DD249746A5 - Sicherheitsueberstroemventil - Google Patents

Abstract

Das Sicherheitsueberstroemventil fuer Dampf enthaelt einen von unten angestroemten Absperrkegel, der stromabwaerts des Ventilsitzes mit einem Lochzylinder versehen ist. Oberhalb des Absperrkegels ist die Ventilspindel von einem Fuehrungsstueck umgeben, das axial gegen die Kraft einer Feder verschiebbar und von Laengsbohrungen durchdrungen ist. Das eine Ende der Laengsbohrungen ist mit einer oberhalb des Ventilsitzes vorgesehenen Spritzwasserzufuehrungsleitung verbunden, waehrend das andere Ende ueber einen Sitz verschliessbar ist. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsüberströmventil für Dampf, das ein Gehäuse mit einem Dampfeintrittsstutzen, einem Dampfaustrittsstutzen mit einem Ventilsitz enthält, der durch einen entgegen der Schließkraft angeströmten und mit einer axial verstellbaren Spindel verbundenen Absperrkegel verschließbar ist.

In konventionellen Kraftwerken wird neuerdings als Verbindung vom Überhitzeraustritt am Hochdruckteil des Dampferzeugers zum Zwischenüberhitzereintritt eine Überströmstation eingesetzt, die gleichzeitig als Sicherheitseinrichtung dienen soll. Diese Überströmstation hat mehrere Aufgaben zu erfüllen. So ist der Dampfdruck von der Hochdruckschiene zur Mitteldruckschiene der Kesselanlage geregelt zu reduzieren. Dieser teilentspannte Dampf ist auf die Temperatur am Zwischenüberhitzereintritt abzukühlen. Schließlich ist ein Überschreiten des Kesselkonzessionsdruckes zu verhindern.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind sogenannte Dampfumformventile bekannt (DE-PS 1945035, DE-PS 2544970), die zur Druck- und Temperaturreduzierung von Dampf dienen. Diese Dampfumformventile weisen ein als Parabol- oder Lochkegel ausgebildetes Drosselorgan für den Dampf auf. Gleichzeitig ist eine Spritzwasserleitung vorgesehen, die mit in mehreren Ebenen übereinander angeordneten Einspritzbohrungen verbunden ist. Dabei sind das Drosselorgan und die Einspritzbohrungen so miteinander funktionell verknüpft, daß der durch die jeweilige Stellung des Drosselorgans freigegebene Querschnitt der Einspritzbohrungen dem freigegebenen Dampfregelquerschnitt angepaßt ist. Die bekannten Dampfumformventile weisen keinen von unten mit Druck beaufschlagten Absperrkegel auf, wie er grundsätzlich bei Sicherheitsventilen verlangt und eingesetzt wird. Bei der Temperaturreduzierung durch Wassereinspritzung ist es von Bedeutung, daß das eingespritzte Wasser möglichst homogen im Dampfstrom verteilt wird. Dies wird erreicht, wenn das Wasser möglichst fein verdüst und mit hoher Geschwindigkeit eingespritzt wird. Um den Verschleiß im Einspritzsystem zu reduzieren, wird die Einspritzgeschwindigkeit auf 60 bis 70m/s begrenzt. Dies entspricht einer Druckdifferenz zwischen Einspritzwasser und Dampf von etwa 20 bar. Diese Druckdifferenz soll nach Möglichkeit über alle Betriebszustände erhalten bleiben.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, den Regelungsaufwand für das Sicherheitsüberströmventil gering zu halten.

-2- Δ<Κ3 /ΙΟ

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsüberströmventil der gattungsgemäßen Art derart zu gestalten, daß gleichzeitig eine Druck- und Temperaturreduzierung möglich ist und daß die Einspritzgeschwindigkeit des Wassers über alle Betriebszustände weitgehend konstant bleibt.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Sicherheitsüberströmventil dadurch gelöst, daß das Sicherheitsüberströmventil oberhalb des Ventilsitzes mit einer Spritzwasserzuführung versehen ist, daß der Absperrkegel stromabwärts des Ventilsitzes mit einem Lochzylinder versehen ist und da die Spindel oberhalb des Absperrkegels von einem Führungsstück umgeben ist, daß axial gegen die Kraft einerTellerfeder verschiebbar und von Längsbohrungen durchdrungen ist, deren eines Endes mit der Spritzwasserzuführungsleitung verbunden und deren anderes Ende über einen Sitz verschließbar

Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitsüberströmventil bestimmt der Absperrkegel mit dem nachgeschalteten Lochzylinder über seine Hubstellung die Druckreduzierung des Dampfstromes. Die verwendete Feder ist so vorgespannt, daß bei Beaufschlagung mit Spritzwasser nach Erreichen eines vorbestimmbaren Differenzdruckes zwischen Dampf und Einspritzwasser das Führungsstück gerade von Sitz abhebt. Die Breite des Ringspaltes am Sitz stellt sich entsprechend der zugeführten Wassermenge ein. Auf diese Weise sind nahezu konstant hohe Einspritzgeschwindigkeiten möglich, die eine gute Vermischung des Wassers mit dem Dampf gewährleisten.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß der Sitz durch zwei gegenüberliegende Sitzflächen gebildet ist, von denen eine auf der Oberseite des Absperrkegels und die andere an der Unterseite des Führungsstückes angebracht ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß auf die Spindel ein Ring aufgeschraubt ist und daß zwischen dem Ring und der oberen Stirnfläche des Führungsstückes ein Paket aus Tellerfedern gelegt ist.

Das Führungsstück kann auch auf eine Fläche, die durch den Durchmesser des Sitzes und den Durchmesser einer im Deckel zur Führung des Führungsstückes vorhandenen Bohrung bestimmt ist, mit dem Druck des Spritzwassers beaufschlagt sein, wobei der Hub des Führungsstückes der Menge des Spritzwassers.proportional ist.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung stellt den Längsschnitt durch ein Ventil gemäß der Erfindung dar, wobei in derlmken-Bildhälfte-die^geschlossene und in der rechten Bildhälfte die offene Ventilstellung gezeigt ist.

Das Sicherheitsüberströmventil ist in der Dampfleitung des Hochdruckteiles einer Kesselanlage angeordnet. Es enthält ein Gehäuse 1, das durch einen mit Hilfe von Schrauben 2 befestigten Deckel 3 geschlossen ist. Das Gehäuse 1 weist einen Dampfeintrittsstutzen 4 und einen Dampfaustfittsstutzen 5 auf. Das Gehäuse 1 nimmt einen Ventilsitz 6 auf, der durch einen Absperrkegel 7 freigegeben bzw. geschlossen wird. Der Absperrkegei 7 ist an einer axial verstellbaren Spindel 8 befestigt, die durch den Deckel 3 hindurchgeführt ist. Auf die Spindel 8 wirkt die Andrückkraft, die durch eine Hydraulik aufgebracht wird und die dem Druck des von unterhalb des Absperrkegels 7 anstehenden Dampfes entgegengerichtet ist.

Der Absperrkegel 7 ist stromabwärts von dem Ventilsitze mit einem Lochzylinder 9 verbunden. Der Lochzylinder 9 ist in einem Zylinder 10 geführt, der mit dem Gehäuse 1 fest verbunden ist. Der Lochzylinder 9 ist mit Durchgangsbohrungen 11 versehen, die in mehreren Ebenen übereinander angeordnet und über den Umfang verteilt sind. Bei einem Anheben der Spindel 8 aus der Schließstellung gemäß der linken Bildhälfte der Zeichnung in die Offenstellung gemäß rechter Bildhälfte der Zeichnung wird der Ventilsitz 6 freigegeben. Dadurch gelangen zunehmend mehr Durchgangsbohrungen 11 aus der Überdeckung mit dem Zylinder 10 heraus. Damit ist der Weg für den Dampf freigegeben, der bei der Durchströmung des Ringspaltes am Ventilsitz 6 und der Durchgangsbohrungen 11 des Lochzylinders 9 in zwei Stufen entspannt wird. Zur weiteren Druckreduzierung in einer dritten Stufe ist der Zylinder 10 in dem dem Deckel 3 zugewandten Bereich ebenfalls mit Durchgangsbohrungen 12 versehen. Die Spindel 8 ist oberhalb des Absperrkegels 7 von einem zylindrischen Führungsstück 13 umgeben das in einer Bohrung des Deckels 3 geführt und axial verschiebbar ist. In einem den oberen Teil des Führungsstückes 13 umschließenden Ringraum 14 des Deckels 3 münden zwei Stutzen 15, die an eine nicht gezeigte Spritzwasserzuführungsleitung angeschlossen sind. Das Führungsstück 13 ist parallel zur Spindel 8 von Längsbohrungen 16 durchdrungen. Die Längsbohrungen 16 stehen mit einem Ende über den Ringraum 14 und die Stutzen 15 mit der Spritzwasserzuführungsleitung in Verbindung. Das untere Ende der Längsbohrungen 16 ist durch einen Sitz 17 verschließbar. Der Sitz 17 ist durch zwei einander gegenüberliegende Sitzflächen gebildet. Die eine Sitzfläche ist auf der oberen Seite des Absperrkegels 7 und die andere Sitzfläche ist auf der Unterseite des Führungsstückes 13 angebracht. Dabei ist der Durchmesser d2 des Sitzes 17 größer als der Durchmesser d1 der Bohrung im Deckel 3, in der das Führungsstück 13 gleitend gehalten ist.

