WO2011033069A1 - Ventil für eine strömungsmaschine - Google Patents

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WO2011033069A1
WO2011033069A1 PCT/EP2010/063708 EP2010063708W WO2011033069A1 WO 2011033069 A1 WO2011033069 A1 WO 2011033069A1 EP 2010063708 W EP2010063708 W EP 2010063708W WO 2011033069 A1 WO2011033069 A1 WO 2011033069A1
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valve
line
valve body
output line
steam
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PCT/EP2010/063708
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French (fr)
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Oleg Vetrov
Martin Bennauer
Christoph Schindler
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • 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
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
    • F16K11/085—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug
    • F16K11/0853—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug having all the connecting conduits situated in a single plane perpendicular to the axis of the plug
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
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    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
    • F01D17/145—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path by means of valves, e.g. for steam turbines
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    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F16K11/0716—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides with fluid passages through the valve member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines

Definitions

  • the invention relates to a valve for a turbomachine, in particular a steam turbine.
  • turbomachines such as in steam turbines, flows the flow medium, here steam, via a quick-closing valve and a control valve in the steam turbine.
  • a power plant comprises in addition to a Dampftur ⁇ bine a steam supply and a bypass steam line.
  • steam flows through the main line to the steam turbine.
  • the steam may have to be routed past the steam turbine in the bypass steam line.
  • the object is achieved by a valve comprising a supply line, a turbine outlet line and a bypass outlet line and a valve body which is designed such that in a first position a fluidic connection between the supply line and the turbine outlet line is formed and in a second position a fluidic Connection between the supply line and the diversion output line arises.
  • the valve body is cylindrical, wherein a change between the first position and the second position by moving the valve body in the direction of the axis of rotation he follows ⁇ . In normal and trouble-free operation, the valve body is arranged in the first position.
  • the valve body has in the first position
  • Control valve line with a control valve line cross-section to the fluidic connection between the supply line and the turbine output line, wherein the Control valve line cross-section is variable by turning the valve body.
  • the valve body is rotated by an electric motor.
  • an electric motor By means of an electric motor, high forces can be transmitted over ⁇ and by suitable transmission mechanisms, the valve body can be moved quickly around the axis of rotation.
  • the control valve line cross-section is changed by turning the valve body.
  • the Stellven- til technisch has a control valve conduit cross section having the same cross-sectional opening at the full opening of the valve substantially as the Turbinenaus ⁇ output line.
  • the control valve line cross-section is changed because a part of the control valve line is covered by turning the valve body through the turbine outlet line.
  • the supply line, the turbine output line and the diversion output line are arranged essentially in one plane, which leads to simple design measures.
  • the new route is exceeded operate, for the steam turbine, a three-way valve enforce a ⁇ .
  • the steam mass flow is diverted through the valve body in the first position and in the second position. This leads to the effect that the steam is not prevented by leaps ⁇ way as combinations in the prior art in current Ventilkom- happens.
  • the steam supply from the steam generator is thus deflected without sudden pressure increase before the valve in the diversion.
  • the diversion is therefore bumpless in any case. This means a pressure ⁇ shock does not occur.
  • valve body has a first pressure bore, which produces a flow ⁇ technical connection between the supply line and the diversion output line in the first position.
  • the valve body In the first position, substantially all of the steam is diverted from the supply line to the turbine output line.
  • the valve body In addition to the control valve line in the valve body, the valve body has a first pressure bore, which establishes a fluidic connection between the supply line and the bypass exit line in the first position by turning the valve body. This means that most of the steam is still moving between the supply line and the turbine output line. However, part of the steam is also diverted from the supply line to the diversion output line.
  • valve body has a second pressure bore adjacent to the first pressure bore, which produces a further fluidic connection between the supply line and the diversion output line in the first position by further rotation of the valve body.
  • the free passage area of the pressure taps may thus be varied closing ⁇ Lich.
  • valve body is arranged in a cylindrical valve housing.
