CH659306A5

CH659306A5 - Elektrohydraulischer stellantrieb an einem turbinenventil.

Info

Publication number: CH659306A5
Application number: CH300282A
Authority: CH
Inventors: Hans-Joachim Leupers
Original assignee: Kraftwerk Union Ag
Priority date: 1981-07-23
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DE3129125C2; DE3129125A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrohydraulischen Stellantrieb an einem Turbinenventil gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Stellantrieb eignet sich insbesondere für Regel-, Schnellschluss - und Umleitventile von Dampfturbinen.

Ein derartiger elektrohydraulischer Stellantrieb für Turbinenventile ist bereits aus der europäischen Patentanmeldung 81 103 523.7 bekannt. Beim Einsatz solcher elektrohydraulischer Stellantriebe für die Betätigung von Turbinenventilen müssen einerseits äusserst hohe Stellkräfte bei geringen Stellzeiten aufgebracht werden, während andererseits schon die Unterbringung der Turbinenventile selbst unter beengten Platzverhältnissen Schwierigkeiten bereitet und von dem Stellantrieb daher möglichst geringe Baugrössen und möglichst geringe Baugewichte gefordert werden. Um diese Forderungen gleichzeitig realisieren zu können, ist bei dem bekannten elektrohydraulischen Stellantrieb die Verwendung von mindestens einem hydraulischen Druckspeicher und einer Kraftspeicherfeder vorgesehen. Die Stellbewegungen des Turbinenventils ergeben sich dann durch das Zusammenwirken von zwei Speichern, wobei die Kraftspeicherfeder als der erste Speicher in Schliessrichtung wirkt und wobei der hydraulische Druckspeicher als der zweite Speicher über den hydraulischen Stellzylinder in Öffnungsrichtung wirkt. Der Elektromotor und die Hydropumpe können dann so klein bemessen werden, dass der Förderstrom der Hydropumpe nur noch zur Deckung von Leckverlusten und zum langsamen Auffüllen des Druckspeichers ausgelegt sein muss. Dadurch ergibt sich eine äusserst kompakte Bauweise des am Ventilgehäuse angeordneten kompakten Antriebsblockes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten elektrohydraulischen Stellantrieb so zu verbessern, dass der am Ventilgehäuse angeordnete Antriebsblock noch kompakter ausgebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Baugrösse des gesamten Antriebsblockes kann also dadurch noch weiter verringert werden, dass die Hydropumpe ganz und der hydraulische Druckspeicher zumindest teilweise im Innern des Vorratsbehälters untergebracht werden. Der Platzbedarf von Hydropumpe und hydraulischem Druckspeicher entspricht damit praktisch nur noch dem Volumen der verdrängten Hydraulikflüssigkeit. Verkleidungen, die bei eventuellen Leckagen von Hydropumpe und hydraulischem Druckspeicher einen unkontrollierten Austritt von Hydraulikflüssigkeit verhindern sollen, können durch die Unterbringung dieser Bauteile im Vorratsbehälter entfallen. Ein weiterer Vorteil der Unterbringung von Hydropumpe und Druckspeicher im Vorratsbehälter ist, dass der räumliche Aufwand für die hydraulische Verbindung der einzelnen Bauteile erheblich verringert wird und Rohrleitungen weitgehend entfallen können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 angegeben.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Dabei ist in der Zeichnung ein Längsschnitt durch einen auf einem Turbinenventil angeordneten elektrohydraulischen Stellantrieb dargestellt.

Der als kompakter Antriebsblock ausgebildete elektrohy-draulische Stellantrieb ist mit einer Grundplatte 1 über eine Ventillaterne 2 am Ventildeckel 3 eines Turbinenventils 4 befestigt. Als Tragkonstruktion des gesamten Antriebsblockes dienen zwei quaderförmige und parallel zueinander ausgerichtete Tragplatten 5, die mit ihren einen Stirnflächen starr mit der Grundplatte 1 und mit ihren anderen Stirnflächen starr mit einem hydraulischen Stellzylinder 6 verbunden sind. Zwischen den beiden Tragplatten 5 ist eine Betätigungsstange 7 angeordnet, welche den Stellkolben 8 des hydraulischen Stellzylinders 6 mit einer Ventilspindel 9 verbindet, die an ihrem Ende den Ventilkegel 10 des Turbinenventils 4 trägt. Von den beiden Tragplatten 5 ist in der Zeichnung nur diejenige zu erkennen, die hinter der Bildebene bwz. hinter der Betätigungsstange 7 angeordnet ist. Die andere nicht dargestellte Tragplatte 5 ist mit gleichem Abstand vor der Bildebene bzw. vor der Betätigungsstange 7 angeordnet. Der Raum zwischen den beiden Tragplatten 5 ist auch für die Unterbringung einer Kraftspeicherfeder 11 vorgesehen. Diese Kraftspeicherfeder 11 ist auf der Betätigungsstange 7 zwischen einem an der Betätigungsstange 7 befestigten Teller 12 und dem hydraulischen Stellzylinder 6 derart angeordnet, dass sie bei einer Öffnung des Turbinenventils 4 durch einen entsprechenden Hub des Stellkolbens 8 gespannt wird und nach einer Entlastung des Stellkolbens 8 das Turbinenventil 4 rasch zu schliessen vermag.

