DE3138562A1 - Protection device for steam turbine systems - Google Patents
Protection device for steam turbine systemsInfo
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- F01D21/16—Trip gear
- F01D21/18—Trip gear involving hydraulic means
Abstract
Description
Schutzeinrichtung für DampfturbinennnlaSenProtective device for steam turbine loads
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutz einrichtung für Dampfturbinenanlagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a protection device for steam turbine systems according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Schutz einrichtung ist aus der DE-OS 1 551 219 bekannt. Diese bekannte Schutzeinrichtung umfaßt insgesamt 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 zugeordnete Auslösegerät mit einem mechanischen oder einem elektrischen Schnellschluß-Signal beaufschlagt.Such a protection device is known from DE-OS 1,551,219. This known protection device comprises a total of four tripping devices, which in the pressure fluid line leading to the power piston of the steam shut-off valve in series connection are arranged and each assigned to a speed monitor. Now register one these four speed monitors have a speed that a predetermined limit value exceeds, the assigned trigger device with a mechanical or applied to an electrical quick-closing signal.
Beim Auftreten dieses Schnellschluß-Signals unterbricht dann das Auslösegerät die Druckfluidzufuhr zum Eraftkolben des Dampf-Absperrventils und bewirkt außerdem eine Druckentlastung des ßraftkolbens des Dampf-Absperrven tils. Auf diese Weise wird beim Auftreten einer unzulässig hohen Drehzahl ein Schnellschluß des Dampf-Absperrventils ausgelöst und eine rasche Stillsetzung der Dampfturbine bewirkt.When this quick-closing signal occurs, the release device then interrupts the pressure fluid supply to the Eraft piston of the steam shut-off valve and also causes a pressure relief of the power piston of the steam shut-off valve. In this way if an impermissibly high speed occurs, the steam shut-off valve quickly closes triggered and causes a rapid shutdown of the steam turbine.
Die bekannte Hintereinanderschaltung der Auslösegeräte in der zum Eraftkolben des Dampf-Absperrventils führenden Druckfluidleitung hat den Vorteil, daß beim Auftreten eines Schnellschluß-Signals das jeweilige Auslösegerät eine Druckentlastung des Kraftkolbens bewirkt und gleichzeitig durch die Unterbrechung der Druckfluidzufuhr einen Druckaufbau durch nachströmendes Druckfluid sicher verhindert. Dieser Vorteil gilt jedoch nur für eine be- grenzte Anzahl der in Hintereinanderschaltung angeordneten Auslösegeräte, da jedes der Auslösegeräte auch eine Drosselstelle bildet, wodurch Druckverluste auftreten können und insbesondere die fiir einen Schnellschluß erforderlichen raschen Druckänderungen in der Druckfluidleitung beeinträchtigt werden können. Andererseits kann die Forderung nach einem Höchstmaß an Betriebssicherheit der Dampfturbinenanlage aber nur dann erfüllt werden, wenn neben der Drehzahl auch weitere für die Betriebssicherheit maßgebliche Betriebsgrößen überwacht werden und beim Uberschreiten vorgebbarer Grenzwerte über entsprechende weitere Auslösegeräte ein Schnellschluß des Dampf-Absperrventils ausgelöst wird.The well-known series connection of the trigger devices in the for The pressure fluid line carrying the power piston of the steam shut-off valve has the advantage of that when a quick-closing signal occurs, the respective release device relieves the pressure of the power piston caused and at the same time by the interruption of the pressure fluid supply reliably prevents a pressure build-up due to subsequent pressure fluid. This advantage however only applies to a limited number of series connection arranged tripping devices, as each of the tripping devices also forms a throttle point, as a result of which pressure losses can occur, and in particular those for a quick-closing required rapid pressure changes in the pressure fluid line are impaired can. On the other hand, the requirement for the highest level of operational safety the steam turbine system can only be met if, in addition to the speed, also other operational parameters relevant to operational safety are monitored and if predeterminable limit values are exceeded via corresponding further triggering devices an emergency shutdown of the steam shut-off valve is triggered.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schutz einrichtung für Dampfturbinenanlagen zu schaffen, bei welcher ohne Beeinträchtigung der Funktionssicherheit die Anzahl der Auslösegeräte erhöht werden kann.The invention is therefore based on the object of a protection device for steam turbine systems, in which without impairing the functional reliability the number of tripping devices can be increased.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part of claim 1 listed features solved.