  • the quick-closing valve is performed by moving rapidly in the line ⁇ arer direction of the valve body, wherein the control valve works by rotating the valve body about the axis of rotation.
  • a spring is arranged in the valve housing such that the valve body is held against the spring force in the first position. This leads to the fact that the steam supply to the steam turbine over the Turbine output line is released, in which the valve body is moved vertically against the spring in an upper position. Resulted in a rapid circuit which Hal ⁇ tekraft is simply released so that now presses the spring against the valve body and pushes quickly ver ⁇ in a lower layer. The steam mass flow is thereby diverted immediately and not braked.
  • FIG. 1 is a perspective view of the valve
  • Figure 2 is a side view of the valve
  • Figure 3 is another side view of the valve
  • Figure 4 is a cross-sectional view of the valve along the
  • Figure 5 is a sectional view of the plane V of Figure 3;
  • Figure 6 is a sectional view taken along the plane VI of Figure 3;
  • Figure 7 is an enlarged view of a part of Figure 6;
  • Figure 8 is a side view of the valve with the open
  • Figure 9 is a further side view of the valve in geöffne ⁇ th quick-acting
  • Figure 10 is a sectional view of the valve in the unopened
  • Figure 12 is a section of the valve along the line VI
  • the valve 1 shows a perspective view of Ven ⁇ tils 1.
  • the valve 1 comprises a valve housing 2, which is formed substantially cylindrical about a rotation axis 3.
  • a supply line 4 To the valve housing 2, a supply line 4, a Turbi ⁇ nenausgangs effet 5 and a diversion output line 6 is arranged.
  • Both the supply line 4 and the Turbinenaus ⁇ output line 5 and the bypass output line 6 are substantially the form of tubes with a suitable diameter.
  • the valve housing 2 comprises at a lower end 7 a lower valve cover 8. At an upper end 9, an upper valve cover 10 is arranged.
  • the supply line 4, the turbine output line 5 and the diversion output line 6 are arranged at 120 ° to each other.
  • the supply line 4, the turbine output line 5 and the bypass output line 6 can be arranged at an angle different from 120 °.
  • a valve body 11 is arranged ⁇ , which is movable on the one hand in the direction of the axis of rotation 3 via a drive, not shown, and on the other hand via a likewise not shown drive about the rotation axis 3 can be rotatably moved.
  • FIG. 2 shows a side view of the valve 1.
  • the valve body 11 is arranged under a spring force transducer 12. Between the Federkraftaufsacrificing 12 and the upper valve cover 10, a spring, not shown, is arranged.
  • the valve body 11 is brought to the Federkraftauf ⁇ taker 12 in a first position, in which a coming on the supply line 4 steam substantially completely to Turbine output line 5 is realized via a valve body 11 located in the control valve line 13.
  • the spring force transducer 12 absorbs the spring forces, which thus do not load on the valve body 11. Thereby, the valve body 11 can be rotated about the axis.
  • the pulling up against the spring forces by a drive that pulls not on the axis, but on a hollow shaft of the spring force transducer 12.
  • the control valve line 13 is designed such that in the first position, a fluidic connection between the supply line 4 and the turbine output line 5 is formed.
  • valve 1 shown in FIG. 3 shows the valve 1 in an open position.
  • FIG 4 is a cross-sectional view of the valve 1 along the line IV of Figure 2 can be seen.
  • the valve body 11 is moved for the purpose of a quick circuit linearly via drive motors, not shown, or rotated about the rotation axis 3, to control the mass flow from the supply line 4 to the turbine outlet line 5.
  • FIG. 5 shows a sectional view through the valve 1 along the line V according to FIG.
  • the valve body 11 has a bypass valve line 14, which diverts the steam in the second position from the supply line 4 in the diversion output line 6.
  • the bypass valve line 14 has substantially the same cross-section as the supply line 4, the turbine output line 5 or the bypass output line 6.
  • FIG. 6 shows a section of the valve 1 along the line VI from FIG.
