EP3033556A1 - Betätigungseinrichtung und verfahren zum betätigen eines ventils - Google Patents

Betätigungseinrichtung und verfahren zum betätigen eines ventils

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Publication number
EP3033556A1
EP3033556A1 EP14747677.4A EP14747677A EP3033556A1 EP 3033556 A1 EP3033556 A1 EP 3033556A1 EP 14747677 A EP14747677 A EP 14747677A EP 3033556 A1 EP3033556 A1 EP 3033556A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
actuating device
housing
actuating
plunger
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14747677.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Hartmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CCI AG
Original Assignee
CCI AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CCI AG filed Critical CCI AG
Priority to EP14747677.4A priority Critical patent/EP3033556A1/de
Publication of EP3033556A1 publication Critical patent/EP3033556A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F16K31/1221—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston one side of the piston being spring-loaded
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/24—Promoting flow of the coolant
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/32—Control of nuclear reaction by varying flow of coolant through the core by adjusting the coolant or moderator temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the invention relates to an actuating device, a method for actuating a valve and a power plant comprising the actuating device according to the preamble of the independent claims.
  • Pneumatic or hydraulic actuators are known from the prior art, with which a valve of a cooling system or a power generation system of a power plant can be actuated.
  • actuators may be located in an emergency cooling system or a safety system to prevent over-pressure in a power plant system of a nuclear power plant.
  • the inventive actuating device comprises a housing having an inlet for a pneumatic or hydraulic actuating means in at least one piston chamber of the housing. In the piston chamber a piston is movably arranged.
  • the piston is movable by the actuating means at least between an open position and a closed position, such that a valve can be actuated at least by moving from the open position into the closed position.
  • the piston and the housing are in operative connection with each other so that a seal is formed downstream of the inlet for sealing the piston space for the actuating means.
  • the seal comprises a sealing surface of the housing.
  • the seal is made to the environment of the actuator.
  • At least the operatively connected areas of the piston and the housing have a modulus of elasticity E greater than 10 kN / mm 2 .
  • the elastic modulus E is preferably greater than 50 kN / mm 2 and particularly preferably greater than 100 kN / mm 2 .
  • the formation of the seal downstream takes place in such a way that the actuating means can be conveyed further into the piston chamber through the inlet and the actuating means can not be conveyed substantially downstream of the seal.
  • a pneumatic or hydraulic actuating means is understood as meaning gases or liquids which enter the piston chamber can be conveyed under pressure to actuate the piston.
  • gases or liquids which enter the piston chamber can be conveyed under pressure to actuate the piston.
  • air, steam, other gases or any combination thereof may be used as the pneumatic actuator.
  • water, other liquids or any combinations thereof can be used as the hydraulic actuating means.
  • a pneumatic actuator is used.
  • the formation of the regions of the piston and the housing that are operatively connected in the closed position has the advantage that the life of materials suitable for sealing with a modulus of elasticity greater than 10 kN / mm 2 is significantly prolonged compared to seals made of soft materials such as For example, elastomers under the environmental conditions prevailing in power plants and in particular nuclear power plants.
  • the housing and the piston have the same elastic moduli E at least in the areas which are in operative connection in the closed position.
  • Closing position in actively connected areas have different moduli of elasticity E.
  • the housing preferably has at least one ram guide with a ram arranged movably therein.
  • the plunger is movable by means of the piston at least from an initial position to an end position for actuating the valve.
  • the tappet guide is arranged downstream of the piston chamber with respect to the conveying direction of the actuating means.
  • an arrangement of the plunger in the plunger guide is understood to mean that at least part of the plunger is arranged in the plunger guide and optionally the entire plunger.
  • a tappet guide may be formed, for example, as a recess and / or raceway in the housing.
  • a spring element is arranged for damping and / or decoupling the force exerted by the actuating means on the piston force from the plunger.
  • the spring element is a compression spring.
  • the arrangement of the spring element between the piston and the plunger has the advantage that pressure fluctuations and in particular pressure peaks during operation of the valve are reliably attenuated or optionally substantially completely decoupled.
  • the plunger guide and / or a recess in the closed position of the piston to the piston chamber is substantially sealed by means of the seal.
  • the recess is arranged in the piston on the side facing away from the piston chamber.
  • the ram guide and / or the recess are in fluid communication with the surroundings of the actuating device. This has the advantage that the actuating means may optionally be conveyed by the flow connection from the actuating device.
  • the rear part device is designed as a return spring.
  • a return spring is designed as the rear part. This has the advantage that after completion of the promotion of the actuating means in the housing, a reset of the actuator can take place, so that the actuator is reusable, for example, for a re-actuation of the valve.
  • the use of a return spring as the rear part has the advantage that the provision can be made reliably without further drive means.
  • the rear part device may alternatively be designed as an electric motor.
  • a pneumatically and / or hydraulically operable rear part device is conceivable in which, for example, the pneumatic or hydraulic actuating means can be used.
  • a stop for the piston is arranged on and / or in the housing, wherein at least one region of the piston in the closed position is in operative connection with the stop.
  • the sealing section is preferably inclined at an angle w greater than 15 ° and less than 75 ° and very particularly preferably greater than 30 ° and less than 60 °.
  • the sealing area has essentially the same angle as the sealing section. This has the advantage that the sealing surface is increased for a more reliable sealing and a lower consumption of actuating means.
  • the inclined sealing surface can advantageously serve as a stop.
  • the coating and / or the surface-treated sealing surface has a modulus of elasticity E smaller than that of the piston and / or of the housing in the region of the coating.
  • the coating and / or the surface-treated region has a modulus of elasticity E greater than 10 kN / mm 2 , preferably greater than 50 kN / mm 2 and particularly preferably greater than 100 kN / mm 2 .
  • the harder section ie the sealing region or the sealing surface with the greater elastic modulus
  • the softer section ie the sealing region or the sealing surface the smaller modulus of elasticity.
  • the sealing region and the sealing surface are arranged in the closed position S to each other, that the formation of edges and / or grooves in the softer portion is substantially avoided.