Bei der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung ist also ein zweistufiger Aufbau der Schnellschlußauslösung vorgesehen, wobei die Auslösegeräte die erste Stufe bilden, während die zweite Stufe durch ein Haupt-Auslösegerät gebildet wird. Dieses Haupt-Auslösegerät kann dann so ausgelegt werden, daß unabhängig von der Anzahl und dem Durchflußquerschnitt der Auslösegeräte der für eine rasche Druckentlastung des Kraftkolbens des Dampf-Absperrventils erforderliche Durchflußquerschnitt zur Verfügung steht. Die Auslösegeräte übernehmen damit nur noch die hydraulische Ansteuerung des Haupt-Auslösegeräts, wobei die im Falle einer Schnellschlußauslösung von dem betreffenden Auslösegerät zur Druckentlastung abzuführende Fluidmenge wesentlich geringer ist, als die zur Druckentlastung des Kraftkolbens des Dampf-Absperrventils abzuführende Fluidmenge. Für die Anordnung der Auslösegeräte in der ersten Stufe sind dabei zwei Möglichkeiten vorgesehen, wobei in der Haupt-Ansteuerleitung des Haupt-Auslösegeräts mindestens ein Auslösegerät angeordnet ist, während in einer Neben-Ansteuerleitung mindestens ein weiteres Auslösegerät angeordnet ist. Dabei kann sowohl die Anzahl der Auslösegeräte in der Haupt-Ansteuerleitung als auch die Anzahl der weiteren Auslösegeräte in der Neben-Ansteuerleitung erhöht-werden.The protective device according to the invention is therefore a two-stage Structure of the quick release release provided, the release devices being the first Form stage, while the second stage is formed by a main trigger device. This main trigger device can then be designed so that regardless of the Number and the flow cross-section of the trigger devices for rapid pressure relief of the power piston of the steam shut-off valve required flow cross-section for Available. The tripping devices only take over the hydraulic control of the main triggering device, which in the event of a quick release of the relevant trigger device for pressure relief fluid volume to be discharged is essential is less than the pressure relief of the Power piston of the steam shut-off valve amount of fluid to be discharged. For the arrangement of the tripping devices in the first stage two possibilities are provided, with the main control line of the Main trigger device is arranged at least one trigger device while in one In addition to the control line, at least one further trigger device is arranged. Included both the number of tripping devices in the main control line and the The number of further tripping devices in the secondary control line can be increased.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung ergeben sich weitere Möglichkeiten für die Erhöhung der Anzahl der Auslösegeräte durch ein von mindestens einem zusätzlichen Auslösegerät angesteuertes zweites Haupt-Auslösegerät, welches beim Auftreten eines zugeordneten Schnellschluß-Auslösesignals die Druckfluidzufuhr zum Kraftkolben des Dampf-Absperrventils unterbricht und eine Druckentlastung des Eraftkolbens bewirkt und durch eine zweite Haupt-Ansteuerleitung, welche den Steuereingang des zweiten Haupt-Auslösegeräts mit einer Druckfluidquelle verbindet und in welcher das zusätzliche Auslösegerät derart angeordnet ist, daß es beim Auftreten eines zugeordneten Schnellschluß-Signais die Druckfluidzufuhr zum Steuereingang des zweiten Haupt-Auslösegeräts unterbricht und eine Druckentlastung am Steuereingang des zweiten Haupt-Auslösegeräts bewirkt.In a preferred embodiment of the protective device according to the invention there are further possibilities for increasing the number of tripping devices by a second main triggering device controlled by at least one additional triggering device, which the pressure fluid supply when an associated quick release trigger signal occurs to the power piston of the steam shut-off valve interrupts and a pressure relief of the Eraftkolbens effects and through a second main control line, which is the control input of the second main trip device connects to a source of pressurized fluid and in which the additional trigger device is arranged such that it occurs when a associated quick-closing signal, the pressure fluid supply to the control input of the second Main triggering device interrupts and a pressure relief at the control input of the second Main trigger device causes.
Auch hier kann dann die Anzahl der zusätzlichen Auslösegeräte in der zweiten Haupt-Ansteuerleitung erhöht werden.Here, too, the number of additional tripping devices in the second main control line are increased.
Ein weiterer, mit der Anordnung eines zweiten Haupt-Auslösegeräts verbundener Vorteil ergibt sich dadurch, daß das erste Haupt-Auslösegerät durch einen Bypaß umgangen werden kann und die Funktionsfähigkeit des ersten Haupt-Auslösegeräts und der dem ersten Haupt-Auslösegerät zugeordneten Auslösegeräte bzw. weiteren Auslösegeräte ohne Stillsetzung der Dampfturbine überprüft werden kann, wobei während dieser Überprüfung die für die Betriebssicher- heit erforderliche Überwachung maßgeblicher Betriebsgrößen mit der Möglichkeit der Schnellschlußauslösung durch das zweite Haupt-Auslösegerät und die dem zweiten Haupt-Ausldsegerät zugeordneten zusätzlichen Auslösege räte gewährleistet ist.Another, with the placement of a second main trigger device associated advantage results from the fact that the first main trigger device by a bypass can be bypassed and the functionality of the first main trigger device and the triggering devices or further triggering devices assigned to the first main triggering device can be checked without shutting down the steam turbine, and during this check for operational safety the necessary monitoring is more relevant Operating sizes with the option of quick-closing release by the second main release device and the additional triggering devices assigned to the second main triggering device is guaranteed.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutz einrichtung ist in der Haupt-Ansteuerleitung ein Auslösegerät angeordnet, Welches einem mechanischen Drehzahl-Wächter zugeordnet ist. Damit ist gewährleistet, daß im Falle einer zu hohen Drehzahl das Haupt-Auslösegerät über die Haupt-Ansteuerleitung direkt angesteuert und die Schnellschlußauslösung mit dem höchstmöglichen Maß an Sicherheit herbeigeführt wird.In a further preferred embodiment of the invention Protection device, a tripping device is arranged in the main control line, Which is assigned to a mechanical speed monitor. This guarantees that in the event of too high a speed, the main triggering device via the main control line controlled directly and the quick release release with the highest possible degree of Security is brought about.
