CH666089A5 - Mehrstufige kreiselpumpe. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Kreiselpumpe zur Förderung heisser Medien gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei derartigen Kreiselpumpen besteht die Gefahr, dass bei einem Abschalten der Pumpe in heissem Zustand eine anschliessende Wiederinbetriebnahme durch ein Blockieren bzw. Festklèmmen des Läuferpaketes verhindert bzw. beeinträchtigt wird. Der sogenannte stand by-Betrieb, der eine Bereitschaftstellung der Kreiselpumpe vorsieht, kann durch die unterschiedlichsten Betriebszustände bedingt sein. Gewöhnlich handelt es sich dabei um diejenigen Betriebszustände, bei denen aufgrund von Lastzuständen ein Abschalten der Kreiselpumpe erfolgt, wobei eine spätere kurzfristige Inbetriebnahme möglich sein muss. In diesen Fällen, in denen die Kreiselpumpe zum Stillstand gelangt, muss unter allen Umständen und bedingt durch die innerhalb der Pumpe herrschenden hohen Temperaturen ein Blok-kieren des Läuferpaketes verhindert werden. Aus diesem Grunde haben im sogenannten stand by-Betrieb sämtliche während des Normalbetriebes notwendigen Zusatzsysteme aktiv zu sein, um eine ausreichende Kühlung der Dichtungen, Lager und des Gehäuses sicherzustellen. Gleiches gilt für Kreiselpumpen, die eine grosse Starthäufigkeit aus kalten oder halbwarmem Betriebszustand aufweisen.

Um innerhalb der Pumpe eine gleichmässige Temperaturverteilung bei einem gewünschten Niveau sicherzustellen, und damit ein Verkrümmen von Kreiselpumpenteilen auszu-schliessen, sind verschiedene Verfahren gebräuchlich. Dazu gehört das Umwälzen des Kreiselpumpeninhaltes mit einer separaten Umwälzpumpe, das Einspritzen von Heisswasser auf der Druckseite und/oder Saugseite der Pumpe, das Abziehen von Wasser aus dem Pumpeninnern und auch ein ständiger Trudelbetrieb mit kleiner Drehzahl. Diese Einrichtungen sind sehr aufwendig und stellen eine zusätzliche Störungsquelle dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei den in Rede stehenden Kreiselpumpen in zuverlässiger Weise ein im Stillstand erfolgendes Blockieren des Läuferpaketes zu verhindern. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäss dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1.

Mittels dieser einfachen Lösung wird in zuverlässiger Weise ein im Stillstand mögliches Blockieren des Kreiselpumpenläufers ausgeschlossen. Durch die vollständige Absperrung des Kreiselpumpenkühlsystems heizen sich zwar die zu kühlenden Teile auf, jedoch stellt sie durch die Pumpenoberfläche bedingte Wärmeabstrahlung sicher, dass die zu kühlenden Teile ihre zulässigen Temperaturen nicht überschreiten. Die Absperrung unterbindet die Ausbildung jeglichen Thermosyphon-Kreislaufes innerhalb des Gesamtsystems, wodurch unzulässige Temperaturschichtungen nicht erfolgen können und damit auch durch hohe Temperaturunterschiede bedingte Blockierungen nicht mehr auftreten. Somit kann auf die bisher üblichen und im stand by-Betrieb unbedingt notwendigen aufwendigen Ausgleichssysteme vollständig verzichtet werden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass hydraulische, elektrische und/oder mechanische Zustände der Kreiselpumpe erfassende Einrichtungen die Steuereinrichtung bilden. Somit kann durch Druckmanometer, Relais oder Drehzahlmessgeräte ein Stillsetzen des Kreiselpumpenaggregates erfasst werden und gleichzeitig das Auslösesignal zur Betätigung der Absperrarmaturen erlangt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sehen vor, dass die Absperrarmaturen mit fernsteuerbaren Antriebseinrichtungen versehen sind und dass die Absperrarmaturen Bestandteil eines die Pumpe überwachenden und/oder steuernden Systems sind. Dieses bedingt eine hohe Funktionssicherheit, da durch die Einbeziehung in das Pumpenüberwachungssystem Unzulänglichkeiten des Bedienungspersonals ausgeschlossen werden. Dies stellt z.B. sicher, dass beim Anfahren der Kreiselpumpe auch eine Öffnung des oder der Absperrventile erfolgt und somit ein sicherer Betrieb erfolgen kann.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat, sieht vor, dass ein in der Haupt- oder Sammelleitung des Kreiselpumpenkühlsystems angeordnetes Magnetventil den Kühlwasserdurchfluss steuert. Anstelle der bisherigen aufwendigen und vielgestaltigen Systeme genügt jetzt der Einsatz eines oder mehrerer einfacher Magnetventile. Durch die Absperrung der Hauptleitung des Kreiselpumpenkühlsystems werden in zuverlässiger Weise durch Wärmetauscher oder Kühlräume bedingte Thermosyphon-Kreisläufe und dadurch verursachte hohe Temperaturdifferenzen, welche zu grossen Verkrümmungen und zum Festsetzen des Läuferpaketes führen, ausgeschlossen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die

Fig. 1 bis 3 innerhalb eines Kreiselpumpenkühlsystems unterschiedliche Anordnungen von Absperrventilen.