Oberhalb des Führungsstückes 13 ist auf die Spindel 8 ein Ring 18 geschraubt, der mit einem zylindrischen, nach unten weisenden Ansatz versehen ist. Zwischen dem Ring 18 und der oberen Stirnfläche des Führungsstückes 13 ist ein Paket aus Tellerfedern 19 angelegt. Die Tellerfedern 19 sind vorgespannt, so daß das Führungsstück 13 unter Federkraft gegen den Sitz gedrückt ist.

Wird vom Temperaturregelkreis der Kesselanlage der Befehl zur Wassereinspritzung gegeben, so öffnet zunächst das · Regelventil in der Spritzwasserzuführungsleitung. Das Wasser wird dann durch die Stutzen 15, den Ringraum 14 und die im Führungsstück 13 befindlichen Längsbohrungen 16 in den Raum zwischen dem Führungsstück 13 und dem Absperrkegel 7 geleitet. Die Vorspannung der Tellerfedern 19 ist mittels des Ringes 18 so eingestellt, daß ein Differenzdruck von etwa 20 bar, der auf der von den Durchmessern d1 und d2 begrenzten Ringfläche lastet, das Führungsstück 13 gerade von Sitz 17 abhebt. Der Ringspalt am Sitz 17 stellt sich entsprechend der zugeführten Wassermenge ein, wobei der Differenzdruck auf etwa 24bar ansteigen kann.

Claims (5)

1. Sicherheitsüberströmventil für Dampf, das ein Gehäuse mit einem Dampfeintrittsstutzen, einem Dampfaustrittsstutzen und einem Ventilsitz enthält, der durch einen entgegen der Schließkraft angeströmten und mit einer axial verstellbaren Spindel verbundenen Absperrkegel verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsüberströmventil oberhalb des Ventilsitzes mit einer Spritzwasserzuführung versehen ist, daß der Absperrkegel (7) stromabwärts des Ventilsitzes (6) mit einem Lochzylinder (9) versehen ist und daß die Spindel (8) oberhalb des Absperrkegels (7) von einem Führungsstück (13) umgeben ist, das axial gegen die Kraft einer Tellerfeder (19) verschiebbar und von Längsbohrungen (16) durchdrungen ist, deren eines Ende mit der Spritzwasserzuführungsleitung verbunden und deren anderes Ende über einen Sitz (17) verschließbar ist.

2. Sicherheitsüberströmventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz (17) durch zwei gegenüberliegende Sitzflächen gebildet ist, von denen eine auf der Oberseite des Absperrkegels (7) und die andere an der Unterseite des Führungsstückes (13) angebracht ist.

3. Sicherheitsüberströmventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Spindel (8) ein Ring (18) aufgeschraubt ist und daß zwischen dem Ring (18) und der oberen Stirnfläche des Führungsstückes (13) ein Paket aus Tellerfedern (19) gelegt ist.

4. Sicherheitsüberströmventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück (13) in einer Bohrung des Deckels (3) geführt ist.

5. Sicherheitsüberströmventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück (13) auf einer Fläche, die durch die Durch messer des Sitzes (17) und der Bohrung im Deckel (3) bestimmt ist, mit dem Druck des Spritzwassers beaufschlagt ist und daß der Hub des Führungsstückes (13) der Menge des Spritzwassers proportional ist.