DE3418353A1

DE3418353A1 - Einrichtung zum absperren einer druckleitung im falle eines bruchs

Info

Publication number: DE3418353A1
Application number: DE19843418353
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. Stoll (FH), Buenos Aires; Franz Dipl.-Ing. Stuhlmüller (TU), 8520 Buckenhof
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-05-17
Filing date: 1984-05-17
Publication date: 1985-11-21

Description

Einrichtung zum Absperren einer Druckleitung im
Falle eines Bruchs Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Absperren einer Druckleitung im Falle eines Bruchs, mit einem beweglichen Ventilglied, das über einen Kolben von dem Medium der Druckleitung betätigt wird.
Bei den bekannten Einrichtungen, wie sie zum Beispiel in der DE-PS 2 063 674 beschrieben sind, geht es darum, eine fehlerhafte von zwei parallelen Leitungen, die aus einer gemeinsamen Leitung mit dem Notkühlmittel eines Kernreaktors gespeist werden, aufgrund des Druckunterschiedes zwischen den beiden Leitungen durch einen Umschaltvorgang abzusperren. Dabei wird der von dem Druck in der störfreien Leitung beaufschlagte Kolben auf der anderen Seite dadurch entlastet, daß der Druck in der schadhaften Leitung sinkt.
Die Erfindung geht dagegen von der Aufgabe aus, daß eine Leitung ohne Fremdenergie abgesperrt werden soll, die selbst durch den Schaden eine Druckabsenkung erfährt.
In diesem Falle steht mindestens bis zur Absperrung keine für eine sichere Betätigung geeignete eindeutige Druckdifferenz zur Verfügung.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist vorgesehen, daß der Kolben auf der einen Seite von dem Medium unmittelbar und auf der Gegenseite unter Einschaltung eines Druckspeichers beaufschlagt ist und daß der Druckspeicher über ein Rückschlagventil an die Druckleitung angeschlossen ist.
Die Erfindung kommt insbesondere für Verbindungsleitungen zwischen gleichartigen Teilbereichen an Speisewassersystemen von Kernreaktoren in Frage. Mit Speisewassersystemen sind dabei auch Kühlmittelleitungen gemeint, die nicht unmittelbar in ein Dampferzeugungssystem gehören. Die in der Verbindungsleitung erforderliche schnelle Absperrung, mit der das schadensfreie Teilsystem für eine sofortige Nachwärmeabfuhr oder dergleichen funktionsfähig gehalten werden kann, erfolgt bei der Erfindung mit Hilfe der Energiespeicherung in dem Druckspeicher. Damit wird die zum sicheren Betätigen erforderliche eindeutige Druckdifferenz erhalten. Dabei kann der Druckspeicher, wie auch die anderen Bauteile, als handelsübliche Komponente zur Verwirklichung der Erfindung eingesetzt werden, wie später noch näher beschrieben wird.
Zwischen dem Druckspeicher und der Druckleitung kann vorteilhaft eine Drosselvorrichtung liegen. Sie ermöglicht weitere Betriebshandlungen, zum Beispiel bei Prüfungen der Funktionsfähigkeit. Außerdem sorgt sie dafür, daß sich im Anforderungsfall der Druckspeicher auch bei einem Versagen des Rückschlagventils nicht plötzlich in die Druckleitung entleert, sondern das notwendige Druckpotential zum Schließen der Armatur erhalten bleibt.
An die mit dem Druckspeicher verbundene Seite des Kolbens kann eine absperrbare Auslaßleitung angeschlossen sein. Damit kann man den Kolben druckentlasten und die Armatur unabhängig von den Druckverhältnissen im Speisewassersystem öffnen.
Der Kolben kann bei der Erfindung unter der Wirkung einer Feder stehen, die in Gegenrichtung zu dem Druck des Druckspeichers wirkt. Die Feder ermöglicht eine Ausbalancierung der Kräfte an dem Kolben. Sie sorgt des weiteren für eine eindeutige Endlage des Ventilgliedes in druckfreiem und druckneutralem Zustand.
Vorzugsweise ist diese Endlage die geöffnete Stellung.
Der Druckspeicher kann vorteilhaft ein Blasenspeicher sein, bei dem das als Speichermedium vorhandene Gas mit einer Membran abgeschlossen ist. Die Erfindung ist jedoch prinzipiell auch mit anderen Speichern, gegebenenfalls auch mit Federspeichern zu verwirklichen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt die Figur in einer schematisierten Darstellung einen Ausschnitt aus dem Kühlsystem eines mit schwerem Wasser arbeitenden Druckwasserreaktors. Dieser Reaktor hat zwei gleichartige Teilbereiche für Speisewasser, das den Dampferzeugern zugeführt wird. Zwischen ihnen ist eine druckführende Verbindungsleitung vorgesehen, um eine gleichmäßige Beaufschlagung der Dampferzeuger mit Speisewasser sicherzustellen.