  • the valve body 11 has a control valve line 13, which establishes a fluidic connection in the first position between the feed line 4 and the turbine outlet line 5.
  • the control valve guide section 15 is changed by rotating the valve body 11 about the rotation axis 3.
  • the valve body 11 further has a first pressure bore 16. In the embodiment shown in Figure 6 position of the valve body 11 creates a fluidic connection between the feed line 4 and the bypass output line 6 through the first pressure bore 16. A portion of the mass flow is not thereby led to the steam turbine via the Turbinenaus ⁇ output line 5, but in the redirection via the bypass exit line 6.
  • FIG. 12 is essentially identical to FIG. 6, but shows a changed position of the valve body 11.
  • the position of the valve body 11 shown in FIG. 12 is rotated slightly counterclockwise with respect to the position of the valve body 11 in FIG the first pressure bore 16 now no fluidic Ver ⁇ bond between the supply line 4 and the diversion output line 6 takes place.
  • the valve body 11 is formed from ⁇ such that the control valve line 13 is designed such that the free passage area of the steam through the control valve line 13 in the positions of the valve body 11 according to Figure 12 and Figure 6 is the same.
  • valve body 11 has a second pressure bore 19 which, as can be seen from FIG. 6 and FIG. 12, is arranged in a certain angular range after the first pressure bore 16.
  • the pressure holes 16, 19 can be replaced by a suitable, for. B. elongated opening replaced and arbitrarily adjusted.
  • a white ⁇ direct flow connection between the second pressure hole 19 and the bypass output line is produced by further rotating the valve ⁇ body 11 in the clockwise direction in Figure 6. 6. Aller- recently is reduced, the free passage area at the entrance to the Ven ⁇ til stresses 11 in the actuating valve conduit fourteenth
  • FIG. 7 shows an enlarged view of the pressure bores 16 and 19 from FIG. The represents ⁇ asked in Figure 7 position of the valve body 11 shows a completeness, ⁇ ended opening of the first pressure hole 16, and a partial opening of the second pressure bore 19.
  • Figures 8, 9, 10 and 11 the valve is shown in the second position. In this second position creates a fluidic connection between the supply line 4 and the bypass outlet line 6. This is done by the spring, not shown abruptly the valve body 11 moves vertically downwards.
  • the control valve line 13 is completely removed from the steam supply in the supply line 4 and instead the bypass valve line 14 is positioned in front of the supply line 4, that the steam from the supply line 4 is completely diverted into the diversion output line 6.
  • FIG. 11 shows a section through the valve 1 along the line IX from FIG. 9.
  • FIG. 10 shows a section along the valve 1 along the line VIII from FIG.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (1) für eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Dampfturbine, wobei in einem Gehäuse (2) sowohl ein Schnellschluss- als auch ein Stellventil angeordnet ist, wobei das Ventil (1) eine erste Stellung aufweist, bei dem eine strömungstechnische Verbindung zwischen einer Zuleitung (4) und einer Turbinenausgangsleitung (5) hergestellt wird sowie eine zweite Stellung, bei der eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Zuleitung (4) und der Umleitungsausgangsleitung (6) hergestellt wird.

Description

Beschreibung
Ventil für eine Strömungsmaschine
Die Erfindung betrifft ein Ventil für eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Dampfturbine.
In Strömungsmaschinen, wie beispielsweise in Dampfturbinen, strömt das Strömungsmedium, hier Dampf, über ein Schnellschlussventil und einem Stellventil in die Dampfturbine. In der Regel umfasst eine Kraftwerksanlage neben einer Dampftur¬ bine eine Dampfzuleitung sowie eine Umleitungsdampfleitung. Im Normalbetrieb strömt Dampf durch die Hauptleitung zur Dampfturbine. In besonderen Fällen, wie z.B. bei Lastabwürfen oder bei Trips, muss unter Umständen der Dampf in der Umleitdampfleitung an der Dampfturbine vorbeigeleitet werden.