  • the housing and the piston are provided with the same coatings or different coatings according to the respective requirements.
  • coatings metals such as copper or steel can be used;
  • graphite is conceivable.
  • the piston and the housing at least in the region of the seal of metal and / or ceramic.
  • the actuating device consists essentially of metal, ceramic and graphite or any combination thereof.
  • the use of metal, ceramic and graphite for the manufacture of the actuator has the advantage that these materials are resistant to high temperatures and radioactive radiation, so that an actuator made therefrom has a long life.
  • the actuator does not comprise an elastomer.
  • the piston preferably has a recess on the side facing the plunger, into which the plunger protrudes at least partially, at least in the closed position.
  • the reset device is arranged at least partially in the recess.
  • a sealing device is arranged upstream of the seal on the outside of the piston and / or the inner wall of the piston chamber.
  • the sealing device is designed as a piston ring and / or a labyrinth seal.
  • the piston ring is preferably formed as a metallic piston ring.
  • the arrangement of the sealing means upstream of the seal has the advantage that the formation of a pressure difference between the inlet and seal is supported, which facilitates moving the piston from the open position to the closed position and optionally reduces the consumption of actuating means by a faster reaching the closed position.
  • Another aspect of the present invention relates to a power plant comprising a valve and an actuator for the valve.
  • the actuating device is designed as an actuating device as described above.
  • the power plant is a nuclear power plant with a reactor building.
  • Power plants and in particular nuclear power plants usually have an emergency cooling system or else a safety system for preventing overpressure in a power generation system.
  • the safety system or the power generation system valves may be arranged, which are actuated by means of the actuating device according to the requirements of the respective system.
  • Another aspect of the present invention relates to a method for actuating a valve by means of an actuating device.
  • the actuating device is designed as described above.
  • a piston arranged in the piston chamber is moved by the actuating means from an open position into a closed position for actuating the valve.
  • a sealing of the piston chamber for the actuating means in the closed position by means of a seal is formed by an operative connection of the piston and the housing.
  • the seal is formed in particular downstream of the inlet.
  • the seal is formed such that the actuating means can not flow substantially downstream of the seal.
  • the seal has a modulus of elasticity E greater than 10 kN / mm 2 .
  • FIG. 1 is a sectional view of an actuating device according to the invention
  • FIG. 2 is a sectional view of an alternative actuating device according to the invention.
  • Figure 3 Schematic representation of an inventive actuator with a valve;
  • Figure 4 Schematic representation of a nuclear power plant with the inventive actuating device according to Figure 1.
  • FIG. 1 shows a sectional view of an inventive actuating device 1 is shown schematically.
  • the actuating device 1 comprises a housing 2 with a piston chamber 3.
  • a piston 4 is arranged in the piston chamber 3.
  • the piston 4 is movably arranged, wherein a movement takes place substantially parallel to the longitudinal axis of the actuating device 1; the longitudinal axis is substantially parallel to the 6 Arranged arrow arranged, which symbolizes the supply of the pneumatic actuating means such as steam.
  • the housing 2 has an inlet 5 for the pneumatic actuating means 6;
  • a pneumatic use a hydraulic actuator 6 such as water.
  • the piston 4 has a sealing device 16 in the form of a labyrinth seal, the sealing effect being achieved in interaction with an inner wall 15 of the housing 2.
  • the sealing device 16 is arranged upstream of a seal comprising a sealing surface 8.
  • the housing 2 has a sealing surface 8 with a sealing portion 17, wherein in the present case the sealing portion 17 forms the entire sealing surface 8; Alternatively, it is of course conceivable that the sealing portion 17 forms only a part of the sealing surface 8.
  • a coating 18 can be arranged on the sealing surface 8, which can be, for example, a copper coating;
  • the coating can alternatively or additionally also be applied to the sealing region 28 of the piston 4;
  • the piston 4 bears against a stop 13, which is formed by the sealing surface 8.
  • the actuating device 1 has a tappet guide 9 with a plunger 10 arranged therein.
  • the plunger 10 is also movably arranged, whereby a movement takes place substantially parallel to the longitudinal axis of the actuating device 1.
  • rear part means is arranged in the ram guide 9 designed as a return spring 12 rear part means is arranged.
  • the plunger guide 9 and a recess are in fluid communication with the surroundings of the actuating device by means of a fluid connection 21, which is designed here as bores in the housing.
  • the piston 4 On the side facing the plunger 10, the piston 4 has a recess 14 into which, at least in the closed position S, the plunger 10 protrudes at least partially.
  • the recess designed as a compression spring 1 1 spring element is arranged.
  • an actuation of a valve not shown here by means of supplying a pneumatic actuating means 6 such as steam or air through the inlet 5 of the housing 2.
  • the actuating means 6 is conveyed into the piston chamber 3 and thus exerts a force on the piston 4, the at the beginning is in an open position, not shown here; in the open position, the piston 4 is opposite to the arrow 6 offset upwards, wherein the plunger 10 is in an initial position, not shown here, in which the ram counteracted offset the arrow 6 is upwards.
  • the piston 4 By supplying the actuating means 6, the piston 4 is moved in the direction of the sealing surface 8 and the stop 13. During the movement into the closed position S, the actuating means 6 can reach the tappet guide 9 and the recess 14 and escape through the fluid connection 21 into the environment. This loss of actuating means 6 can be reduced by the sealing device 16.
  • By the movement of the piston 4 in the closed position S is a compression of the compression spring 1 1 and thus a movement of the Stösselsl O in an end position F.
  • the piston 4 has reached the closed position S, there is a seal of the piston chamber 3 of the tappet guide 9 and from the recess 14, so that there is essentially no further loss of actuating means 6.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of an alternative actuating device 1 according to the invention.
  • the actuating device 1 according to FIG. 2 has a sealing device 16 in the form of a piston ring.
  • the piston ring is designed as a steel ring, in particular with a nitrided or hard chromed surface.
  • the actuator 1 has a housing seal 20 made of graphite to ensure the tightness of the housing 2.
