 bei Überschreiten der Grenzdrehzahl so weit heraustritt, daß er eine Klinke 22 des Auslösegeräts 16 trifft und dadurch das Auslösegerät 16 umschaltet. In dieser Schaltstellung unterbricht dann das Auslösegerät 16 einerseits die weitere Druckfluidzufuhr zum Steuerein­ gang E 8 des Haupt-Auslösegeräts 8 und verbindet anderer­ seits den Steuereingang E 8 ömit einem Ablauf A 16. Diese Druckentlastung am Steuereingang E 8 entspricht einem hy­ draulischen Schnellschluß-Auslösesignal, welches eine Umschaltung des Haupt-Auslösegeräts 8 und einen Schnell­ schluß des Dampf-Absperrventils 1 bewirkt, sofern nicht gleichzeitig der Bypaß-Umschalter 9 betätigt wird. Das hydraulisch angesteuerte Auslösegerät 17 ist einem Wächter 23 zugeordnet, welcher den Lageröldruck der Dampf­ turbine überwacht und bei einem unzulässigen Absinken des Lageröldrucks das Auslösegerät 17 umschaltet. In dieser zweiten Schaltstellung unterbricht das Auslöse­ gerät 17 die weitere Druckfluidzufuhr und verbindet den Steuereingang E 8 des Haupt-Auslösegeräts 8 mit einem Ab­ lauf A 17, wodurch wiederum ein Schnellschluß des Dampf- Absperrventils 1 ausgelöst wird. Das Auslösegerät 18 ist elektrisch angesteuert und einem zentralen Wächter­ schalter zugeordnet, in welchem in Form einer Oder- Schaltung die Schnellschluß-Signale SS 1 bis SS 4 zusammen­ geführt sind. Die Schnellschluß-Signale SS 1 bis SS 4 stam­ men beispielsweise von einem elektrischen Drehzahl-Wäch­ ter, einem Wächter für die elektrische Überwachung der axialen Wellenverlagerung, einem Wächter für die elek­ trische Überwachung der Lageröltemperatur und einem Wäch­ ter für die elektrische Überwachung des Kondensatordruc­ kes. Steht nur eines dieser Schnellschluß-Signale SS 1 bis SS 4 an, so wird das Auslösegerät 18 umgeschaltet. In dieser zweiten Schaltstellung unterbricht das Aus­ lösegerät 18 die weitere Druckfluidzufuhr und verbindet den Steuereingang E 8 des Haupt-Auslösegeräts 8 mit einem Ablauf A 18, wodurch wiederum ein Schnellschluß des Dampf- Absperrventils 1 ausgelöst wird.

An die Leitungsabzweigung 19 ist eine Neben-Ansteuerlei­ tung 24 angeschlossen, in welcher im dargestellten Bei­ spiel in Nebeneinanderschaltung zwei Auslösegeräte 25 und 26 angeordnet sind. Die Anzahl der in der Neben-An­ steuerleitung 24 angeordneten Auslösegeräte kann dabei den jeweiligen Erfordernissen entsprechend erhöht werden, wobei in der Zeichnung diese Erweiterungsmöglichkeiten durch einen endseitigen Anschlußflansch 27 der Neben-An­ steuerleitung 24 angedeutet sind. Bei den Auslösegeräten 25 und 26 handelt es sich um Zwei-Wege-Ventile mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestell­ ten Schaltstellungen der normalen Betriebsstellung ent­ sprechen, in welcher Verbindungen zwischen der Neben- Ansteuerleitung 24 und Abläufen A 25 bzw. A 26 unterbrochen sind. Das hydraulisch angesteuerte Auslösegerät 25 ist einem Wächter 28 zugeordnet, welcher den Druck im Konden­ sator der Dampfturbinenanlage überwacht und im Falle eines unzulässig hohen Kondensatordruckes das Auslösegerät 25 umschaltet. In dieser zweiten Schaltstellung ist dann die Neben-Ansteuerleitung 24 mit dem Ablauf A 25 verbunden, was eine Druckentlastung am Steuereingang E 8 des Haupt- Auslösegeräts 8 und damit einen Schnellschluß des Dampf- Absperrventils 1 zur Folge hat. In entsprechender Weise kann über das Auslösegerät 26, welches zur Bildung einer Redundanz dem zentralen Wächterschalter W zugeordnet ist, ein Schnellschluß des Dampf-Absperrventils 1 ausgelöst wer­ den. Damit bei einer Umschaltung der Auslösegeräte 25 und 26 die Druckentlastung am Steuereingang E 8 des Hauptaus­ lösegeräts 8 durch aus der Druckfluidquelle 6 nachströmen­ des Druckfluid nicht gestört oder verzögert werden kann, ist in der Haupt-Steuerleitung 13 das bereits erwähnte hydraulisch betätigbare Absperrorgan 15 angeordnet. Bei diesem Absperrorgan 15 handelt es sich um ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil, dessen Steuerleitung 29 an die Neben-Ansteuerleitung 24 angeschlossen ist. Wird nun eines der Auslösegeräte 25 oder 26 mit einem Schnell­ schluß-Signal beaufschlagt, so erzeugt es ein Schnell­ schluß-Auslösesignal, welches einer Druckentlastung in der Neben-Ansteuerleitung 24 entspricht. Als Folge dieser Druckentlastung wird dann die Druckfluidquelle 6 durch das Absperrorgan 15 abgesperrt und damit weitere Druck­ fluidzufuhr zum Steuereingang E 8 des Haupt-Auslösegeräts 8 unterbrochen.