In der Haupt-Ansteuerleitung können auch zwei oder drei Auslösegeräte in Hintereinanderschaltung angeordnet sein.Two or three trigger devices can also be installed in the main control line be arranged in series.
Die Hintereinanderschaltung der Auslösegeräte hat hierbei den Vorteil, daß beim Auftreten eines SchnellschluB-Signals ein Druckaufbau am Steuereingang des Haupt-Auslösegeräts durch nachströmendes Druckfluid sicher verhindert wird.The cascading connection of the tripping devices has the advantage that when a quick closing signal occurs, a pressure build-up at the control input of the main triggering device is reliably prevented by subsequent pressurized fluid.
In der Neben-Ansteuerleitung können zwei oder mehrere weitere Auslösegeräte in Nebeneinanderschaltung angeordnet sein. Durch diese Nebeneinanderschaltung ist auch bei einer größeren Anzahl von weiteren Auslösegeräten beim Auftreten eines Schnellschluß-Signals eine rasche Druckentlastung am Steuereingang des Haupt-Auslösegeräts gewährleistet.Two or more additional trigger devices can be installed in the secondary control line be arranged in side-by-side connection. This juxtaposition is even with a larger number of further trigger devices when one occurs A quick-closing signal means rapid pressure relief at the control input of the main triggering device guaranteed.
In der zweiten Haupt-Ansteuerleitung können zwei oder mehrere zusätzliche Auslösegeräte in Hintereinanderschaltung angeordnet sein. Auch in diesem Falle hat die Hintereinanderschaltung der zusätzlichen Auslösegeräte den Vorteil, daß beim Auftreten eines Schnellschluß-Signals ein Druckaufbau am Steuereingang des zweiten Haupt- auslösegeräts durch nachströmendes Druckfluid sicher verhindert wird.In the second main control line, two or more additional Trip devices can be arranged in series. Also in this case has the cascading of the additional trigger devices the advantage that when When a quick-closing signal occurs, pressure builds up at the control input of the second Head- tripping device safely prevented by subsequent pressurized fluid will.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Haupt-Ansteuerleitung ein hydraulisch betätigbares Absperrorgan angeordnet rist, welches bei einem Druckabfall in der Neben-Ansteuerleitung die Druckfluidzufuhr zum Steuereingang des Haupt-Auslösegeräts unterbricht. Durch dieses hydraulisch betätigbare Absperrorgan wird also ein Druckaufbau am Steuereingang des Haupt-Auslösegeräts durch nachströmendes Druckfluid verhindert, wenn ein Schnellschluß über eines der in der Neben-Ansteuerleitung angeordneten weiteren Auslösegeräte ausgelöst wird.In a further embodiment of the invention it is provided that A hydraulically operated shut-off device is arranged in the main control line rist, which is the pressure fluid supply in the event of a pressure drop in the secondary control line to the control input of the main tripping device. Through this hydraulically actuatable shut-off device is a pressure build-up at the control input of the main triggering device prevented by subsequent pressurized fluid if a quick-action closure on one of the further tripping devices arranged in the secondary control line is triggered.
Die in der Neben-Ansteuerleitung angeordneten weiteren Auslösegeräte sind vorzugsweise zu einem Anschlußmodul zusammengefaßt. Hierdurch kann die Schutzeinrichtung hinsichtlich Aufgabe und Anzahl der in der Haupt-Ansteuerleitung und ggf. auch in der zweiten Haupt-Ansteuerleitung angeordneten Auslösegeräte bzw. zusätzlichen Auslösegeräte standardisiert werden, während der Anschlußmodul über die Aufgabe und Anzahl der in ihm enthaltenen weiteren Auslösegeräte den jeweiligen Erfordernissen flexibel angepaßt werden kann.The further tripping devices arranged in the secondary control line are preferably combined to form a connection module. This allows the protective device with regard to the task and number of in the main control line and possibly also in the second main control line arranged triggering devices or additional triggering devices be standardized, while the connection module has the task and number of further triggering devices contained in it are flexible to the respective requirements can be customized.
Im folgenden sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.The following are the structure and mode of operation of exemplary embodiments the invention explained in more detail with reference to a schematic drawing.