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Jeweils eine der nach aussen gewandten kleineren Seitenflächen der beiden quaderförmigen Tragplatten 5 dient zur Befestigung eines Vorratsbehälters 13, auf welchem ein Elektromotor 14 angeordnet ist. Dieser Elektromotor 14 treibt eine innerhalb des Vorratsbehälters 13 angeordnete und in der Zeichnung nicht näher dargestellte Hydropumpe an, welche Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 13 in den Stellkreis fördert. Die Hydropumpe fördert die Hydraulikflüssigkeit dabei aber nicht unmittelbar in den Stellkreis, sondern mittelbar über einen hydraulischen Druckspeicher 15, wobei der Förderstrom der Hydropumpe nur zur Dek-kung von Leckverlusten und zum langsamen Auffüllen des hydraulischen Druckspeichers 15 ausgelegt ist. Der grösste Teil des als Gasspeicher ausgebildeten hydraulischen Druckspeichers 15 ist dabei im Innern des Vorratsbehälters 13 angeordnet, wobei lediglich der Gasanschluss und die Membran von aussen zugänglich sind. Die Durchtrittsstelle des hydraulischen Druckspeichers 15 durch die Wandung des Vorratsbehälters 13 ist flüssigkeitsdicht ausgeführt. Bei eventuellen Leckagen im Bereich des druckseitigen Anschlusses des hydraulischen Druckspeichers 15 oder im Bereich des druckseitigen Anschlusses der Hydropumpe entstehen keine Probleme, da die austretende Hydraulikflüssigkeit im Vorratsbehälter 13 aufgefangen wird.

Die beiden Tragplatten 5 haben ausser der Aufgabe als Tragkonstruktion des gesamten Antriebsblockes zusätzlich auch noch die Aufgabe, einzelne Bauteile des elektrohydraulischen Stellantriebes hydraulisch miteinander zu verbinden, so dass Verbindungsleitungen ganz oder zumindest weitgehend entfallen können. Diese hydraulische Verbindung erfolgt durch in die Tragplatten 5 eingebrachte Kanäle, wobei in der Zeichnung Kanäle 16, 17 und 18 der hinter der Bildebene angeordneten Tragplatte 5 zu erkennen sind. Weitere hydraulische Verbindungskanäle 19 und 20 sind in das Zylindergehäuse des hydraulischen Stellzylinders 6 eingebracht und verbinden einen ersten Modul 21 eines elektrohydraulischen Umformers mit dem Kanal 16 bzw. mit dem s unterhalb des Stellkolbens 8 liegenden Raum des hydraulischen Stellzylinders 6. Ein zweiter an dem hydraulischen Stellzylinder 6 angebrachter Modul 22 des in der Zeichnung im übrigen nicht näher dargestellten elektro-hydraulischen Umformers ist über eine kurze Abflussleitung 23 mit dem Innern des Vorratsbehälters 13 verbunden, so dass bei einem Schliessen des Turbinenventils 4 die Hydraulikflüssigkeit aus dem Raum unterhalb des Stellkolbens 8 in nicht näher dargestellter Weise rasch abgeführt werden kann. Die mechanische Befestigung des Vorratsbehälters 13 an den beiden Tragplatten 5 ist so ausgeführt, dass gleichzeitig ein hydraulischer Anschluss des Vorratsbehälters 13 bzw. der darin untergebrachten Bauteile erzielt wird. So ist in der Zeichnung zu erkennen, dass beispielsweise der Kanal 17 mit dem hydraulischen Druckspeicher 15 und der Kanal 18 mit dem Innenraum des Vorratsbehälters 13 verbunden ist. Ein ähnlicher durch die Wandung des Vorratsbehälters hindurchgeführter Anschluss ist auch für die in der Zeichnung nicht näher dargestellte Hydropumpe vorgesehen.

Weitere in der Zeichnung nicht dargestellte Bauteile des elektrohydraulischen Stellantriebes, wie Rückschlagventile, Druckbegrenzungsventile oder Filter können an den beiden Tragplatten 5 befestigt und über entsprechende Kanäle mit den übrigen Bauteilen verbunden werden. Abweichend von dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel können im Innern des Vorratsbehälters auch zwei oder mehrere hydraulische Druckspeicher und gegebenenfalls auch zwei Hydropumpen untergebracht werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Elektrohydraulischer Stellantrieb an einem Turbinenventil (4), bestehend aus einem elektrohydraulischen Umformer, einem hydraulischen Stellzylinder (6), einer in Schliessrichtung des Turbinenventils (4) wirkenden Kraftspeicherfeder (1 1) und einem Elektromotor (14) zum Antrieb einer Hydropumpe, welche druckseitig mit mindestens einem hydraulischen Druckspeicher (15) verbunden ist und die Hydraulikflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter (13) in den Stellkreis fördert, wobei der hydraulische Stellzylinder (6) über mindestens zwei Träger am Ventilgehäuse abgestützt ist und die genannten Bauteile zu einem am Ventilgehäuse angeordneten kompakten Antriebsblock integriert sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Hydropumpe ist im Innern des Vorratsbehälters (13) angeordnet,

b) der hydraulische Druckspeicher ( 15) ist zumindest teilweise im Innern des Vorratsbehälters (13) angeordnet.

2. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger zwei quaderförmige und parallel zueinander ausgerichtete Tragplatten (5) vorgesehen sind.

3. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung der genannten hydraulischen Bauteile zumindest teilweise durch in die Träger eingebrachte Kanäle (16,17,18) erfolgt.

4. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem hydraulischen Stellzylinder (6) weitere hydraulische Verbindungskanäle (19,20) untergebracht sind.

5. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsstange (7) des hydraulischen Stellzylinders (6) und die Kraftspeicherfeder (11) mittig zwischen den Trägern angeordnet sind.

6. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsblock über eine Ventillaterne (2) an dem Turbinenventil (4) befestigt ist.

7. Elektrohydraulischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (13) seitlich an mindestens einem Träger befestigt ist.