Die hydraulische Ansteuerung des weiteren Haupt-Auslöse­ geräts 10 erfolgt über eine weitere Haupt-Ansteuerleitung 30, welche den Steuereingang E 10 des weiteren Haupt-Aus­ lösegeräts 10 mit der Druckfluidquelle 6 verbindet und in welcher weitere Auslösegeräte 31 und 32 in Hintereinander- Schaltung angeordnet sind. Bei diesen weiteren Auslöse­ geräten 31 und 32 handelt es sich um Drei-Wege-Ventile mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung darge­ stellten Schaltstellungen der normalen Betriebsstellung entsprechen, in welcher der Steuereingang E 10 des zweiten Haupt-Auslösegeräts 10 mit Druckfluid beaufschlagt ist. Das weitere Auslösegerät 31 ermöglicht über einen Hebel 33 eine Handauslösung des Schnellschlusses. Wird das weitere Auslösegerät 31 über diesen Hebel 33 umgeschaltet, so unterbricht es einerseits die weitere Druckfluidzufuhr zum Steuereingang E 10 des weiteren Haupt-Auslösegeräts 10 und verbindet andererseits den Steuereingang E 10 mit einem Ablauf A 31. Diese Druckentlastung am Steuereingang E 10 entspricht einem hydraulischen Schnellschluß-Auslöse­ signal, welches eine Umschaltung des weiteren Haupt-Aus­ lösegeräts 10 und einen Schnellschluß des Dampf-Absperr­ ventils 1 bewirkt. Das elektrisch angesteuerte weitere Auslösegerät 36 ist zur Bildung einer noch höheren Re­ dundanz wieder dem zentralen Wächterschalter W zugeordnet und wird somit umgeschaltet, wenn eines der Schnellschluß- Signale SS 1 bis SS 4 ansteht. In der zweiten Schaltstel­ lung unterbricht das weitere Auslösegerät 32 dann die Druckfluidzufuhr zum Steuereingang E 10 des weiteren Haupt- Auslösegeräts 10 und verbindet den Steuereingang E 10 mit einem Ablauf A 32, wobei durch die Druckentlastung am Steuereingang E 10 wiederum ein Schnellschluß des Dampf-Absperrventils 1 ausgelöst wird.

Um die Sicherheit der vorstehend beschriebenen Schutzein­ richtung weiter zu erhöhen, soll in regelmäßigen Zeit­ abständen die Funktionsfähigkeit des Drehzahl-Wächters 20, der Wächter 23 und 28 sowie der Auslösegeräte 16, 17, 18, 25 und 26 überprüft werden. Hierzu wird zunächst von einer für die Überprüfung befugten Person ein hydrauli­ scher Schlüsselschalter 34 betätigt. Bei diesem hydrau­ lischen Schlüsselschalter 34 handelt es sich um ein elek­ trisch angesteuertes Zwei-Wege-Ventil mit zwei Schalt­ stellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung der normalen Betriebsstellung entspricht, in welcher die Verbindung zwischen der Druckfluidquelle 6 und einem nachgeordneten hydraulischen Prüfschalter 35 unterbrochen ist. In der Betätigungsstellung des Schlüs­ selschalters 34, in welcher er während des gesamten Prüf­ vorganges verbleibt, ist dann die Verbindung zwischen der Druckfluidquelle 6 und dem Prüfschalter 35 hergestellt. Bei dem Prüfschalter 35 handelt es sich um ein elektrisch angesteuertes Vier-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung der normalen Betriebsstellung entspricht, in welcher die Ver­ bindung zwischen der Druckfluidquelle 6 und einem nach­ geordneten hydraulischen Wächter-Prüfgerät 36 unterbro­ chen ist und in welcher die Ansteuerleitung 90 des Bypaß- Umschalters 9 mit einem Ablauf A 35 verbunden ist. In der Betätigungsstellung des Prüfschalters 35, in welcher er während des gesamten Prüfvorganges verbleibt, sind dann die Verbindungen zwischen der Druckfluidquelle 6 und dem nachgeordneten Wächter-Prüfgerät 36 und zwischen der Druckfluidquelle 6 und der Ansteuerleitung 90 hergestellt. Letzteres führt dann zu einer Umschaltung des Bypaß-Um­ schalters 9.