  • the housing 2 is formed in several parts, wherein the parts of the housing are detachably connected to each other. For this purpose, the housing 2 has a screw connection 22 which, for a better overview, is shown only on the left side of the actuating device 1.
  • FIG. 3 schematically shows an actuating device 1 according to the invention.
  • a valve 7 can be actuated.
  • an actuating device for example, an actuator according to Figure 1 or according to Figure 2 can be used.
  • FIG. 4 schematically shows a nuclear power plant 19 with the actuating device 1 according to the invention according to FIG.
  • the nuclear power plant 19 comprises a reactor building 23, in which a reactor 24 is arranged.
  • the reactor building 23 has a protective cover.
  • the reactor 24 is connected to lines for the supply and removal of liquids and / or gases.
  • lines for the supply and removal of liquids and / or gases.
  • a steam isolation valve 25 In the lines as safety valves, a steam isolation valve 25, a feedwater isolation valve 26 and a pressure relief valve 27 are arranged, which can be actuated directly or indirectly by means of actuators 1 for safe operation.

Abstract

Die Betätigungseinrichtung (1) umfasst ein Gehäuse (2) mit einem Einlass (5) für ein pneumatisches oder hydraulisches Betätigungsmittel (6) in zumindest einen Kolbenraum (3) des Gehäuses (2). Im Kolbenraum (3) ist ein Kolben (4) beweglich angeordnet ist. Der Kolben (4) ist durch das Betätigungsmittel (6) zumindest zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung (S) bewegbar, derart, dass zumindest durch ein Bewegen von der Offenstellung in die Schliessstellung (S) ein Ventil betätigbar ist. In der Schliessstellung (2) stehen der Kolben (4) und das Gehäuse (2) so miteinander in Wirkverbindung, dass stromabwärts des Einlasses (5) eine Dichtung gebildet wird zur Abdichtung des Kolbenraums (3) für das Betätigungsmittel (6). Zumindest die in Wirkverbindung stehenden Bereiche des Kolbens (4) und des Gehäuses (4) weisen einen Elastizitätsmodul E grösser als 10 kN/mm2.

Description

Betätigungseinrichtung und Verfahren zum Betätigen eines Ventils Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung, ein Verfahren zum Betätigen eines Ventils sowie ein Kraftwerk umfassend die Betätigungseinrichtung gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Aus dem Stand der Technik sind pneumatische oder hydraulische Betätigungsein- richtungen bekannt, mit denen ein Ventil eines Kühlsystems oder eines Energieerzeugungssystems eines Kraftwerks betätigbar sind. Beispielsweise können derartige Betätigungseinrichtungen in einem Notkühlsystem oder einem Sicherheitssystem zur Verhinderung eines Überdrucks in einem Energieerzeugungssystem eines Kernkraftwerks angeordnet sein.
Dieser vorbekannte Stand der Technik weist jedoch den Nachteil auf, dass eine Lebensdauer der Betätigungseinrichtungen durch die im Kraftwerk auftretenden Temperaturen und gegebenenfalls radioaktive Strahlung zu stark verringert wird. Zudem erfolgt wären des Betriebes der Betätigungseinrichtung oft ein Verbrauch des pneumatischen oder hydraulischen Betätigungsmittels wie beispielsweise Luft oder Wasser. Ein weiterer Nachteil ist eine mögliche Beschädigung des Ventils durch die Betätigungseinrichtung, wenn der durch das pneumatische oder hydraulische Betätigungsmittel mittels der Betätigungseinrichtung auf das Ventil ausgeübte Druck beispielsweise durch einen Störfall zu stark ansteigt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine Betätigungseinrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen die Lebensdauer verlängert werden kann, die einen geringeren Verbrauch von pneumatischem oder hydraulischem Betätigungsmittel aufweisen und die im Betrieb zuverlässiger gegenüber Druckschwankungen im pneumatischem oder hydraulischem Betätigungsmittel sind. Diese Aufgaben werden durch eine Betätigungseinrichtung, ein Kraftwerk umfassend die Betätigungseinrichtung und ein Verfahren gemäss den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die erfindungsgemässe Betätigungseinrichtung umfasst ein Gehäuse mit einem Einlass für ein pneumatisches oder hydraulisches Betätigungsmittel in zumindest einen Kolbenraum des Gehäuses. Im Kolbenraum ist ein Kolben beweglich angeordnet ist. Der Kolben ist durch das Betätigungsmittel zumindest zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung bewegbar, derart, dass zumindest durch ein Bewegen von der Offenstellung in die Schliessstellung ein Ventil betätigbar ist. In der Schliessstellung stehen der Kolben und das Gehäuse so miteinander in Wirkverbindung, dass stromabwärts des Einlasses eine Dichtung gebildet wird zur Abdichtung des Kolbenraums für das Betätigungsmittel. Insbesondere umfasst die Dichtung eine Dichtfläche des Gehäuses. Insbesondere erfolgt die Abdichtung zur Umgebung der Betätigungseinrichtung. Zumindest die in Wirkverbindung stehenden Bereiche des Kolbens und des Gehäuses weisen einen Elastizitätsmodul E grösser als 10 kN/mm2 auf. Bevorzugt ist der Elastizitätsmodul E grösser als 50 kN/mm2 und besonders bevorzugt grösser als 100 kN/mm2. Unter einer Anordnung des Kolbens im Kolbenraum wird im Sinne der Anmeldung verstanden, dass zumindest ein Teil des Kolbens im Kolbenraum angeordnet ist und gegebenenfalls der gesamte Kolben. Selbstverständlich ist es möglich, dass ein Teil des Kolbens im Kolbenraum angeordnet ist und ein weiterer Teil des Kolbens aus dem Gehäuse ragt, so dass das Ventil betätigbar ist. Alternativ ist es auch denkbar, dass der Kolben über eine Wirkverbindung mit einem Stössel das Ventil betätigen kann.
Insbesondere erfolgt die Bildung der Dichtung stromabwärts derart, dass das Betätigungsmittel weiter in den Kolbenraum durch den Einlass förderbar ist und das Betätigungsmittel im Wesentlichen nicht stromabwärts der Dichtung förderbar ist.