Der Dampfdruck vor den Schnellschlussventilen und den Stell- ventilen wird durch die Umleitdampfleitungen begrenzt bzw. geregelt. Sobald die Stellventile und die Schnellschlussven¬ tile geschlossen werden, steigt der Dampfdruck vor diesen Ventilen an und die Umleitdampfleitung öffnet durch steigenden Druck mit kurzer Verzögerung. Der Dampfmassenstrom wird danach um die Dampfturbine geleitet. Die Dampfleitungen müs¬ sen besonderen Bedingungen standhalten und dementsprechend ausgelegt sein. Beispielsweise führt eine Änderung der Strö¬ mungsgeschwindigkeiten bei Lastabwürfen oder Trips zu einem Druckstoß, der bei der Auslegung der Dampfleitungen berück- sichtigt werden muss. Es ist bekannt, die Dampfzufuhr zu einer Dampfturbine über hintereinander geschaltete Schnell- schluss- und Stellventile zu realisieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein kombiniertes Schnell- schluss- und Umleitventil anzubieten, das derart ausgebildet ist, dass ein Druckstoß vor dem Ventil ausbleibt. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Ventil, umfassend eine Zu¬ leitung, eine Turbinenausgangsleitung und eine Umleitungsausgangsleitung sowie einen Ventilkörper, der derart ausgebildet ist, dass in einer ersten Stellung eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Zuleitung und der Turbinenausgangsleitung entsteht und in einer zweiten Stellung eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Zuleitung und der Umleitungsausgangsleitung entsteht . Der Ventilkörper zylindrisch ausgebildet, wobei eine Änderung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung durch Bewegen des Ventilkörpers in Richtung der Rotationsachse er¬ folgt . Im normalen und störungsfreien Betrieb ist der Ventilkörper in der ersten Stellung angeordnet. In dieser ersten Stellung liegt eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Zulei¬ tung und der Turbinenausgangsleitung vor. Das bedeutet, dass der von dem Dampferzeuger erzeugte Dampf über die Hauptzulei- tung und Zuleitung zur Turbinenausgangsleitung und schließlich zur Dampfturbine geführt wird. In dieser ersten Stellung strömt kein Dampf zwischen der Zuleitung und der Umleitungsausgangsleitung. Sobald ein Störfall eintritt und der Dampf in die Umleitungsausgangsleitung umgelenkt werden soll, wird der Ventilkörper in Richtung der Rotationsachse linear bewegt, so dass der Ventilkörper von der ersten Stellung vergleichsweise schnell zur zweiten Stellung gelangt. Die strö¬ mungstechnische Verbindung, die in der ersten Stellung vorliegt, d.h. die Verbindung zwischen der Zuleitung und der Turbinenausgangsleitung wird geschlossen und in der zweiten Stellung wird der Dampf von der Zuleitung schließlich in die Umleitungsausgangsleitung schnell umgelenkt.
Der Ventilkörper weist in der ersten Stellung eine
Stellventilleitung mit einem Stellventilleitungsquerschnitt zur strömungstechnischen Verbindung zwischen der Zuleitung und der Turbinenausgangsleitung auf, wobei der Stellventilleitungsquerschnitt durch Drehen des Ventilkörpers veränderbar ist.
Die Drehung des Ventilkörpers erfolgt durch einen Elektro- motor. Mittels eines Elektromotors können hohe Kräfte über¬ tragen werden und durch geeignete Übertragungsmechanismen kann der Ventilkörper schnell um die Rotationsachse bewegt werden. Der Stellventilleitungsquerschnitt wird durch Drehen des Ventilkörpers verändert. Das bedeutet, dass die Stellven- tilleitung einen Stellventilleitungsquerschnitt aufweist, der beim vollständigen Öffnen des Ventils im Wesentlichen die gleiche Querschnittsöffnung aufweist wie die Turbinenaus¬ gangsleitung. Durch Drehen des Ventilkörpers und der Stellventilleitung wird der Stellventilleitungsquerschnitt verän- dert, da ein Teil der Stellventilleitung durch Drehen des Ventilkörpers durch die Turbinenausgangsleitung verdeckt wird .
