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Rohrbruch-Sicherungsanlage Die Erfindung betrifft eine Rohrbruch-Sicherungsanlage
mit mehreren selbsttätig arbeitenden und in ein Druckleitungssystem eingebauten
Absperrorganen.
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Es sind schon Rohrbruch-Sicherungsanlagen bekanntgeworden, bei welchen
beim Schließen eines Absperrventils sämtliche Absperrventile des Druckleitungssystems
geschlossen werden sollen. Bei einer bekannten Sicherungsanlage dieser Art sind
die Absperrventile, die mit ihrem Selbstschlußkörper in die Druckmittelleitung ragen,
mit einem Steuerventil versehen, das bei Bewegung des Selbstschlußkörpers in Schließrichtung
geöffnet wird und damit die Druckmittelleitung mit Steuerleitungen verbindet, welche
das Druckmittel an andere Absperrventile der Anlage übertragen, um diese ebenfalls
zu schließen. Da also die gemeinsame Schließung sämtlicher Absperrventile nur eingeleitet
werden kann, wenn mindestens ein Ventil der Anlage schon eine Schließbewegung ausgeführt
hat, besteht beim Auftreten einer Funktionsstörung an dem oder den auslösenden Absperrventilen
die Gefahr, daß die Schließung der übrigen Ventile verzögert wird oder sogar ganz
unterbleibt.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die Katastrophenanfälligkeit
einer solchen Anlage dadurch zu vermindern, daß für die Schließung sämtlicher Ventile
nicht auf die vorherige Schließbetätigung eines oder mehrerer Ventile der Anlage
abgestellt wird, sondern daß diese Schließung bereits durch das Auftreten eines
Impulsdruckes in einer Steuerkammer eines Absperrventils bewirkt wird.
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Die erfindungsgemäße Sicherungsanlage zeichnet sich dadurch aus, daß
alle Steuerkammern durch eine Kollektorleitung untereinander verbunden sind und
mit den Druckmeßstellen in den verschiedenen Zweigen der Anlage über Impulsleitungen
in Verbindung stehen, in denen je ein Rückschlagventil angeordnet ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt eine Sicherheitsanlage für den gemeinsamen Abschluß mehrerer
Druckleitungen bei Rohrbruch; Fig. 2 stellt eine Sicherheitsanlage für den gemeinsamen
Abschluß mehrerer Druckleitungen bei Rohrbruch und einer Notschließleitung für Handbetätigung
dar; Fig. 3 zeigt eine Sicherheitsanlage für den Einzelabschluß bei Rohrbruch und
einer Notschließleitung für Handbetätigung, welche auf mehrere Druckleitungen gemeinsam
wirkt.
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Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Sicherheitsanlagen dienen zur
Betätigung von Schnellabsperrorganen. Diese Sicherheitsanlagen, namentlich für Turbinen-
und Pumpenabsperrorgane, ermöglichen das selbsttätige Schließen von Absperrorganen
bei Rohrbruch talseitig eines Absperrorgans.
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Bei den Absperrorganen handelt es sich um solche, welche in den einzelnen
Zweigleitungen eingebaut sind, um das Absperren einzelner Zweigleitungen unabhängig
von den anderen, beispielsweise zu Revisionszwecken der zugehörigen Turbogeneratorgruppen
zu gestatten. Andererseits muß in einer Rohrleitung mindestens ein Absperrorgan
vorgesehen sein, das, wie erwähnt, bei Rohrbruch gestattet, die Leitung abzusperren.
Währenddem dieses Absperrorgan meist am bergseitigen Ende der Druckleitung angeordnet
ist, wird es im Falle längerer Druckleitungen auch notwendig, einen Schutz in der
Umgebung des Einlaufes der Sammelzufuhrleitung zu schaffen. Sofern es also gelingt,
die in den einzelnen Zweigleitungen vorgesehenen Absperrorgane gemeinsam selbsttätig
zu schließen, müssen diese den Schutz des Einlaufes übernehmen.
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In Fig. 1 ist eine Sicherheitsanlage dargestellt für den gemeinsamen
Abschluß mehrerer Druckleitungen bei Rohrbruch. Das Druckrohr 1 ist mit mehreren
Abzweigrohren 2 versehen, in welchen sich je ein Absperrorgan, nämlich der Absperrschieber
3, befindet, der über nicht dargestellte Antriebsmittel verdreht werden kann. Diese
Antriebsmittel sprechen auf Steuerbewegungen eines Steuerorgans an. Dieses
Steuerorgan
weist einen Steuerblock 4, einen zweiarmigen Hebel 5 sowie einen Kolben 6 auf, welcher
in einem Zylinder 7 beweglich angeordnet ist. Die Zylinderräume vor und hinter dem
Kolben 6 sind je mit einer Druckentnahmeleitung 8 und 9 an die Druckleitungen 1
und 2, und zwar vor dem Abschlußorgan 3, angeschlossen. Inder Druckentnahmeleitung
9 ist ein Rückschlagventil 10 eingebaut, welches den Wasserdurchgang nur in Richtung
Zylinder-Druckrohr gestattet, in der Gegenrichtung jedoch verhindert oder mindestens
stark erschwert. Außerdem ist eine Leitung 11 vorhanden, welche alle Großflächenseiten
der Zylinder 7 untereinander verbindet, so daß damit ein Druckausgleich in den entsprechenden
Zylinderräumen erzielt wird. Als Großflächenteile wird diejenige Seite des Zylinders
bezeichnet, welche nicht von der Kolbenstange 14 durchstoßen wird.