Unter einem pneumatischen oder hydraulischen Betätigungsmittel werden im Sinne der Anmeldung Gase oder Flüssigkeiten verstanden, die in den Kolbenraum unter Druck förderbar sind zur Betätigung des Kolbens. Beispielsweise können als pneumatisches Betätigungsmittel Luft, Dampf, weitere Gase oder beliebige Kombinationen daraus verwendet werden. Weiter können beispielsweise als hydraulisches Betätigungsmittel Wasser, andere Flüssigkeiten oder beliebige Kombinatio- nen daraus verwendet werden. Bevorzugt wird ein pneumatisches Betätigungsmittel verwendet.
Die Ausbildung der in der Schliessstellung in Wirkverbindung stehenden Bereiche des Kolbens und des Gehäuses hat den Vorteil, dass die Lebensdauer von Mate- rialien geeignet zur Abdichtung mit einem Elastizitätsmodul E grösser als 10 kN/mm2 signifikant verlängert wird gegenüber Dichtungen bestehend aus weichen Materialien wie bspw. Elastomeren unter den in Kraftwerken und insbesondere Kernkraftwerken herrschenden Umweltbedingungen. Selbstverständlich ist es denkbar, dass das Gehäuse und der Kolben gleiche Elastizitätsmodule E aufweisen zumindest in den in der Schliessstellung in Wirkverbindung stehenden Bereichen. Alternativ ist es auch denkbar, dass die in der
Schliessstellung in Wirkverbindung stehenden Bereiche unterschiedliche Elastizitätsmodule E aufweisen.
Bevorzugt weist das Gehäuse zumindest eine Stösselführung mit einem darin beweglich angeordneten Stössel auf. Der Stössel ist mittels des Kolbens zumindest von einer Anfangsstellung in eine Endstellung bewegbar zum Betätigen des Ventils. Insbesondere ist die Stösselführung stromabwärts des Kolbenraums angeord- net bezogen auf die Förderrichtung des Betätigungsmittels.
Dies hat den Vorteil, dass der Kolben vom Stössel entkoppelbar ist, so dass eine direkte Beaufschlagung des Ventils mit gegebenenfalls stark schwankendem Druck im Betätigungsmittels vermeidbar ist, so dass Beschädigungen des Ventils vermieden werden können für eine höhere Lebensdauer und einen zuverlässigeren Betrieb. Unter einer Anordnung des Stössels in der Stösselführung wird im Sinne der Anmeldung verstanden, dass zumindest ein Teil des Stössels in der Stösselführung angeordnet ist und gegebenenfalls der gesamte Stössel. Selbstverständlich ist es denkbar, dass ein Teil des Stössels in den Kolbenraum ragt und/oder aus der Stösselführung derart hinaus ragt, dass das Ventil betätigbar ist. Eine Stösselführung kann beispielsweise als Ausnehmung und/oder Laufbahn im Gehäuse ausgebildet sein.
Bevorzugt ist bezogen auf eine Wirkrichtung der Kraft des Kolbens auf den Stös- sei zwischen dem Kolben und dem Stössel ein Federelement angeordnet zum Dämpfen und/oder Entkoppeln der durch das Betätigungsmittel auf den Kolben ausgeübten Kraft vom Stössel. Insbesondere ist das Federelement eine Druckfeder. Die Anordnung des Federelements zwischen dem Kolben und dem Stössel hat den Vorteil, dass Druckschwankungen und insbesondere Druckspitzen im Betrieb vom Ventil zuverlässig dämpfbar oder gegebenenfalls im Wesentlichen vollständig entkoppelbar sind. Bevorzugt ist die Stösselführung und/oder eine Ausnehmung in der Schliessstel- lung des Kolbens zum Kolbenraum mittels der Dichtung im Wesentlichen abgedichtet. Die Ausnehmung ist auf der dem Kolbenraum abgewandten Seite im Kolben angeordnet. Insbesondere stehen die Stösselführung und/oder die Ausnehmung in Strömungsverbindung zur Umgebung der Betätigungseinrichtung. Dies hat den Vorteil, dass das Betätigungsmittel gegebenenfalls durch die Strömungsverbindung aus der Betätigungseinrichtung förderbar ist.
Bevorzugt ist am oder im Gehäuse eine mit dem Kolben und/oder gegebenenfalls dem Stössel in Wirkverbindung stehende Rücksteileinrichtung angeordnet zum Rücksteilen des Kolbens in die Offenstellung und/oder gegebenenfalls des Stössels in die Anfangsstellung. Insbesondere ist die Rücksteileinrichtung als eine Rückstellfeder ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass nach einer Beendigung der Förderung des Betätigungsmittels in das Gehäuse eine Rückstellung der Betätigungseinrichtung erfolgen kann, so dass die Betätigungseinrichtung erneut verwendbar ist beispielsweise für eine erneute Betätigung des Ventils. Die Verwendung einer Rückstellfeder als Rücksteileinrichtung hat den Vorteil, dass die Rückstellung zuverlässig ohne weitere Antriebsmittel erfolgen kann.
Beispielsweise kann die Rücksteileinrichtung alternativ auch als Elektromotor ausgebildet sein. Selbstverständlich ist auch eine pneumatisch und/oder hydraulisch betreibbare Rücksteileinrichtung denkbar, bei der beispielsweise das pneumatische oder hydraulische Betätigungsmittel verwendbar ist.
Bevorzugt ist am und/oder im Gehäuse ein Anschlag für den Kolben angeordnet, wobei zumindest ein Bereich des Kolbens in der Schliessstellung mit dem An- schlag in Wirkverbindung steht. Dies hat den Vorteil, dass eine Position des Kolbens zuverlässig definierbar ist zur Begrenzung der auf das Ventil ausgeübten Kraft unabhängig vom Druck des Betätigungsmittels. Insbesondere bei der Anordnung eines Federelements zwischen dem Kolben und dem Stössel kann somit eine maximal auf das Ventil ausgeübte Kraft in Abhängigkeit von der Position des Anschlags und des verwendeten Federelements eingestellt werden aufgrund der Komprimierung des Federelements.