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die Zulei- tung, die Turbinenausgangsleitung und die Umleitungsausgangs¬ leitung im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet, was zu einfachen konstruktiven Maßnahmen führt.
Mit dem erfindungsgemäßen Ventil wird somit der neue Weg be- schritten, für den Dampfturbinenbau ein Drei-Wege-Ventil ein¬ zusetzen. Der Dampfmassenstrom wird durch den Ventilkörper in der ersten Stellung sowie in der zweiten Stellung umgeleitet. Dies führt zu dem Effekt, dass der Dampf nicht mehr sprung¬ haft unterbunden wird, wie es bei den derzeitigen Ventilkom- binationen im Stand der Technik geschieht. Die Dampfzufuhr vom Dampferzeuger wird somit ohne sprunghaften Druckanstieg vor dem Ventil in die Umleitung umgelenkt. Die Umleitung erfolgt daher in jedem Fall stoßfrei. Das bedeutet, ein Druck¬ stoß tritt nicht auf.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben . In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist der Ventilkörper eine erste Druckbohrung auf, die eine strömungs¬ technische Verbindung zwischen der Zuleitung und der Umleitungsausgangsleitung in der ersten Stellung herstellt.
In der ersten Stellung wird im Wesentlichen der gesamte Dampf von der Zuleitung in die Turbinenausgangsleitung umgelenkt. Neben der Stellventilleitung im Ventilkörper weist der Ventilkörper eine erste Druckbohrung auf, die durch Drehen des Ventilkörpers eine strömungstechnische Verbindung herstellt zwischen der Zuleitung und der Umleitungsausgangsleitung in der ersten Stellung. Das bedeutet, dass der Großteil des Dampfes nach wie vor zwischen der Zuleitung und der Turbinenausgangsleitung bewegt wird. Allerdings wird auch ein Teil des Dampfes von der Zuleitung in die Umleitungsausgangslei¬ tung umgelenkt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist der Ventilkörper eine zweite Druckbohrung neben der ersten Druckboh- rung auf, die durch weiteres Drehen des Ventilkörpers eine weitere strömungstechnische Verbindung zwischen der Zuleitung und der Umleitungsausgangsleitung in der ersten Stellung herstellt. Durch Verdrehen des Ventilkörpers kann somit schlie߬ lich die freie Durchtrittsfläche der Druckbohrungen variiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Ventilkörper in einem zylindrischen Ventilgehäuse angeordnet. Somit entsteht ein kombiniertes Ventil, das ein Regelventil und ein Schnellschlussventil in einem Ventilgehäuse unterbringt. Das Schnellschlussventil erfolgt durch schnelles Bewegen in line¬ arer Richtung des Ventilkörpers, wobei das Regelventil durch Drehen des Ventilkörpers um die Rotationsachse funktioniert. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist im Ventilgehäuse eine Feder derart angeordnet, dass der Ventilkörper gegen die Federkraft in der ersten Stellung gehalten ist. Dies führt dazu, dass die Dampfzufuhr zur Dampfturbine über die Turbinenausgangsleitung freigegeben wird, in dem der Ventilkörper gegen die Feder in eine obere Stellung vertikal verfahren wird. In Folge eines Schnellschlusses wird die Hal¬ tekraft einfach aufgehoben, so dass nun die Feder gegen den Ventilkörper drückt und in eine untere Lage schnell ver¬ schiebt. Der Dampfmassenstrom wird dadurch augenblicklich umgeleitet und nicht abgebremst.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Bauteile mit denselben Bezugszeichen haben im
Wesentlichen dieselbe Funktionsweise.
Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Darstellung des Ventils;
Figur 2 eine Seitenansicht des Ventils;
Figur 3 eine weitere Seitenansicht des Ventils;
Figur 4 eine Querschnittsansicht des Ventils entlang der
Linie IV aus Figur 2;
Figur 5 eine Schnittansicht der Ebene V aus Figur 3;
Figur 6 eine Schnittansicht entlang der Ebene VI aus Figur 3;
Figur 7 eine vergrößerte Darstellung eines Teils aus Figur 6; Figur 8 eine Seitenansicht des Ventils mit dem geöffneten
Schnellschluss ;
Figur 9 eine weitere Seitenansicht des Ventils im geöffne¬ ten Schnellschluss;
Figur 10 eine Schnittdarstellung des Ventils im ungeöffneten
Schnellschluss entlang der Linie VIII aus Fig. 8; Figur 11 einen Schnitt des Ventils entlang der Linie IX aus
Figur 9;
Figur 12 einen Schnitt des Ventils entlang der Linie VI aus
Figur 3.
Die Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung des Ven¬ tils 1. Das Ventil 1 umfasst ein Ventilgehäuse 2, das im Wesentlichen zylindrisch um eine Rotationsachse 3 ausgebildet ist. An das Ventilgehäuse 2 ist eine Zuleitung 4, eine Turbi¬ nenausgangsleitung 5 und eine Umleitungsausgangsleitung 6 angeordnet. Sowohl die Zuleitung 4 als auch die Turbinenaus¬ gangsleitung 5 und die Umleitungsausgangsleitung 6 sind im Wesentlichen als Rohre mit einem geeigneten Durchmesser ausgebildet .
Das Ventilgehäuse 2 umfasst an einem unteren Ende 7 einen unteren Ventildeckel 8. An einem oberen Ende 9 ist ein oberer Ventildeckel 10 angeordnet. Aus Symmetriegründen sind die Zu¬ leitung 4, die Turbinenausgangsleitung 5 und die Umleitungsausgangsleitung 6 um 120° gegeneinander angeordnet.
In alternativen Ausführungsformen können die Zuleitung 4, die Turbinenausgangsleitung 5 und die Umleitungsausgangsleitung 6 in einem zu 120° unterschiedlichen Winkel angeordnet werden. Innerhalb des Ventilgehäuses 2 ist ein Ventilkörper 11 ange¬ ordnet, der zum einen in Richtung der Rotationsachse 3 über einen nicht näher dargestellten Antrieb bewegbar ist und zum anderen über einen ebenfalls nicht dargestellten Antrieb um die Rotationsachse 3 drehbar bewegt werden kann.
In der Figur 2 ist eine Seitenansicht des Ventils 1 zu sehen. Der Ventilkörper 11 ist unter einem Federkraftaufnehmer 12 angeordnet. Zwischen dem Federkraftaufnehmer 12 und dem obe- ren Ventildeckel 10 ist eine nicht näher dargestellte Feder angeordnet. Der Ventilkörper 11 wird mit dem Federkraftauf¬ nehmer 12 in eine erste Stellung gebracht, bei der ein über die Zuleitung 4 kommender Dampf im Wesentlichen komplett zur Turbinenausgangsleitung 5 über eine im Ventilkörper 11 befindliche Stellventilleitung 13 realisiert wird. Der Federkraftaufnehmer 12 nimmt die Federkräfte auf, die somit nicht auf dem Ventilkörper 11 lasten. Dadurch kann der Ventilkörper 11 über die Achse verdreht werden. Das Hochziehen gegen die Federkräfte erfolgt durch einen Antrieb, der nicht an der Achse, sondern an einer Hohlwelle des Federkraftaufnehmers 12 zieht. Die Stellventilleitung 13 ist derart ausgebildet, dass in der ersten Stellung eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Zuleitung 4 und der Turbinenausgangsleitung 5 entsteht .
Die in Figur 3 dargestellte Ausführung des Ventils 1 zeigt das Ventil 1 in einer geöffneten Stellung.
In Figur 4 ist eine Querschnittansicht des Ventils 1 entlang der Linie IV aus Figur 2 zu sehen. Der Ventilkörper 11 wird zum Zwecke eines Schnellschlusses linear über nicht näher dargestellte Antriebsmotoren bewegt oder um die Rotations- achse 3 gedreht, um den Massenzufluss von der Zuleitung 4 zur Turbinenausgangsleitung 5 zu regeln.