In Fig. 1 treibt ein Elektromotor 1 eine Kreiselpumpe 2 an, deren Welle 3 hier in ausserhalb des Gehäuses befindlichen Lager- und Dichtungsgehäusen 4,5 geführt ist. Innerhalb des Dichtungsgehäuses 5 angeordnete Kühlräume 6 sind durch Kühlleitungen 7 mit einer Hauptleitung 8 des Kreiselpumpenkühlsystems verbunden, von der auch in einen Wärmetauscher 9 einmündende Kühlleitungen 10 abzweigen. Innerhalb des Wärmetauschers 9 wird die Schmier- und Kühlflüssigkeit der Gleitringdichtung 12 gekühlt. Eine Sammelleitung 11 führt dann das verbrauchte Kühlwasser ab.

Um beim Stillstand der Kreiselpumpe 2 ein Blockieren des Läuferpaketes zu verhindern, wird mit Hilfe eines Absperrventils 13 die Hauptleitung 8 abgesperrt. In diesem Ausfüh2

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rungsbeispiel erfolgt dies durch ein magnetisch betätigtes Absperrventil 13. Dieses sperrt in dem Moment ab, in dem eine mit dem Elektromotor 1 verbundene Steuereinrichtung 14 keine Stromaufnahme des Elektromotors mehr feststellt. Somit kann in zuverlässiger Weise der Stillstand der Kreiselpumpe erfasst und ein Signal zur Steuerung der Absperrarmatur erhalten werden.

Die Fig. 2 ähnelt in ihrem Aufbau der Fig. 1, zeigt aber als Unterschied eine Antriebsturbine 15, mehrere, in den Kühlleitungen 7,10 angeordnete Absperrarmaturen 13 und die mögliche Verwendung von unterschiedlich angeordneten Drehzahlmessgeräten 16,18. Bei einem Antrieb mittels Turbine wird mit dem Drehzahlmessgerät 16 die Turbinendrehzahl ermittelt. Ist diese Drehzahl geringer als die sogenannte Trudeldrehzahl der Kreiselpumpe, d.h. eine Leerlaufdrehzahl ohne Leistungsabgabe, dann werden durch die Steuereinrichtung 14 die Absperrventile 13 geschlossen.

Genauso gut kann aber auch ein an der Kreiselpumpenwelle 3 angebrachtes Drehzahlmessgerät 18 den Stillstand

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der durch Motor oder Turbine angetriebenen Kreiselpumpe feststellen und weitermelden, so dass mit Hilfe dieses Signals ein oder mehrere Absperrarmaturen 13 geschaltet werden können.

5 In der Fig. 3 erfolgt die Absperrung des Kühlsystems durch ein in der Hauptleitung 8 angeordnetes Absperrventil 13, welches mit dem Druckstutzen 17 der Kreiselpumpe 2 in Verbindung steht. Wenn der Pumpenenddruck gleich oder kleiner dem Pumpenzulaufdruck plus z.B. 5 bar ist, dann io wird die mit einem Hydraulikzylinder 19 versehene Absperrarmatur 13 geschlossen. Die 5 bar stellen hierbei einen gewissen Sicherheitszuschlag dar, der entsprechend der jeweils Anwendung findenden Auslegekriterien variiert werden kann.

15 Nimmt die Pumpe wieder die Förderung auf, dann öffnet der auf den Hydraulikzylinder 19 einwirkende Pumpendruck das hydraulisch betätigte Absperrventil 13. Die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Möglichkeiten der Absperrungen können auch untereinander kombiniert werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

666089 PATENTANSPRÜCHE

1. Mehrstufige Kreiselpumpe zur Förderung heisser Medien, insbesondere zur Verwendung als Speisepumpe in Grosskraftwerksanlagen, deren Wellendichtungssystem mit einem externen Kühlsystem versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Stillstand oder Ausschaltzustand der Kreiselpumpe (2) wahrnehmende Steuereinrichtung (14,19) mit einer oder mehreren Absperrarmaturen (13) zum Abschalten des Kühlsystems der Kreiselpumpe (2) im arbeitslosen Zustand der letzteren, verbunden ist.

2. Mehrstufige Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass hydraulische, elektrische und/oder mechanische Zustände der Kreiselpumpe erfassende Einrichtungen (14, 16, 18,19) die Steuereinrichtung (14,19) bilden.

3. Mehrstufige Kreiselpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrarmaturen (13) mit fernsteuerbaren Antriebseinrichtungen versehen sind.

4. Mehrstufige Kreiselpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrarmaturen (13) Bestandteile der Steuereinrichtung (14,19) sind.

5. Mehrstufige Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Haupt- (8) oder Sammelleitung (11) des Kreiselpumpenkühlsystems angeordnetes Magnetventil den Kühlwasserdurchfluss steuert.