Bevorzugt ist zumindest ein Dichtabschnitt der Dichtfläche bezüglich der Bewegungsrichtung des Kolbens bei bestimmungsgemässem Gebrauch in einem Win- kel w grösser 0° und kleiner 90° geneigt, wobei der Kolben im Dichtbereich der Wirkverbindung derart ausgebildet und insbesondere abgeschrägt ist, dass die Wirkverbindung des Kolbens mit dem Gehäuse erfolgt zur Bildung der Dichtung. Bevorzugt ist der Dichtabschnitt bei bestimmungsgemässem Gebrauch in einem Winkel w grösser 15°und kleiner 75° und ganz besonders bevorzugt grösser 30°und kleiner 60° geneigt. Insbesondere weist der Dichtbereich im Wesentlichen den gleichen Winkel wie der Dichtabschnitt auf. Dies hat den Vorteil, dass die Dichtfläche vergrossert wird für eine zuverlässigere Abdichtung und einen geringeren Verbrauch an Betätigungsmittel. Zudem kann die geneigte Dichtfläche vorteilhaft als Anschlag dienen. Der Winkel w wird bezüglich der Bewegungsrichtung des Kolbens bei bestim- mungsgemässem Gebrauch bestimmt, wobei ein Winkel w=0° einer parallelen Ausbildung von Dichtabschnitt und Bewegungsrichtung entspricht; ein Winkel w=90° entspricht einer senkrechten Ausbildung von Dichtabschnitt und Bewegungsrichtung. Der Winkel w wird absolut bestimmt; mit anderen Worten wird bei- spielsweise eine Ausrichtung des Dichtabschnitts zur Bewegungsrichtung im Uhrzeigersinn von 45° und im Gegenuhrzeigersinn von -45° als Winkel w=45° verstanden.
Bevorzugt sind zumindest die in der Schliessstellung in Wirkverbindung stehenden Bereiche des Kolbens und des Gehäuses zur Bildung der Dichtung beschichtet und/oder oberflächenbehandelt. Insbesondere weist die Beschichtung und/oder die oberflächenbehandelte Dichtfläche einen Elastizitätsmodul E kleiner als der des Kolbens und/oder des Gehäuses im Bereich der Beschichtung auf. Insbesondere weist die Beschichtung und/oder der oberflächenbehandelte Bereich einen Elastizitätsmodul E grösser als 10 kN/mm2, bevorzugt grösser als 50 kN/mm2 und besonders bevorzugt grösser als 100 kN/mm2 auf.
Dies hat den Vorteil, dass durch die Verwendung von Beschichtungen und/oder durch eine Oberflächenbehandlung der Dichtfläche zur Bildung der Dichtung mit einem insbesondere kleineren Elastizitätsmodul die Dichtung zuverlässiger wird.
Insbesondere weist bei einer Ausbildung des Dichtbereichs des Kolbens und der Dichtfläche des Gehäuses mit unterschiedlichen Elastizitätsmodulen der härtere Abschnitt, d.h. der Dichtbereich oder die Dichtfläche mit dem grösseren Elastizi- tätsmodul, eine grössere Fläche auf als der weichere Abschnitt, d.h. der Dichtbereich oder die Dichtfläche mit dem kleineren Elastizitätsmodul. Der Dichtbereich und die Dichtfläche sind in der Schliessstellung S so zueinander angeordnet, dass die Bildung von Kanten und/oder Rillen im weicheren Abschnitt im Wesentlichen vermieden wird.
Selbstverständlich ist es denkbar, dass das Gehäuse und der Kolben mit den glei- chen Beschichtungen oder auch unterschiedlichen Beschichtungen versehen sind entsprechend den jeweiligen Anforderungen. Beispielsweise können als Beschichtungen Metalle wie Kupfer oder Stahl verwendet werden; alternativ ist auch die Verwendung von Graphit denkbar. Bevorzugt bestehen der Kolben und das Gehäuse zumindest im Bereich der Dichtung aus Metall und/oder Keramik. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Betätigungseinrichtung im Wesentlichen aus Metall, Keramik und Graphit oder beliebigen Kombinationen daraus. Die Verwendung von Metall, Keramik und Graphit für die Herstellung der Betätigungseinrichtung hat den Vorteil, dass diese Materialien bezüglich hohen Temperaturen und radioaktiver Strahlung widerstandsfähig sind, so dass eine daraus hergestellte Betätigungseinrichtung eine hohe Lebensdauer aufweist. Bevorzugt umfasst die Betätigungseinrichtung keinen Elastomer. Dies hat den Vorteil, dass Elastomere, die häufig als Dichtungsmaterial verwendet werden, oft negativ auf hohe Temperaturen und/oder radioaktive Strahlung reagieren, so dass die Elastomere die entsprechenden Dichteigenschaften verlieren, was die Lebensdauer der Betätigungseinrichtung oder ggf. entsprechende Wartungsintervalle stark verkürzen kann.
Bevorzugt weist der Kolben auf der dem Stössel zugewandten Seite eine Ausnehmung auf, in die zumindest in der Schliessstellung der Stössel zumindest teilweise hineinragt. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist die Rückstel- leinrichtung zumindest teilweise in der Ausnehmung angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass eine kompakte Bauweise erreichbar ist, insbesondere zumindest in Bezug auf die Abmessung der Betätigungseinrichtung im Wesentlichen entlang der Bewegungsrichtung des Kolbens und/oder des Stössels. Bevorzugt ist stromaufwärts der Dichtung auf der Aussenseite des Kolbens und/oder der Innenwand des Kolbenraums eine Dichteinrichtung angeordnet. Insbesondere ist die Dichteinrichtung als ein Kolbenring und/oder eine Labyrinthdichtung ausgebildet. Der Kolbenring ist bevorzugt als metallischer Kolbenring ausgebildet.