In Figur 5 ist eine Schnittdarstellung durch das Ventil 1 entlang der Linie V gemäß Figur 3 zu sehen. Der Ventilkörper 11 weist eine Umleitungsventilleitung 14 auf, die den Dampf in der zweiten Stellung von der Zuleitung 4 in die Umleitungsausgangsleitung 6 umleitet. Die Umleitungsventilleitung 14 weist im Wesentlichen den gleichen Querschnitt auf wie die Zuleitung 4, die Turbinenausgangsleitung 5 oder die Umlei- tungsausgangsleitung 6.
In der Figur 6 ist ein Schnitt des Ventils 1 entlang der Linie VI aus Figur 3 zu sehen. Der Ventilkörper 11 weist eine Stellventilleitung 13 auf, die eine strömungstechnische Ver- bindung in der ersten Stellung zwischen der Zuleitung 4 und der Turbinenausgangsleitung 5 herstellt. Der Stellventillei- tungsquerschnitt 15 wird durch Drehen des Ventilkörpers 11 um die Rotationsachse 3 verändert. Der Ventilkörper 11 weist des Weiteren eine erste Druckbohrung 16 auf. In der in Figur 6 dargestellten Stellung des Ventilkörpers 11 entsteht eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Zuleitung 4 und der Umleitungsausgangsleitung 6 durch die erste Druckbohrung 16. Ein Teil des Massenstroms wird dadurch nicht zur Dampfturbine über die Turbinenaus¬ gangsleitung 5 geführt, sondern in die Umleitung über die Umleitungsausgangsleitung 6.
Die Figur 12 ist im Wesentlichen identisch mit der Figur 6, zeigt allerdings eine veränderte Stellung des Ventilkörpers 11. Die in Figur 12 gezeigte Stellung des Ventilkörpers 11 ist gegenüber der Stellung des Ventilkörpers 11 in der Figur 6 leicht gegen den Uhrzeigersinn gedreht, so dass über die erste Druckbohrung 16 nunmehr keine strömungstechnische Ver¬ bindung zwischen der Zuleitung 4 und der Umleitungsausgangsleitung 6 erfolgt. Der Ventilkörper 11 ist dabei derart aus¬ gebildet, dass die Stellventilleitung 13 derart gestaltet ist, dass die freie Durchtrittsfläche des Dampfes durch die Stellventilleitung 13 in den Stellungen des Ventilkörpers 11 gemäß Figur 12 und Figur 6 gleich ist.
Dies erfolgt dadurch, dass sowohl am Eintritt in die Stell- ventilleitung 13 als auch am Austritt der Stellventilleitung 13 der Stellventilleitungsöffnungswinkel 17 größer ist als der Durchmesser 18 der Zuleitung 4, der Turbinenausgangsleitung 5 und der Umleitungsausgangsleitung 6 es erfordert. Des Weiteren weist der Ventilkörper 11 eine zweite Druckbohrung 19 auf, der wie aus Figur 6 und Figur 12 zu erkennen ist, in einen gewissen Winkelbereich nach der ersten Druckbohrung 16 angeordnet ist. Die Druckbohrungen 16, 19 können durch eine geeignete, z. B. längliche Öffnung ersetzt und be- liebig eingestellt werden. Durch weiteres Drehen des Ventil¬ körpers 11 in Uhrzeigerrichtung in Figur 6 entsteht eine wei¬ tere strömungstechnische Verbindung zwischen der zweiten Druckbohrung 19 und der Umleitungsausgangsleitung 6. Aller- dings wird die freie Durchtrittsfläche am Eingang in den Ven¬ tilkörper 11 in der Stellventilleitung 14 verkleinert.