Dabei zeigt: Fig. 1 den Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels einer Schutz einrichtung für Dampfturbinenanlagen und Fig. 2 den Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Schutz einrichtung für Dampfturbinenanlagen, wobei einander entsprechende Teile in den beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.1 shows the circuit diagram of a first exemplary embodiment a protection device for steam turbine systems and FIG. 2 shows the circuit diagram of a second embodiment of a protective device for steam turbine systems, whereby Corresponding parts in the two figures have the same reference numerals are provided.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Schutzeinrichtung ist mit 1 ein Dampf-Absperrventil bezeichnet, welches in geöffne -tem Zustand den Dampf zutritt zu einer nicht dargestellten Dampfturbine freigibt und in geschlossenem Zustand den Dampfzutritt sperrt und dadurch die Dampfturbine stillsetzt. Die Betätigung des Dampf-Absperrventils 1 erfolgt durch eine hydraulische Stelleinrichtung 2, deren Eraftkolben 3 durch ein Druckfluid gegen die Kraft einer Feder 4 in Offenstellung gehalten wird. Das Druckfluid wird dabei über eine Druckfluidleitung 5 zugeführt, welche den Raum unter dem Kraftkolben 3 mit einer Druckfluidquelle 6 verbindet. In der Druckfluidleitung 5 sind ein Filter 7 und ein Haupt-Auslösegerät 8 angeordnet. Bei dem Haupt-Auslösegerät 8 handelt es sich um ein hydrrulisch angesteuertes Drei-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung der normalen Betriebsstellung entspricht, in welcher der Kraftkolben 3 mit Druckfluid beaufschlagt und das Dampf-Absperrventil 1 geöffnet ist. Beim Auftreten eines Schnellschluß-Auslösesignals nimmt das Haupt-Auslösegerät 8 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 in möglichst kurzer Zeit in einen Ablauf A8 abfließen, um ein schnelles Schließen des Dampf-Absperrventils 1 durch die Feder 4 zu gewährleisten.In the protective device shown in FIG. 1, 1 is a steam shut-off valve denotes which, in the open -tem state, the steam accesses to a not shown Releases the steam turbine and, in the closed state, blocks the access of steam and thereby the steam turbine stops. The steam shut-off valve 1 is actuated by a hydraulic actuating device 2, the power piston 3 of which is counteracted by a pressurized fluid the force of a spring 4 is held in the open position. The pressure fluid is thereby via a pressure fluid line 5, which the space under the power piston 3 connects to a pressurized fluid source 6. In the pressure fluid line 5 are a filter 7 and a main trigger device 8 are arranged. The main triggering device 8 acts it is a hydrulically controlled three-way valve with two switching positions, wherein the switching position shown in the drawing is the normal operating position corresponds in which the power piston 3 is acted upon with pressurized fluid and the steam shut-off valve 1 is open. When a trip signal occurs, the main tripping device takes 8 the other switching position, in which the pressure fluid supply from the pressure fluid source 6 shut off and at the same time a pressure relief of the power piston 3 of the steam shut-off valve 1 is effected. Here, the amount of fluid located below the power piston 3 must drain into a drain A8 in the shortest possible time to allow for quick closing of the steam shut-off valve 1 by the spring 4.
Die hydraulische Ansteuerung des Haupt-Auslösegeräts 8 erfolgt über eine Haupt-Ansteuerleitung 9, welche den Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 mit der Druckfluidquelle 6 verbindet und in welcher von der Druckfluidquelle 6 ausgehend nacheinander ein Filter 10, ein hydrau- lisch betätigbares Absperrorgan 11, Auslösegeräte 12, 13 und 14 sowie eine Leitungsabzweigung 15 angeordnet sind.The hydraulic control of the main triggering device 8 takes place via a main control line 9, which the control input E8 of the main triggering device 8 connects to the pressurized fluid source 6 and in which from the pressurized fluid source 6 starting one after the other a filter 10, a hydraulic lisch operable Shut-off element 11, tripping devices 12, 13 and 14 and a line branch 15 are arranged are.
Bei den in Hintereinanderschaltung angeordneten Auslösegeräten 12, 13 und 14 handelt es sich um Drei-Wege-Ventile mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellten Schaltstellungen der normalen Betriebsstellung entsprechen, in welcher der Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 mit Druckfluid beaufschlagt ist. Das mechanisch angesteuerte Auslösegerät 12 ist dabei einem mechanischen Drehzahl-Wächter 16 zugeordnet, dessen Bolzen 17 bei Überschreiten der Grenzdrehzahl so weit heraustritt, daß er eine Klinke 18 des Auslösegeräts 12 trifft und dadurch das Auslösegerät 12 umschaltet. In dieser Schaltstellung unterbricht dann das Auslösegerät 12 einerseits die weitere Druckfluidzufuhr zum Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 und verbindet andererseits den Steuereingang E8 mit einem Ablauf A12. Diese Druckentlastung am Steuereingang E8 entspricht einem hydraulischen Schnellschluß-Auslösesignal, welches eine Umschaltung des Haupt-Auslösegeräts 8 und einen Schnell schluß des Dampf-Absperrventils 1 bewirkt. Das hydraulisch angesteuerte Auslösegerät 13 ist einem Wächter 19 zugeordnet, welcher den Lageröldruck der Dampfturbine überwacht und beim tberschreiten eines unteren Grenzwertes, d. h. bei einem unzulässigen Absinken des Lageröldruckes das Auslösegerät 13 umschaltet. In dieser zweiten Schaltstellung unterbricht das Auslösegerät 13 die Druckfluidzufuhr