Die Anordnung der Dichteinrichtung stromaufwärts der Dichtung hat den Vorteil, dass die Bildung einer Druckdifferenz zwischen Einlass und Dichtung unterstützt wird, was ein Bewegen des Kolbens von der Offenstellung in die Schliessstellung vereinfacht und gegebenenfalls den Verbrauch an Betätigungsmittel verringert durch ein schnelleres Erreichen der Schliessstellung.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kraftwerk umfassend ein Ventil und eine Betätigungseinrichtung für das Ventil. Die Betätigungseinrichtung ist als Betätigungseinrichtung wie vorstehend beschrieben ausgebildet. Ins- besondere ist das Kraftwerk ein Kernkraftwerk mit einem Reaktorgebäude.
Kraftwerke und insbesondere Kernkraftwerke weisen meist ein Notkühlsystem oder auch ein Sicherheitssystem zur Verhinderung eines Überdrucks in einem Energieerzeugungssystem auf. In dem Notkühlsystem, dem Sicherheitssystem oder auch dem Energieerzeugungssystem können Ventile angeordnet sein, die mittels der Betätigungseinrichtung betätigbar sind entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Systems.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betäti- gen eines Ventils mittels einer Betätigungseinrichtung. Insbesondere ist die Betätigungseinrichtung wie vorstehend beschrieben ausgebildet. Das Verfahren um- fasst den Schritt des Zuführens eines pneumatischen oder hydraulischen Betätigungsmittels in einen Kolbenraum durch einen Einlass eines Gehäuses der Betä- tigungseinnchtung. Anschliessend erfolgt ein Bewegen eines im Kolbenraum angeordneten Kolbens durch das Betätigungsmittel von einer Offenstellung in eine Schliessstellung zum Betätigen des Ventils. Zudem erfolgt ein Abdichten des Kolbenraums für das Betätigungsmittel in der Schliessstellung mittels einer Dichtung gebildet durch eine Wirkverbindung des Kolbens und des Gehäuses. Die Dichtung wird insbesondere stromabwärts des Einlasses gebildet. Die Dichtung wird derart gebildet, dass das Betätigungsmittel im Wesentlichen nicht stromabwärts der Dichtung strömen kann. Die Dichtung weist einen Elastizitätsmodul E grösser 10 kN/mm2 auf.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen zum besseren Verständnis näher erläutert, ohne dass die Erfindung auf die Ausführungsbeispiele zu beschränken ist. Es zeigen: Figur 1 : Schnittdarstellung einer erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung;
Figur 2: Schnittdarstellung einer alternativen erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung; Figur 3: Schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung mit einem Ventil;
Figur 4: Schematische Darstellung eines Kernkraftwerks mit der erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung gemäss Figur 1 .
In Figur 1 ist in einer Schnittdarstellung schematisch eine erfindungsgemässe Betätigungseinrichtung 1 gezeigt.
Die Betätigungseinrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einem Kolbenraum 3. In dem Kolbenraum 3 ist ein Kolben 4 angeordnet. Der Kolben 4 ist beweglich angeordnet, wobei eine Bewegung im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Betätigungseinrichtung 1 erfolgt; die Längsachse ist im Wesentlichen parallel zum mit 6 bezeichneten Pfeil angeordnet, der die Zuführung des pneumatischen Betätigungsmittels wie beispielsweise von Dampf symbolisiert.
Das Gehäuse 2 weist einen Einlass 5 für das pneumatische Betätigungsmittel 6 auf; alternativ ist es selbstverständlich auch denkbar, anstelle eine pneumatischen ein hydraulisches Betätigungsmittel 6 wie beispielsweise Wasser zu verwenden.
Der Kolben 4 weist eine als Labyrinthdichtung ausgebildete Dichteinrichtung 16 auf, wobei die Dichtwirkung im Zusammenspiel mit einer Innenwand 15 des Ge- häuses 2 erzielt wird. Die Dichteinrichtung 16 ist stromaufwärts einer Dichtung umfassend eine Dichtfläche 8 angeordnet. Selbstverständlich ist es auch denkbar, den Kolben 4 ohne die Dichteinrichtung 16 auszubilden.
Auf der dem Einlass 5 abgewandten Seite des Kolbens 4 ist dieser auf der Aus- senseite in einem Winkel von 45° bezüglich der Bewegungsrichtung des Kolbens 4 abgeschrägt, wodurch ein Dichtbereich 28 gebildet wird. Das Gehäuse 2 weist eine Dichtfläche 8 mit einem Dichtabschnitt 17 auf, wobei vorliegend der Dichtabschnitt 17 die gesamte Dichtfläche 8 bildet; alternativ ist selbstverständlich denkbar, dass der Dichtabschnitt 17 lediglich einen Teil der Dichtfläche 8 bildet. Der Dichtabschnitt 17 weist einen Winkel w = 45° bezüglich der Bewegungsrichtung des Kolbens 4 bei bestimmungsgemässem Gebrauch auf.
In der Schliessstellung S des Kolbens 4 stehen der abgeschrägte Dichtbereich 28 des Kolbens 4 und der Dichtabschnitt 17 derart in Wirkverbindung, dass eine Dich- tung an der Dichtfläche 8 gebildet wird. Optional kann auf der Dichtfläche 8 eine Beschichtung 18 angeordnet sein, bei der es sich beispielsweise um eine Kupfer- beschichtung handeln kann; selbstverständlich kann die Beschichtung alternativ oder zusätzlich ebenfalls auf dem Dichtbereich 28 des Kolbens 4 aufgebracht werden; alternativ ist es selbstverständlich auch denkbar, anstelle der Beschich- tung 18 oder zusätzlich zur Beschichtung 18 die Dichtfläche 8 und/oder den Dichtbereich 28 einer Oberflächenbehandlung zu unterziehen, um die Elastizitätsmodule derart anzupassen, so dass eine optimale Dichtung 8 gebildet wird. In der Schliessstellung S liegt der Kolben 4 an einem Anschlag 13 an, der durch die Dichtfläche 8 gebildet wird. Mittels des Anschlags 13 wird die Position des Kolbens 4 in der Schliessstellung S definiert. Die Betätigungseinrichtung 1 weist eine Stösselführung 9 mit einem darin angeordneten Stössel 10 auf. Der Stössel 10 ist ebenfalls beweglich angeordnet, wobei eine Bewegung im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Betätigungseinrichtung 1 erfolgt. In der Stösselführung 9 ist eine als Rückstellfeder 12 ausgebildete Rücksteileinrichtung angeordnet. Die Stösselführung 9 und eine Ausnehmung ste- hen mittels einer Fluidverbindung 21 , die hier als Bohrungen im Gehäuse ausgebildet ist, in Strömungsverbindung zur Umgebung der Betätigungseinrichtung.