Mit der Betätigung des Schlüsselschalters 34 und des Prüf­ schalters 35 sowie der dadurch ausgelösten Umschaltung des Bypaß-Umschalters 9 sind also die Voraussetzungen für den Beginn der eigentlichen Prüfung geschaffen, da nun eine Betätigung des Haupt-Auslösegeräts 8 nicht zu einem Schnellschluß des Dampf-Absperrventils 1 führt. Die Be­ triebssicherheit der Dampfturbinenanlage ist während des Prüfvorgangs aber trotzdem gewährleistet, da im Gefahren­ fall über die weiteren Auslösegeräte 31 und 32 sowie das weitere Haupt-Auslösegerät 10 ein Schnellschluß des Dampf- Absperrventils 1 ausgelöst werden kann.

Der eigentliche Prüfvorgang beginnt dann mit einer Be­ tätigung des Wächter-Prüfgeräts 36, bei welchem es sich um ein elektrisch angesteuertes Vier-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen handelt. Die in der Zeichnung dargestell­ te Schaltstellung entspricht der normalen Betriebsstel­ lung, in welcher das nachgeordnete Wächter-Prüfgerät 37 mit Druckfluid aus der Druckfluidquelle 6 versorgt wird und in welcher die Ansteuerleitung 360 eines Umschalt­ ventils 361 mit einem Ablauf A 36 verbunden ist. Bei dem Umschaltventil 361 handelt es sich um ein hydraulisch an­ gesteuertes Drei-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen, wobei in der dargestellten normalen Betriebsstellung der Wächter 23 mit dem Lagerölsystem der Dampfturbine verbun­ den ist. Wird nun zur Überprüfung des Wächters 23 das Wächter-Prüfgerät 36 betätigt, so wird einerseits die Druckfluidzufuhr zu dem nachgeordneten Wächter-Prüfgerät 37 unterbrochen und andererseits die Ansteuerleitung 360 mit Druckfluid beaufschlagt. Letzteres führt zu einer Umschaltung des Umschaltventils 361, welches in der nun eingenommenen Schaltstellung den Wächter 23 mit einem Ab­ lauf A 361 verbindet und die Verbindung zum Lagerölsystem absperrt. Durch dieses simulierte Absinken des Lageröl­ druckes erzeugt der Wächter 23 ein hydraulisches Schnell­ schluß-Signal, auf welches das Auslösegerät 17 anspricht und seinerseits ein hydraulisches Schnellschluß-Auslöse­ signal erzeugt, welches eine Umschaltung des Haupt-Aus­ lösegeräts 8 bewirkt. Dabei wird das bei einer ordnungsge­ mäßen Funktion des Wächters 23 und des Auslösegeräts 17 erzeugte Schnellschluß-Auslösesignal mit Hilfe einer Meldeeinrichtung ME erfaßt. Bei dieser Meldeeinrichtung ME handelt es sich um eine Druckmeßeinrichtung, welche auf eine Druckentlastung der Haupt-Ansteuerleitung 13 an­ spricht. Die bei einer ordnungsgemäßen Funktion des Haupt- Auslösegeräts 8 erfolgte Umschaltung wird durch einen Stellungsmelder SM erfaßt. Bei diesem Stellungsmelder SM handelt es sich um eine Druckmeßeinrichtung, welche auf eine Druckentlastung der Druckfluidleitung 5 in dem zwi­ schen dem Haupt-Auslösegerät 8 und dem Bypaß-Umschalter 9 liegenden Bereich anspricht. Wenn nun mit Hilfe der Melde­ einrichtung ME und des Stellungsmelders SM die Funktions­ fähigkeit des Wächters 23, des Auslösegeräts 17 und des Haupt-Auslösegeräts 8 festgestellt wurde, so wird das Wächter-Prüfgerät 36 wieder in die normale Betriebsstel­ lung zurückgeschaltet, worauf mit Hilfe des Wächter-Prüf­ geräts 37 die Prüfung des Wächters 28 und des Auslöse­ geräts 25 beginnen kann.