zum Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 und verbindet den Steuereingang E8 mit einem Ablauf A13, wobei durch diese Druckentlastung am Steuereingang E8 wiederum ein Schnellschluß des Dampf-Absperrventils 1 ausgelöst wird. Das Auslösegerät 14 ist schließlich elektrisch angesteuert und einem Wächter 20 zugeordnet, welcher die axiale Wellenverlagerung der Dampfturbine überwacht. Überschreitet die axiale Wellenverlagerung einen vorgegebenen Grenzwert, so bewirkt der Wächter 20 eine Umschaltung des Auslösegeräts 14. In dieser zweiten Schaltstellung unterbricht das Auslösegerät 14 die Druckfluidzufuhr zum Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 und verbind.et den Steuerein- gang E8 mit einem Ablauf A14, wobei durchvdamit verbundene Druckentlastung wieder ein Schnellschluß des Dampf-Absperrventils 1 ausgelöst wird.The tripping devices 12, 13 and 14 arranged in series are three-way valves with two switching positions, whereby the switching positions shown in the drawing correspond to the normal operating position in which the control input E8 of the main tripping device 8 is acted upon with pressurized fluid . The mechanically controlled trigger device 12 is assigned to a mechanical speed monitor 16, the bolt 17 of which protrudes so far when the speed limit is exceeded that it hits a pawl 18 of the trigger device 12 and thereby switches the trigger device 12. In this switching position, the triggering device 12 on the one hand interrupts the further supply of pressurized fluid to the control input E8 of the main triggering device 8 and on the other hand connects the control input E8 to a sequence A12. This pressure relief at the control input E8 corresponds to a hydraulic quick-closing trigger signal, which causes the main triggering device 8 to switch over and the steam shut-off valve 1 to quickly close. The hydraulically controlled trigger device 13 is assigned to a monitor 19 which monitors the bearing oil pressure of the steam turbine and switches the trigger device 13 if a lower limit value is exceeded, ie if the bearing oil pressure drops in an impermissible manner. In this second switching position, the triggering device 13 interrupts the supply of pressurized fluid to the control input E8 of the main triggering device 8 and connects the control input E8 to an outlet A13, whereby this pressure relief at the control input E8 in turn triggers a quick closing of the steam shut-off valve 1. The trigger device 14 is finally electrically controlled and assigned to a monitor 20, which monitors the axial shaft displacement of the steam turbine. If the axial shaft displacement exceeds a predetermined limit value, the monitor 20 causes the triggering device 14 to switch over. In this second switching position, the triggering device 14 interrupts the supply of pressure fluid to the control input E8 of the main triggering device 8 and connects the control unit. passage E8 with a sequence A14, with the associated pressure relief again triggering a quick closing of the steam shut-off valve 1.
Die bereits erwähnte Leitungsabzweigung 15 bietet die Möglichkeit, die Schutzeinrichtung so zu erweitern, daß die Überwachung weiterer für die Betriebssicherheit der Dampfturbinenanlage maßgeblicher Betriebsgrößen einbezogen werden kann. Hierzu ist an die Leitungsabzweigung 15 eine Neben-Ansteuerleitung 21 angeschlossen, in welcher im dargestellten Beispiel in Nebeneinanderschaltung weitere Auslösegeräte 22 bis 26 angeordnet sind. Bei diesen weiteren Auslösegeräten 22 bis 26 handelt es sich um Zwei-Wege-Ventile mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellten Schaltstellungen der normalen Betriebsstellung entsprechen, in welcher Verbindungen zwischen der Neben-Ansteuerleitung 21 und Abläufen A22 bis A26 der weiteren Auslösegeräte 22 bis 26 unterbrochen sind. Das hydraulisch angesteuerte weitere Auslösegerät 22 ist einem Wächter 27 zugeordnet, welcher den Druck im Kondensator der Dampfturbinenanlage überwacht und im Falle einer unzulässig hohen Kondensatordruckes das weitere Auslösegerät 22 umschaltet. In dieser zweiten Schaltstellung des weiteren Auslösegeräts 22 ist dann die Neben-Ansteuerleitung 21 mit einem Ablauf A22 verbunden, was eine Druckentlastung am Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 und damit einen Schnell schluß des Dampf-Absperrventils 1 zur Folge hat.The already mentioned junction 15 offers the possibility of to expand the protective device in such a way that the monitoring of further for the operational safety the steam turbine system of significant operating parameters can be included. For this a secondary control line 21 is connected to the branch line 15, in which in the example shown further trigger devices connected in parallel 22 to 26 are arranged. These further trigger devices 22 to 26 act These are two-way valves with two switching positions, the ones in the drawing Switch positions shown correspond to the normal operating position in which Connections between the secondary control line 21 and processes A22 to A26 of the further trigger devices 22 to 26 are interrupted. The hydraulically controlled Another trigger device 22 is assigned to a monitor 27, which monitors the pressure in the condenser the steam turbine system and in the event of an impermissibly high condenser pressure the further trigger device 22 switches over. In this second switch position further Triggering device 22, the secondary control line 21 is then connected to an outlet A22, what a pressure relief at the control input E8 of the main trigger device 8 and thus a quick circuit of the steam shut-off valve 1 has the consequence.