Der Kolben 4 weist auf der dem Stössel 10 zugewandten Seite eine Ausnehmung 14 auf, in die zumindest in der Schliessstellung S der Stössel 10 zumindest teilwei- se hineinragt. Zudem ist in der Ausnehmung ein als Druckfeder 1 1 ausgebildetes Federelement angeordnet.
Im Betrieb erfolgt eine Betätigung eines hier nicht dargestellten Ventils mittels Zuführen eines pneumatischen Betätigungsmittels 6 wie beispielsweise Dampf oder Luft durch den Einlass 5 des Gehäuses 2. Das Betätigungsmittel 6 wird in den Kolbenraum 3 gefördert und übt somit eine Kraft auf den Kolben 4 aus, der zu Beginn in einer hier nicht gezeigten Offenstellung steht; in der Offenstellung ist der Kolben 4 entgegengesetzt dem Pfeil 6 nach oben versetzt, wobei auch der Stössel 10 in einer hier nicht gezeigten Anfangsstellung steht, in der der Stösselentge- gengesetzt dem Pfeil 6 nach oben versetzt ist.
Durch die Zuführung des Betätigungsmittels 6 wird der Kolben 4 in Richtung der Dichtfläche 8 bzw. des Anschlags 13 bewegt. Während der Bewegung in die Schliessstellung S kann das Betätigungsmittel 6 zur Stösselführung 9 sowie zur Ausnehmung 14 gelangen und durch die Fluidverbindung 21 in die Umgebung entweichen. Dieser Verlust an Betätigungsmittel 6 kann durch die Dichteinrichtung 16 verringert werden. Durch die Bewegung des Kolbens 4 in die Schliessstellung S erfolgt eine Kompression der Druckfeder 1 1 und somit eine Bewegung des Stösselsl O in eine Endstellung F. Wenn der Kolben 4 die Schliessstellung S erreicht hat, erfolgt eine Abdichtung des Kolbenraums 3 von der Stösselführung 9 und von der Ausneh- mung 14, so dass im Wesentlichen kein weiterer Verlust an Betätigungsmittel 6 mehr erfolgt. Durch die mittels des Anschlags 13 zuverlässig definierte Schliessstellung S des Kolbens 4 ist die maximale Vorspannung der Druckfeder 1 1 und der Rückstellfeder 12 gegeben. Nach Beendigung der Zuführung des Betätigungsmittels 6 erfolgt eine Rückstellung des Kolbens 4 in die Offenstellung und eine Rückstellung des Stössels 10 in die Anfangsstellung mittels der Rückstellfeder 12.
In Figur 2 ist in einer Schnittdarstellung schematisch eine alternative erfindungs- gemässe Betätigungseinrichtung 1 gezeigt.
Gleiche Referenzzeichen bezeichnen gleiche Merkmale in allen Figuren und werden deshalb nur bei Bedarf erneut erläutert. Im Unterschied zur Betätigungseinrichtung gemäss Figur 1 weist die Betätigungseinrichtung 1 gemäss Figur 2 eine als Kolbenring ausgebildete Dichteinrichtung 16 auf. Der Kolbenring ist als Stahlring ausgebildet, insbesondere mit einer nitrierten oder hartverchromten Oberfläche. Zudem weist die Betätigungseinrichtung 1 eine Gehäusedichtung 20 aus Graphit auf zur Gewährleistung der Dichtigkeit des Gehäuses 2. Das Gehäuse 2 ist mehrteilig ausgebildet, wobei die Teile des Gehäuses lösbar miteinander verbunden sind. Hierzu weist das Gehäuse 2 eine Verschraubungseinnchtung 22 auf, die zur besseren Übersicht lediglich auf der linken Seite der Betätigungseinrichtung 1 ge- zeigt ist. Selbstverständlich ist es auch denkbar, das Gehäuse 2 einteilig auszubilden. In Figur 3 ist schematisch eine erfindungsgemässe Betätigungseinrichtung 1 dargestellt. Mittels des Stössels 10 ist ein Ventil 7 betätigbar. Als Betätigungseinrichtung kann beispielsweise eine Betätigungseinrichtung gemäss Figur 1 oder auch gemäss Figur 2 verwendet werden.
In Figur 4 ist schematisch ein Kernkraftwerk 19 mit der erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung 1 gemäss Figur 1 dargestellt.
Das Kernkraftwerk 19 umfasst ein Reaktorgebäude 23, in dem ein Reaktor 24 an- geordnet ist. Das Reaktorgebäude 23 weist eine Schutzhülle auf.
Der Reaktor 24 ist mit Leitungen zur Zufuhr und Abfuhr von Flüssigkeiten und/oder Gasen verbunden. In den Leitungen sind als Sicherheitsventile ein Dampfisolationsventil 25, ein Speisewasserisolationsventil 26 und ein Überdruckventil 27 an- geordnet, die direkt oder indirekt mittels Betätigungseinrichtungen 1 für einen sicheren Betrieb betätigbar sind.