Bei dem Wächter-Prüfgerät 37 handelt es sich um ein elek­ trisch angesteuertes Vier-Wege-Ventil mit zwei Schalt­ stellungen. Die in der Zeichnung dargestellte Schaltstel­ lung entspricht der normalen Betriebsstellung, in welcher das nachgeordnete Wächter-Prüfgerät 38 mit Druckfluid aus der Druckfluidquelle 6 versorgt wird und in welcher eine zum Wächter 28 führende Leitung 370 mit einem Ablauf A 37 verbunden ist. Wird nun zur Überprüfung des Wächters 28 das Wächter-Prüfgerät 37 betätigt, so wird einerseits die Druckfluidzufuhr zu dem nachgeordneten Wächter-Prüfgerät 38 unterbrochen und andererseits die Leitung 370 mit Druck­ fluid beaufschlagt. Durch letzteres wird am Wächter 28 eine unzulässige Erhöhung des Kondensatordruckes simu­ liert, so daß das Auslösegerät 25 und das Haupt-Auslöse­ gerät 8 umgeschaltet werden und dabei die Funktionsfähig­ keit durch die Meldeeinrichtung ME und den Stellungsmel­ der SM bestätigt wird. Danach wird das Wächter-Prüfgerät 37 wieder in die normale Betriebsstellung zurückgeschal­ tet.

Zur Überprüfung des mechanischen Drehzahl-Wächters 20 und des Auslösegeräts 16 dient das Wächter-Prüfgerät 38, bei welchem es sich um ein elektrisch angesteuertes Vier- Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen handelt. In der dargestellten Schaltstellung, welcher der normalen Be­ triebsstellung entspricht, ist eine zum Drehzahl-Wächter 20 führende Leitung 380 mit einem Ablauf A 38 verbunden. Wird das Wächter-Prüfgerät 38 betätigt, so wird die Lei­ tung 380 mit Druckfluid beaufschlagt und der Bolzen 21 des Drehzahl-Wächters 20 in nicht näher dargestellter Weise hydraulisch ausgelöst. Da die Schnellschlußdreh­ zahl hierbei nicht tatsächlich simuliert werden kann, wird die Funktionssicherheit des Drehzahl-Wächters 20 in­ direkt über den Druck festgestellt, bei welchem der Bol­ zen 21 hervortritt. Dieser Druck wird durch eine in der Leitung 380 angeordnete Druckmeßeinrichtung DM ermittelt. Die ordnungsgemäße Funktion des Auslösegeräts 16 wird wieder durch die Meldeeinrichtung ME bestätigt.

Die Funktionsfähigkeit der elektrisch angesteuerten Aus­ lösegeräte 18 und 26 wird mit Hilfe von simulierten elek­ trischen Schnellschluß-Signalen geprüft, wobei auch hier wieder die Meldeeinrichtung ME die ordnungsgemäße Funk­ rion anzeigt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist keine Überprüfung der Funktionssicherheit der weiteren Auslösegeräte 31 und 32 und des weiteren Haupt-Auslöse­ geräts 10 vorgesehen. Bei der in Fig. 2 nur ausschnitts­ weise dargestellten Variante wird eine derartige Über­ prüfung durch einen in einer Bypaßleitung 40 zum weiteren Haupt-Auslösegerät 10 angeordneten weiteren Bypaß-Umschal­ ter 41 ermöglicht, bei dessen Betätigung die weiteren Auslösegeräte 31 und 32 einzeln auf ihre Funktionssicher­ heit hin prüfbar sind und hierbei eine Schnellschlußaus­ lösung durch das weitere Haupt-Auslösegerät 10 vermieden wird. Bei der Überprüfung wird die Funktionsfähigkeit der weiteren Auslösegeräte 31 und 32 durch eine in der wei­ teren Haupt-Ansteuerleitung 30 angeordnete Meldeeinrich­ tung ME 1 festgestellt, während die Funktionsfähigkeit des weiteren Haupt-Auslösegeräts 10 durch einen entspre­ chenden in der Druckfluidleitung 5 angeordneten Stel­ lungsmelder SM 1 festgestellt wird.