In der Figur 7 ist eine vergrößerte Darstellung der Druckboh- rungen 16 und 19 aus Figur 6 dargestellt. Die in Figur 7 dar¬ gestellte Position des Ventilkörpers 11 zeigt eine vollstän¬ dige Öffnung der ersten Druckbohrung 16 und eine teilweise Öffnung der zweiten Druckbohrung 19. In den Figuren 8, 9, 10 und 11 ist das Ventil in der zweiten Stellung dargestellt. In dieser zweiten Stellung entsteht eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Zuleitung 4 und der Umleitungsausgangsleitung 6. Dies erfolgt, indem die nicht dargestellte Feder schlagartig den Ventilkörper 11 in der Vertikalen nach unten bewegt. Dadurch wird die Stellventilleitung 13 komplett aus der Dampfzufuhr in der Zuleitung 4 entfernt und statt dessen wird die Umleitungsventilleitung 14 derart vor die Zuleitung 4 positioniert, dass der Dampf von der Zuleitung 4 komplett in die Umleitungsausgangsleitung 6 umgeleitet wird. Ein Dampfdurchtritt von der Zuleitung 4 in die Turbinenausgangsleitung 5 ist somit verhindert. Die in Figur 11 dargestellte Position des Ventilkörpers 11 zeigt einen Schnitt durch das Ventil 1 entlang der Linie IX aus Figur 9. Die Figur 10 zeigt einen Schnitt entlang des Ventils 1 entlang der Linie VIII aus Figur 8.

Claims

Patentansprüche
1. Ventil (1),
umfassend eine Zuleitung (4), eine Turbinenausgangsleitung
(5) und eine Umleitungsausgangsleitung (6) sowie einen Ventilkörper (11),
der derart ausgebildet ist,
dass in einer ersten Stellung eine strömungstechnische Ver- bindung zwischen der Zuleitung (4) und der Turbinenausgangsleitung (5) entsteht und
in einer zweiten Stellung eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Zuleitung (4) und der Umleitungsausgangsleitung (6) entsteht,
wobei der Ventilkörper (11) zylindrisch ausgebildet ist und eine Änderung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung durch Bewegen des Ventilkörpers (11) in Richtung der Rotationsachse (3) erfolgt,
wobei der Ventilkörper (11) in der ersten Stellung eine Stellventilleitung (13) mit einem Stellventilleitungsquer- schnitt (15) zur strömungstechnischen Verbindung zwischen der Zuleitung (4) und der Turbinenausgangsleitung (5) aufweist,
wobei der Stellventilleitungsquerschnitt (15) durch Drehen des Ventilkörpers (11) veränderbar ist,
wobei die Zuleitung (4), die Turbinenausgangsleitung (5) und die Umleitungsausgangsleitung (6) im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind.
2. Ventil (1) nach Anspruch 1,
wobei der Ventilkörper (11) eine erste Druckbohrung (16) aufweist,
die eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Zulei¬ tung (4) und der Umleitungsausgangsleitung (6) in der ers- ten Stellung herstellt.
3. Ventil (1) nach Anspruch 2,
wobei der Ventilkörper (11) eine zweite Druckbohrung (19) aufweist, die durch weiteres Drehen des Ventilkörpers (11) eine weitere strömungstechnische Verbindung zwischen der Zuleitung (4) und der Umleitungsausgangsleitung (6) in der ersten Stellung herstellt.
4. Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ventilkörper (11) in einem zylindrischen Ventil- gehäuse (2) angeordnet ist.
5. Ventil (1) nach Anspruch 4,
wobei die Zuleitung (4), die Turbinenausgangsleitung (5) und die Umleitungsausgangsleitung (6) in das Ventilgehäuse (2) münden.
6. Ventil (1) nach Anspruch 4 oder 5,
wobei im Ventilgehäuse (2) eine Feder derart angeordnet ist,
dass der Ventilkörper (11) gegen die Federkraft in der ers¬ ten Stellung gehalten ist.
7. Ventil (1) nach Anspruch 6,
wobei der Wechsel von der ersten Stellung zur zweiten Stel- lung durch die Federkraft erfolgt.
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