In gleicher Weise können über die weiteren Auslösegeräte 23 bis 26 zur Schnellschlußauslösung Verbindungen zwischen dem Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 und Abläufen A23 bis 26 hergestellt werden. Die elektrisch angesteuerten weiteren Auslösegeräte 23, 24 und 25 sind dabei Wächtern 28 bzw. 29 bzw. 30 zugeordnet, welche je nach den Erfordernissen die Überwachung bestimmter Be- triebsgrößen übernehmen. So kann beispielsweise mit Hilfe der Wächter 28 bis 30 die Höhe des Dampfdruckes, die Verlagerung der Dampfturbine gegenüber dem Fundament und die Temperaturerhöhung im Falle eines Brandes der Damptturbinenanlage überwacht werden. Das weitere Auslösegerät 26 ermöglicht über eine Klinke 31 eine Handäusiösung des Schnellschlusses.In the same way, the further triggering devices 23 to 26 Connections between the control input E8 of the main tripping device for quick-closing release 8 and processes A23 to 26 can be established. The electrically controlled others Trip devices 23, 24 and 25 are assigned to monitors 28 and 29 and 30, respectively depending on the requirements, the monitoring of certain shoot sizes take over. For example, with the help of the guards 28 to 30, the height of the Steam pressure, the displacement of the steam turbine relative to the foundation and the increase in temperature monitored in the event of a fire in the steam turbine system. The further trigger device 26 enables a manual release of the quick release via a pawl 31.
Die in Nebeneinanderschaltung angeordneten weiteren Auslösegeräte 22 bis 26 können also einen Schnellschluß des Dampf-Absperrventils 1 durch eine Druckentlastung am Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 herbeiführen.The further tripping devices arranged in parallel 22 to 26 can therefore a quick closing of the steam shut-off valve 1 by a Relieve the pressure at the control input E8 of the main trigger device 8.
Damit diese Druckentlastung durch aus der Druckfluidquelle 6 nachströmendes Druckfluid nicht gestört oder verzögert werden kann, ist in der Haupt-Ansteuerleitung 9 das bereits erwähnte hydraulisch betätigbare Absperrorgan 11 angeordnet. Bei diesem Absperrorgan 11 handelt es sich um ein hydraulisch entspannbares Rückschlagventil, dessen Steuerleitung 32 an die Neben-Ansteuerleitung 21 angeschlossen ist. Wird nun eines der weiteren Auslösegeräte 22 bis 26 mit einem Schnellschluß-Signal beaufschlagt, so erzeugt es ein Schnellschluß-Auslösesignal, welches einer Druckentlastung in der Neben-Ansteuerleitung 21 entspricht. Als Folge dieser Druckentlastung in der Neben-Ansteuerleitung 21 wird dann die Druckfluidquelle 6 durch das Absperrorgan 11 abgesperrt. Dies bedeutet, daß die weiteren Auslösegeräte 22 bis 26 beim Auftreten eines zugeordneten Schnellschluß-Signals nicht nur eine Druckentlastung am Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 bewirken, sondern auch mit geringer Verzögerung die weitere Druckfluidzufuhr zum Steuereingang E8 unterbrechen.So that this pressure relief by flowing in from the pressurized fluid source 6 Pressure fluid cannot be disturbed or delayed is in the main control line 9, the aforementioned hydraulically actuated shut-off element 11 is arranged. With this one Shut-off element 11 is a hydraulically releasable check valve, the control line 32 of which is connected to the secondary control line 21. Will now one of the further tripping devices 22 to 26 is acted upon with a quick-closing signal, so it generates a quick release trigger signal, which is a pressure relief in the secondary control line 21 corresponds. As a result of this pressure relief in the Secondary control line 21 is then the pressurized fluid source 6 through the shut-off device 11 locked. This means that the further tripping devices 22 to 26 upon occurrence an assigned quick-closing signal not only relieves pressure at the control input E8 of the main triggering device 8, but also with a slight delay the Interrupt further pressure fluid supply to control input E8.
Die Neben-Ansteuerleitung 21 und die weiteren Auslösegeräte 22 bis 26 sind zu einem gestrichelt angedeuteten Anschlußmodul 33 zusammengefaßt, welcher an die Leitungsabzweigung 15 angeschlossen ist. Dieser Anschlußmodul 33 kann verschiedenen Uberwachungsfunktionen zugeordnet werden und ermöglicht damit eine flexible Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse. Insbesondere ist die Anzahl der in dem Anschlußmodul 33 enthaltenen weiteren Auslösegeräte variabel, wobei in der Zeichnung Erweiterungsmöglichkeiten durch einen endseitigen Anschlußflansch 34 der Neben-Ansteuerleitung 21 angedeutet sind.The secondary control line 21 and the further trigger devices 22 to 26 are combined to form a connection module 33, indicated by dashed lines, which is connected to the branch line 15. This connection module 33 can be different Monitoring functions assigned and thus enables a flexible adaptation to the respective requirements. In particular, the number is the further triggering devices contained in the connection module 33 are variable, with in the drawing expansion options through an end connection flange 34 of the secondary control line 21 are indicated.