Claims

Patentansprüche
Betätigungseinrichtung (1 ) umfassend ein Gehäuse (2) mit einem Einlass
(5) für ein pneumatisches oder hydraulisches Betätigungsmittel (6) in zumindest einen Kolbenraum (3) des Gehäuses (2), wobei im Kolbenraum (3) ein Kolben (4) beweglich angeordnet ist und durch das Betätigungsmittel
(6) zumindest zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung (S) bewegbar ist, derart, dass zumindest durch ein Bewegen von der Offenstellung in die Schliessstellung (S) ein Ventil (7) betätigbar ist, wobei in der Schliessstellung (S) der Kolben (4) und das Gehäuse (2) so miteinander in Wirkverbindung stehen, dass stromabwärts des Einlasses (5) eine Dichtung, insbesondere umfassend eine Dichtfläche (8) des Gehäuses (2), gebildet wird zur Abdichtung des Kolbenraums (3) für das Betätigungsmittel (6), insbesondere zur Umgebung der Betätigungseinrichtung (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die in Wirkverbindung stehenden Bereiche des Kolbens (4) und des Gehäuses (2) einen Elastizitätsmodul E grösser als 10 kN/mm2, bevorzugt grösser als 50 kN/mm2 und besonders bevorzugt grösser als 100 kN/mm2 aufweisen.
Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) zumindest eine Stösselführung (9) mit einem darin beweglich angeordneten Stössel (10) aufweist, wobei der Stössel (10) mittels des Kolbens (4) zumindest von einer Anfangsstellung in eine Endstellung (F) bewegbar ist zum Betätigen des Ventils (7).
Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf eine Wirkrichtung der Kraft des Kolbens (4) auf den Stössel (10) zwischen dem Kolben (4) und dem Stössel (10) ein Federelement, insbesondere eine Druckfeder (1 1 ), angeordnet ist zum Dämpfen und/oder Entkoppeln der durch das Betätigungsmittel (6) auf den Kolben (4) ausgeübten Kraft vom Stössel (10). Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stösselführung (9) und/oder eine Ausnehmung (14), die auf der dem Kolbenraum (3) abgewandten Seite im Kolben (4) angeordnet ist, in der Schliessstellung (S) des Kolbens (4) zum Kolbenraum (3) mittels der Dichtung im Wesentlichen abgedichtet ist, wobei insbesondere die Stösselführung (9) und/oder die Ausnehmung (14) in Strömungsverbindung zur Umgebung der Betätigungseinrichtung (1 ) steht.
Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am oder im Gehäuse eine mit dem Kolben (4) und/oder gegebenenfalls dem Stössel (10) in Wirkverbindung stehende Rücksteileinrichtung, insbesondere eine Rückstellfeder (12), angeordnet ist zum Rücksteilen des Kolbens (4) in die Offenstellung und/oder gegebenenfalls des Stössels (10) in die Anfangsstellung.
Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am und/oder im Gehäuse (2) ein Anschlag (13) für den Kolben (4) angeordnet ist, wobei zumindest ein Bereich des Kolbens in der Schliessstellung (S) mit dem Anschlag (13) in Wirkverbindung steht.
Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Dichtabschnitt (17) der Dichtfläche (8) bezüglich der Bewegungsrichtung des Kolbens (4) bei bestimmungsge- mässem Gebrauch in einem Winkel w grösser 0° und kleiner 90°, bevorzugt grösser 15°und kleiner 75° und ganz besonders bevorzugt grösser 30°und kleiner 60°geneigt ist, wobei der Kolben (4) im Dichtbereich (28) der Wirkverbindung derart ausgebildet und insbesondere abgeschrägt ist, dass die Wirkverbindung des Kolbens (4) mit dem Gehäuse (2) erreichbar ist zur Bildung der Dichtung.
Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die in der Schliessstellung (S) in Wirkverbindung stehenden Bereiche des Kolbens (4) und des Gehäuses (2) zur Bildung der Dichtung beschichtet und/oder oberflächenbehandelt sind, wobei insbesondere eine Beschichtung (18) und/oder die oberflächenbehandelte Dichtfläche (8) einen Elastizitätsmodul E kleiner als der des Kolbens (4) und/oder des Gehäuses (2) im Bereich der Beschichtung (18) und/oder dem oberflächenbehandelten Bereich aufweist.
Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) und das Gehäuse (2) zumindest im Bereich der Dichtung aus Metall und/oder Keramik bestehen.
Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung im Wesentlichen aus Metall, Keramik und Graphit oder beliebigen Kombinationen daraus besteht.
Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (1 ) keinen Elastomer um- fasst.
Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 2 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) auf der dem Stössel (10) zugewandten Seite die Ausnehmung (14) aufweist, in die zumindest in der Schliess- stellung (S) der Stössel (10) zumindest teilweise hineinragt.
Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücksteileinrichtung zumindest teilweise in der Ausnehmung (14) angeordnet ist.
Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts der Dichtung auf der Aussenseite des Kolbens (4) und/oder der Innenwand (15) des Kolbenraums (3) eine Dichteinrichtung (16), insbesondere ein bevorzugt metallischer Kolbenring und/oder eine Labyrinthdichtung, angeordnet ist.
15. Kraftwerk (19), insbesondere ein Kernkraftwerk mit einem Reaktorgebäude (23), umfassend ein Ventil (7) und eine Betätigungseinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14 für das Ventil (7).
Verfahren zum Betätigen eines Ventils (7) mittels einer Betätigungseinrichtung (1 ), insbesondere gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend die folgenden Schritte:
Zuführen eines pneumatischen oder hydraulischen Betätigungsmittels (6) in einen Kolbenraum (3) durch einen Einlass (5) eines Gehäuses (2) der Betätigungseinrichtung (1 );
Bewegen eines im Kolbenraum (3) angeordneten Kolbens (4) durch das Betätigungsmittel (6) von einer Offenstellung in eine Schliess- stellung (S) zum Betätigen des Ventils (7);
Abdichten des Kolbenraums (3) für das Betätigungsmittel (6) in der Schliessstellung (S) mittels einer Dichtung gebildet durch eine Wirkverbindung des Kolbens (4) und des Gehäuses (2), derart, dass das Betätigungsmittel (6) im Wesentlichen nicht stromabwärts der Dichtung strömen kann, wobei die Dichtung einen Elastizitätsmodul E grösser 10 kN/mm2 aufweist.
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