Die Verbindungsleitung umfaßt beim Ausführungsbeispiel die Leitungsabschnitte 1 und 2. Sie haben Nennweite DN 250. Bei Stillstand des Kernreaktors sind die Leitungsabschnitte 1 und 2 mit Wasser gefüllt, stehen jedoch nicht unter Druck. Die zwischen ihnen liegende Armatur 3 ist geschlossen oder geöffnet, je nachdem, wie ein mit einem Elektromotor ausgerüsteter Stellantrieb 3A den Ventilteller 3B mit dem Kolben 3C gegen eine Öffnungsfeder 3D bewegt hat.
Der Stellantrieb 3A kann die Armatur 3 nur mit norma- ler Schließgeschwindigkeit schließen und dient nach einem Schnellschluß nur als Nachfahrantrieb, um die Armatur 3 langfristig geschlossen zu halten. Er kann die Armatur 3 nicht öffnen und ist normalerweise immer in der oberen Position in Bereitschaftsstellung zum Zufahren.
Wird das System in Betrieb genommen, dann steigt der Druck in den Leitungsabschnitten 1 und 2 auf ca. 70 bar an. Uber eine Ausgleichsbohrung 3E im Armaturengehäuse wird der Kolben 3C in seine obere Position gedrückt, die Armatur 3 öffnet. Das aus dem oberen Kolbenraum ausgedrückte Wasser gelangt dabei über eine Rohrleitung 4 in einen Druckspeicher 5 mit zum Beispiel 100 1 Volumen und komprimiert dort die vorgespannte Gasblase. Eine mit der Leitung 4 verbundene Auslaßleitung 7 ist dabei durch eine Armatur 8 geschlossen.
Bis zum vollständigen Druckausgleich zwischen dem System (Leitungsabschnitte 1 und 2) und dem Druckspeicher 5 strömt außerdem Wasser über eine Anschlußleitung 9 mit einem Rückschlagventil 10 und einer Drossel 11 in den Speicher 5, bis die Gasblase 6 auf Systemdruck komprimiert ist. In diesem Zustand beharren Druckspeicher 5 und Armatur 3 beim stationären Systembetrieb und konstantem Systemdruck. Die Leitungen 4, 7 und 9 haben als sogenannte Impulsleitungen nur etwa ein Zehntel der Nennweite Druckleitung 1,2.
Im Fall eines plötzlichen Rohrleitungsbruches im System fällt der Druck in den Leitungsabschnitten 1 und 2 schlagartig stark ab. Dies entlastet die Kolbenunterseite über die Ausgleichsbohrung 3E, während auf der Kolbenoberseite der vorhergehende Systemdruck weiterhin ansteht, weil das Rückschlagventil 10 schließt.
Die Armatur 3 wird durch Entspannung der Gasblase 6 und teilweise Entleerung des Speichers 5 über die Rohrleitung 4 in den oberen Kolbenraum schnell geschlossen. Eine Entleerung des Speichers 5 in die drucklose Druckleitung über die Rohrleitung 9 wird durch das Rückschlagventil 10 verhindert.
Wird die Armatur 3 während des stationären Systembetriebes mit dem Stellantrieb 3A (zum Beispiel zu Testzwecken) geschlossen, so geschieht das anschließende Öffnen wie folgt: Die Armatur 8 wird geöffnet und damit der obere Kolbenraum und der Speicher 5 über die Rohrleitungen 4 und 7 in die Atmosphäre (Entwässerungssystem) entleert.
Der dabei über die Rohrleitung 9 in den Speicher 5 nachströmende Mengenstrom wird mit der Drossel 11 so klein gehalten, daß er die oben beschriebene Entleerung nicht verhindern kann. Nach kleinen Druckeinbrüchen während des stationären Systembetriebes, bei denen die Armatur 3 die Offenstellung verläßt, wird sie mittels der Feder 3D wieder in Offenstellung gebracht, ohne daß die Armatur 8 geöffnet werden muß.
5 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zum Absperren einer Druckleitung im Falle eines Bruchs, mit einem beweglichen Ventilglied, das über einen Kolben von dem Medium der Druckleitung betätigt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Kolben (3C) auf der einen Seite von dem Medium unmittelbar und auf der Gegenseite unter Einschaltung eines Druckspeichers (5) beaufschlagt ist und daß der Druckspeicher (5) über ein Rückschlagventil (10) an die Druckleitung (1) angeschlossen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem Druckspeicher (5) und der Druckleitung (1) eine Drosselvorrichtung (11) liegt.
3. Einrichtung-nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an die mit dem Druckspeicher (5) verbundene Seite des Kolbens (3C) eine absperrbare Auslaßleitung (7) angeschlossen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kolben (3C) unter der Wirkung einer Feder (3D) steht, die in Gegenrichtung zu dem Druck des Druckspeichers (5) wirkt.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Druckspeicher (5) ein Blasenspeicher ist.