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Im Falle eines Rohrdurchbruches in einer der Abzweigleitungen 2 entsteht
in dieser ein Druckabfall, der sich auf die Druckentnahmeleitung 9 überträgt. Dadurch
öffnet sich das Rückschlagventil 10 beim betreffenden Zylinder, was den Druck im
Zylinderraum ebenfalls absinken läßt. Dieser verminderte Druck überträgt sich durch
die Leitung 11 auch auf die anderen Zylinder, obschon deren Rückschlagventile 10
gesperrt bleiben. Als Folge dieser Druckverminderung auf der einen Seite der Kolben
6 verschieben sich diese gemeinsam, bis die mit der Kolbenstange 14 verbundenen
Steuerelemente 4, 5 eine Betätigung der Absperrorgane 3 über Zwischenglieder bewirken,
wobei eine gleichzeitige Unterbrechung der Wasserzufuhr in allen Leitungen 2 bewirkt
wird.
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Die Rückstellung der Kolben 6 in die ursprüngliche Lage erfolgt nach
dem Abschluß der Absperrorgane selbsttätig. Zu diesem Zwecke ist im Rückschlagventil
10 eine vorzugsweise einstellbare Drosselöffnung 15 vorhanden, durch welche
eine automatische, langsame Rückstellung der Steuerkolben 6 in ihre Bereitschaftslage
nach erfolgtem Abschluß der Absperrorgane erfolgt. Diese Drosselöffnung könnte auch
im Steuerkolben als Verbindungsleitung zwischen den beiden Zylinderräumen vorgesehen
sein.
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An Stelle von Rückschlagventilen könnten natürlich auch andere die
gleichen Funktionen erfüllende Einrichtungen, nämlich die Erhöhung des Durchflußwiderstandes
bei Wechsel der Durchflußrichtung, vorhanden sein.
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Die Sicherheitsanlage gemäß Fig.2 entspricht in Aufbau und Wirkungsweise
derjenigen nach Fig. 1 mit dem zusätzlichen Merkmal, daß die die Zylinder verbindende
Leitung 11 noch mit einem Ablaßventil 12 für Handbetätigung versehen ist. Dieses
Ablaßventil12 ermöglicht somit neben der selbsttätigen Betätigung der Absperrorgane
bei Rohrbruch auch noch eine zusätzliche Notschließung von Hand. Dieses Ablaßventil12
kann beispielsweise auch für eine periodische Kontrolle des richtigen Funktionierens
der Vorrichtung verwendet werden.
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Bei der Sicherheitsanlage gemäß Fig. 3 ist zusätzlich zu der in Fig.
2 besprochenen Einrichtung in der die Großflächenseiten der Zylinder verbindenden
Leitung 11 für jeden Zylinder ein Rückschlagventil 13 vorhanden. Dieses kann entweder
direkt am Zylinder oder im anschließenden Leitungsstück vorgesehen sein: Im Falle
einer Betätigung des Ablaßventils 12 von Hand erfolgt, wie bereits erwähnt, die
Druckentlastung in den großflächenseitigen Zylinderräumen, wobei der Ausgleich der
Druckentnahme durch die Druckentnahmeleitung 9 infolge der Rückschlab ventile 10
gesperrt bleibt. Dadurch wird eine Kolbenbewegung und somit ein gleichzeitiger Abschluß
aller Absperrschieber 3 bewirkt. Bei einem Rohrbruch in einem der Rohre dagegen
erfolgt die Druckentlastung ebenfalls in gleicher Weise, wie bereits bei Fig. 1
beschrieben, wobei sich jedoch diese Druckverminderung infolge des jedem Zylinder
zugeordneten, nun geschlossenen Rückschlagventils 13 nicht auf die Zylinderräume
der anderen Zylinder übertragen kann, so daß nur dasjenige Abschlußorgan geschlossen
wird, dessen Abzweigrohr von einem talseitigen Rohrbruch betroffen wurde. Bei dieser
Ausführung ist bei jedem Zylinder eine Drosselöffnung 15 vorzusehen.
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Auch bei Druckleitungen mit nur einem Absperrorgan 3 oder in betonierten
Verteilleitungen werden die Druckentnahmestellen für die Leitungen 8 und 9 unter
Ausnutzung der lokalen Verhältnisse zweckmäßig in zwei Rohre mit möglichst ungleich
großem Querschnitt verlegt, damit bei steigender Durchflußgeschwindigkeit eine möglichst
große Druckdifferenz entsteht.
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Bei Verwendung einer Drosselklappe kann es zweckmäßig sein, den durch
die Klappenlinse selbst verengten Querschnitt für die Druckentnahme der Leitung
9 vorzusehen.
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Die beschriebene Sicherheitsanlage ist nicht auf Drehschieber als
Abschlußorgane beschränkt, sondern kann für alle Arten von Absperrorganen Anwendung
finden.