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Schutz einrichtung sind in der Haupt-Ansteuerleitung 9 wieder die Auslösegeräte 12, 13 und 14 angeordnet, während in der Neben-Ansteuerleitung 21 nur noch die beiden weiteren Auslösegeräte 22 und 23 vorgesehen sind. Unterschiedlich zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dabei, daß das Auslösegerät 14 und das weitere Auslösegerät 23 nicht mehr von separaten Wächtern, sondern von einem zentralen Wächter W angesteuert werden. In diesem zentralen Wächter<W ist die Überwachung von insgesamt fünf Betriebsgrößen zusammengefaßt, was durch die Signale SS1 bis SS5 angedeutet ist. Überschreitet dabei nur eines dieser Signale SS1 bis SS5 einen vorgegebenen Grenzwert, so werden das Auslösegerät 14 und das weitere Auslösegerät 23 mit einem Schnellschluß-Signal beaufschlagt. Diese Signale SS1 bis SS5 sind beispielsweise einer Warte, einer elektrischen Drehzahl-Überwachung, einer elektrischen Überwachung der axialen Wellenverlagerung, einer elektrischen Überwachung der Lageröltemperatur und einer elektrischen Überwachung des Lageröldruckes zugeordnet.In the protective device shown in Fig. 2, the tripping devices 12, 13 and 14 are again arranged in the main control line 9, while only the two further tripping devices 22 and 23 are provided in the secondary control line 21. What differs from the embodiment shown in FIG. 1 is that the triggering device 14 and the further triggering device 23 are no longer from separate monitors, but from a central monitor W can be controlled. The monitoring of a total of five operating variables is combined in this central monitor <W, which is indicated by the signals SS1 to SS5. If only one of these signals SS1 to SS5 exceeds a predetermined limit value, the triggering device 14 and the further triggering device 23 are acted upon by a quick-closing signal. These signals SS1 to SS5 are assigned, for example, to a control room, electrical speed monitoring, electrical monitoring of the axial shaft displacement, electrical monitoring of the bearing oil temperature and electrical monitoring of the bearing oil pressure.
Der Hauptunterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Schutzeinrichtung ist jedoch darin zu sehen, daß in der Druckfluidleitung 5, welche den Raum unter dem graftkolben 3 des Dampf-Absperrventils 1 mit der Druckfluidquelle 6 verbindet, zusätzlich ein zweites Haupt-Auslösegerät 80 angeordnet ist. Bei diesem zweiten Haupt-Auslösegerät 80 handelt es sich um ein hydraulisch angesteuertes Drei-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung der normalen Be- triebsstellung entspricht, in welcher der Kraftkolben 3 mit Druckfluid beaufschlagt und das Dampf-Absperrventil 1 geöffnet ist. Beim Austreten eines Schnellschluß-Auslösesignals nimmt das zweite Haupt-Auslösegerät 80 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.The main difference to the protective device shown in Fig. 1 can be seen, however, that in the pressure fluid line 5, which the space below the graft piston 3 of the steam shut-off valve 1 connects to the pressurized fluid source 6, In addition, a second main trigger device 80 is arranged. On this second one The main trigger device 80 is a hydraulically controlled three-way valve with two switching positions, the switching position shown in the drawing normal loading drive position corresponds in which the power piston 3 pressurized fluid and the steam shut-off valve 1 is open. When exiting of a quick-action trip signal, the second main trip device 80 takes the other Switching position in which the supply of pressurized fluid is shut off from the pressurized fluid source 6 and at the same time a pressure relief of the power piston 3 of the steam shut-off valve 1 is effected.
Die hydraulische Ansteuerung des zweiten Haupt-Auslösegeräts 80 erfolgt über eine zweite Baupt-Ansteuerleitung 90, welche den Steuereingang E80 des zweiten Haupt-Auslösegeräts 80 mit der Druckfluidquelle 6 verbindet und in welcher zusätzliche Auslösegeräte 35 und 36 in Hintereinanderschaltung angeordnet sind. Bei diesen zusätzlichen Auslösegeräten 35 und 36 handelt es sich um Drei-Wege-Ventile mit zwei Schaltstellungen, wobei die in der Zeichnung dargestellten Schaltstellungen der normalen Betriebsstellung entsprechen, in welcher der Steuereingang E80 des zweiten Haupt-Auslösegeräts 80 mit Druckfluid beaufschlagt ist. Das zusätzliche Auslösegerät 35 ermöglicht über eine Klinke 37 eine Handauslösung des Schnellschlusses. Wird das zusätzliche Auslösegerät 35 über diese Klinke 37 umgeschaltet, so unterbricht es einerseits die weitere Druckfluidzufuhr zum Steuereingang E80 des zweiten Haupt-Auslösegeräts 80 und verbindet andererseits den Steuereingang E80 mit einem Ablauf A35. Diese Druckentlastung am Steuereingang E80 entspricht einem hydraulischen Schnellschluß-Auslösesignal, welches eine Umschaltung des zweiten Haupt-Auslösegeräts 80 undteinen Schnellschluß des Dampf-Absperrventils 1 bewirkt. Das elektrisch angesteuerte zu- sätzliche Auslösegerät 36 ist dem zentralen Wächter<W zugeordnet und wird somit umgeschaltet, wenn eines der Signale BS1 bis SS5 einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. In der zweiten Schaltstellung unterbricht das zusätzliche Auslösegerät 36 dann die Druckfluidzufuhr zum Steuereingang E80 des zweiten Haupt-Auslösegeräts 80 und ver- bindet den Steuereingang E 80 mit einem Ablauf A36, wobei durch die Druckentlastung am Steuereingang E80 wiederum ein Schnellschluß des I)ampf-AbspewrverltLls 1 ausgelöst wird.The hydraulic control of the second main triggering device 80 takes place via a second main control line 90, which connects the control input E80 of the second main triggering device 80 to the pressure fluid source 6 and in which additional triggering