Claims (13)

1. Auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbare Schutzein­ richtung für Dampfturbinenanlagen, mit

• - mindestens einem Dampf-Absperrventil, dessen federbe­ lasteter Kraftkolben bei Beaufschlagung durch ein Druck­ fluid den Dampfaustritt freigibt und bei einer Druck­ entlastung den Dampfdurchtritt sperrt,
• - mehreren Wächtern, welche jeweils bestimmte, für die Betriebssicherheit der Dampfturbinenanlage maßgebliche Betriebsgrößen überwachen und beim Überschreiten vor­ gebbarer Grenzwerte ein Schnellschluß-Signal erzeugen,
• - mehreren während des Betriebes der Dampfturbinenanlage auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbaren Auslösege­ räten, welche den Wächtern zugeordnet sind und beim Auftreten eines Schnellschluß-Signals ein hydraulisches Schnellschluß-Auslösesignal erzeugen,

gekennzeichnet durch

• - ein von den Auslösegeräten (16, 17, 18, 25, 26) ange­ steuertes Haupt-Auslösegerät (8), welches beim Auftre­ ten eines Schnellschluß-Auslösesignals eine Druckent­ lastung des Kraftkolbens (3) des Dampf-Absperrventils (1) bewirkt und
• - einen in einer Bypaßleitung (11) zum Haupt-Auslösegerät (8) angeordneten Byppaß-Umschalter (9), bei dessen Be­ tätigung die Auslösegeräte (16, 17, 18, 25, 26) einzeln auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbar sind und hier­ bei eine durch das Haupt-Auslösegerät (8) bewirkte Druckentlastung des Kraftkolbens (3) des Dampf-Absperr- Ventils (1) aufgehoben ist.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch ein von weiteren Auslösege­ räten (31, 32) angesteuertes weiteres Haupt-Auslösegerät (10), welches beim Auftreten eines zugeordneten Schnell­ schluß-Auslösesignals eine Druckentlastung des Kraftkol­ bens (3) des Dampf-Absperrventils (1) bewirkt.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch einen in einer Bypaßlei­ tung (40) zum weiteren Haupt-Auslösegerät (10) angeord­ neten weiteren Bypaß-Umschalter (41), bei dessen Be­ tätigung die weiteren Auslösegeräte (31, 32) einzeln auf ihre Funktionssicherheit hin prüfbar sind und hierbei eine durch das weitere Haupt-Auslösegerät (10) bewirkte Druckentlastung des Kraftkolbens (3) des Dampf-Absperr­ ventils (1) aufgehoben ist.

4. Schutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftreten eines Schnellschluß-Auslösesignals am Steu­ ereingang (E 8) des Haupt-Auslösegeräts (8) durch eine Mel­ deeinrichtung (ME) erfaßbar ist.

5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meldeeinrichtung (ME) eine Druckmeßeinrichtung ist, welche bei einer Druckent­ entlastung am Steuereingang (E 8) des Haupt-Auslösegeräts (8) anspricht.

6. Schutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Haupt-Auslösegerät (8) ein Stellungsmelder (SM) zugeordnet ist.

7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsmelder (SM) eine Druckmeßeinrichtung ist, welche bei einer durch das Haupt-Auslösegerät (8) bewirkten Druckentlastung an­ spricht.

8. Schutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypaß-Umschalter (9) durch einen hydraulischen Prüfschalter (35) betätigbar ist.

9. Schutzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Prüf­ schalter (35) durch einen hydraulischen Schlüsselschal­ ter (34) verriegelbar ist.

10. Schutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelnen Wächtern (23, 28, 20) zugeordnete hydrau­ lische Wächter-Prüfgeräte (36, 37, 38) vorgesehen sind, bei deren Betätigung am zugeordneten Wächter (23, 28, 20) das Überschreiten eines Grenzwertes simuliert wird.

11. Schutzeinrichtung nach Anspruch 8 und 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die hy­ draulischen Wächter-Prüfgeräte (36, 37, 38) dem hydrau­ lischen Prüfschalter (35) derart nachgeordnet sind, daß sie erst nach dessen Betätigung betätigbar sind.

12. Schutzeinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die hy­ draulischen Wächter-Prüfgeräte (36, 37, 38) derart zu einer Wirkungskette verbunden sind, daß bei Betätigung eines der hydraulischen Wächter-Prüfgeräte (36) die je­ weils nachfolgenden hydraulischen Wächter-Prüfgeräte (37, 38) verriegelt sind.