devices 35 and 36 are arranged in series. These additional trigger devices 35 and 36 are three-way valves with two switching positions, the switching positions shown in the drawing corresponding to the normal operating position in which the control input E80 of the second main triggering device 80 is acted upon with pressure fluid. The additional triggering device 35 enables manual triggering of the quick release via a pawl 37. If the additional trigger device 35 is switched over via this pawl 37, it interrupts the further supply of pressurized fluid to the control input E80 of the second main trigger device 80 and connects the control input E80 to an outlet A35. This pressure relief at the control input E80 corresponds to a hydraulic quick-closing trigger signal, which causes the second main triggering device 80 to switch over and the steam shut-off valve 1 to quick-close. The electrically controlled Additional triggering device 36 is assigned to the central guard <W and is thus switched over if one of the signals BS1 to SS5 exceeds a predetermined limit value. In the second switching position, the additional triggering device 36 then interrupts the supply of pressurized fluid to the control input E80 of the second main triggering device 80 and connects the control input E 80 to a process A36, the pressure relief at the control input E80 again causing the I) ampf-AbspewrverltLls to be closed quickly 1 is triggered.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Schutzeinrichtung sind insgesamt drei Gruppen von Auslösegeräten vorgesehen, nämlich die Auslösegeräte 12 bis 14, die weiteren Auslösegeräte 22 und 23 und die zusätzlichen Auslösegeräte 35 und 36. Dabei kommt den Auslösegeräten 12 bis 14 und den zusätzlichen Auslösegeräten 35 und 36 ein sehr hoher Rang bezüglich der Funktionssicherheit zu, da sie jeweils neben einer Druckentlastung am Steuereingang E80 des Haupt-Auslösegeräts 8 bzw. des zweiten Haupt-Auslösegeräts 80 gleichzeitig die weitere Druckfluidzufuhr unterbinden.In the case of the protective device shown in FIG. 2, there are a total of three Groups of tripping devices provided, namely the tripping devices 12 to 14, the further trigger devices 22 and 23 and the additional trigger devices 35 and 36. Here comes the tripping devices 12 to 14 and the additional tripping devices 35 and 36 a very high rank in terms of functional reliability, as they are next to one Pressure relief at control input E80 of the main trigger device 8 or the second Main triggering device 80 at the same time cut off the further supply of pressure fluid.
Die Funktionssicherheit der weiteren Auslösegeräte 22 und 23 ist etwas geringer einzuschätzen, da bei einer Druckentlastung am Steuereingang E8 des Haupt-Auslösegeräts 8 die Sperrung der weiteren Druckfluidzufuhr über das Absperrorgan 11 nur mittelbar erfolgt und mit einer geringen Verzögerung eintritt weshalb werden die Auslösegeräte und die zusätzlichen Auslösegeräte solchen Betriebsgrößen zugeordnet, deren Überwachung unabdingbar ist, da bei unzulässigen Änderungen Gefahren für Mensch und Maschine auftreten könnten. Die Auslösegeräte und zusätzlichen Auslösegeräte werden also insbesondere der Uberwachung der Drehzahl, der Überwachung der axialen Wellenverlagerung und der Überwachung des Lageröldruckes zugeordnet, wobei die Sicherheit durch die Bildung von Redundanz schaltungen weiter erhöht werden kann. Die weiteren Auslösegeräte werden demgegenüber solchen Betriebsgrößen zugeordnet, deren Überwachung den jeweiligen Erfordernissen entsprechend als notwendig oder wünschenswert angesehen wird.The functional reliability of the further trigger devices 22 and 23 is somewhat to be assessed lower, since there is a pressure relief at the control input E8 of the main triggering device 8 the blocking of the further supply of pressurized fluid via the shut-off element 11 only indirectly occurs and occurs with a slight delay, which is why the tripping devices and the additional tripping devices assigned to such operating variables, their monitoring is indispensable, since impermissible changes pose a risk to man and machine could occur. So the tripping devices and additional tripping devices will be in particular the monitoring of the speed, the monitoring of the axial shaft displacement and assigned to the monitoring of the bearing oil pressure, the safety being provided by the Formation of redundancy circuits can be increased further. The other trigger devices on the other hand, are assigned to such operating parameters, the monitoring of which is assigned to the respective Is considered necessary or desirable according to requirements.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird durch den Schnell schluß des Dampf-Absperrventils oder mehrerer Dampf-Absperrventile ein rasches Stillsetzen der Dampfturbine im Gefahrenfall erreicht. In gieichcr' Weise kann durch die beschriebenen Schutzeinrichtungen aber auch ein Schnell schluß der Entnahmeventile einer Dampfturbine herbeigeführt werden.In the above-described exemplary embodiments, the quick circuit of the steam shut-off valve or several steam shut-off valves rapid shutdown reached by the steam turbine in the event of danger. In the same way, however, the protective devices described can also result in a Quickly close the extraction valves of a steam turbine are brought about.
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Claims (8)
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