DE4330038A1

DE4330038A1 - Hydraulic safety circuit

Info

Publication number: DE4330038A1
Application number: DE4330038A
Authority: DE
Inventors: Petar Hrelic
Original assignee: ABB Management AG
Current assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd
Priority date: 1993-09-06
Filing date: 1993-09-06
Publication date: 1995-03-09
Also published as: JP3592377B2; DE59402992D1; EP0641919A1; EP0641919B1; JPH0797902A

Description

Technical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Ma schinenbaus und der Anlagentechnik. Sie betrifft eine hydrau lische Sicherheitsschaltung für eine hydraulisch gesteuerte und/oder geregelte Maschine oder Anlage, insbesondere zum Zwecke der Schnellabschaltung einer Gas- oder Dampfturbine, bei welcher Sicherheitsschaltung mehrere mittels einer Ma gnetspule elektrisch betätigbare und im erregten Zustand der Magnetspule geschlossene Hydraulikventile zwischen einer zur Steuerung bzw. Regelung führenden Druckleitung und einer Druckentlastungsleitung derart angeordnet sind, daß einer seits beim planmäßigen Abfall eines oder mehrerer Ventile eine durchgehende Verbindung zwischen der Druckleitung und der Druckentlastungsleitung hergestellt und andererseits beim Ausfall eines Teils der Ventile die Funktion von den übrigen Ventilen übernommen werden kann.The present invention relates to the field of Ma engineering and plant engineering. It affects a hydrau Safety circuit for a hydraulically controlled and / or controlled machine or system, in particular for Purposes of rapid shutdown of a gas or steam turbine, at which safety circuit several by means of a Ma gnet coil electrically operated and in the excited state of the Closed solenoid valves between a solenoid Control or regulation leading pressure line and one Pressure relief line are arranged such that one on the one hand when one or more valves drop off as scheduled a continuous connection between the pressure line and the pressure relief line and on the other hand Failure of some of the valves to function from the rest Valves can be taken over.

Eine solche Sicherheitsschaltung ist z. B. aus der Deutschen Patentschrift DE-C2 30 40 367 in Form eines sogenannten 2- von-3-Systems bekannt.Such a safety circuit is e.g. B. from the German Patent DE-C2 30 40 367 in the form of a so-called 2- von-3-Systems known.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Sicherheitsschaltung. The invention further relates to a method of operation such a safety circuit.

State of the art

Für Maschinen oder Anlagen, die hydraulisch mittels Servomo toren oder dgl. gesteuert und/oder geregelt werden, sind seit langem Sicherheitsschaltungen bekannt, die im Falle einer Be triebsstörung für einen sofortigen Druckablaß im Hydrau liksystem sorgen. Derartige Sicherheitsschaltungen finden insbesondere Verwendung bei Gas- oder Dampfturbinen, bei de nen im Falle einer Schnellabschaltung (sog. "trip"-Fall) die Brennstoff- bzw. Dampfzufuhr sofort mittels hydraulisch ar beitender Stellglieder unterbrochen werden soll.For machines or systems that are hydraulically operated by Servomo gates or the like. Controlled and / or regulated, have been long safety circuits known in the event of a loading drive malfunction for an immediate pressure release in the hydrau care system. Find such safety circuits in particular use in gas or steam turbines, de in the event of a rapid shutdown (so-called "trip" case) Fuel or steam supply immediately by means of hydraulic ar operating actuators should be interrupted.

Die bekannten Sicherheitsschaltungen enthalten üblicherweise mehrere Hydraulikventile, die an die Druckleitung des Hydrau liksystems angeschlossen sind. Die Hydraulikventile sind meist als über eine Magnetspule elektrisch betätigbare Ven tile ausgebildet, die nach dem Ruhestromprinzip arbeiten, d. h. im erregten Zustand der Magnetspule geschlossen sind. Beim Ansprechen der Sicherheitsschaltung fällt die Spannung an den Magnetspulen ab, die Hydraulikventile öffnen und stel len eine durchgehende Verbindung von der Druckleitung zu ei ner Druckentlastungsleitung her, über die das hydraulische Medium solange in einen Tank oder dgl. abfließen kann, bis sich der Druck im Hydrauliksystem abgebaut hat.The known safety circuits usually contain several hydraulic valves connected to the pressure line of the hydrau liksystems are connected. The hydraulic valves are mostly as a Ven trained tiles that work on the closed-circuit principle, d. H. are closed when the solenoid is excited. When the safety circuit responds, the voltage drops on the solenoids, open the hydraulic valves and set len a continuous connection from the pressure line to egg ner pressure relief line, via which the hydraulic Medium can flow into a tank or the like until the pressure in the hydraulic system has decreased.

Obgleich grundsätzlich ein einzelnes Hydraulikventil für die beschriebene Druckentlastung ausreichen würde, sind aus Grün den der Redundanz üblicherweise mehrere Ventile vorgesehen, die ein Funktionieren der Schaltung auch dann sicherstellen sollen, wenn eines der Ventile ausfällt. So werden in der EP- B1 0 020 892 für eine Sicherheitsschaltung zu einem doppelt wirkenden Servomotor drei parallelgeschaltete Hydraulikventi le vorgeschlagen, die jeweils für sich genommen die Druckent lastung bewirken können (1-aus-3-System). Die drei Ventile sind zusätzlich noch durch eine Querleitung untereinander verbunden, so daß, wenn beim Eintreffen eines Sicherheitssi gnals eines der Ventile öffnet, die anderen zwei gleichfalls öffnen, auch wenn sie selbst auf das Signal nicht ansprechen. Problematisch ist diese Lösung, weil bei einem fehlerhaften Abfallen bereits eines der Ventile die gesamte Sicherheits schaltung außer Betrieb gesetzt ist. Darüber hinaus ist es nicht möglich, einzelne Ventile während des Betriebes auf ih re Funktionstüchtigkeit hin zu testen.Although basically a single hydraulic valve for the described pressure relief would be sufficient, are green the redundancy usually provided several valves, which ensure that the circuit functions properly if one of the valves fails. So in the EP B1 0 020 892 for a safety circuit to a double acting servo motor three parallel hydraulic valves le suggested that each take the Druckent can cause load (1-out-of-3 system). The three valves are additionally connected to each other by a cross line connected so that when a security guard arrives When one of the valves opens, the other two also open open even if they do not respond to the signal themselves. This solution is problematic because in the case of a faulty one Already one of the valves fall off the entire safety circuit is out of order. Beyond that it is not possible to operate individual valves on ih re functionality to test.

In der eingangs genannten Druckschrift wird demgegenüber ein mit drei Ventilen arbeitendes 2-aus-3-System vorgeschlagen. Hierbei sind die drei Ventile durch spezielle Stellmechanis men so untereinander verschaltet, daß eine Druckentlastung nur stattfindet, wenn wenigstens 2 der 3 Ventile auf das Si cherheitssignal ansprechen und abfallen. Diese Schaltung hat den Vorteil, daß der fehlerhafte Abfall eines Ventils die Entlastung noch nicht auslösen kann, und daß beim Ausfall eines der Ventile weiterhin die Schaltung funktionstüchtig bleibt. Nachteilig ist hier allerdings, daß sich nach dem Ausfall eines Ventils die Zuverlässigkeit drastisch ändert: Während ohne vorherigen Ausfall nur 2 von 3 Ventilen korrekt funktionieren müssen (2-aus-3), müssen nach einem Ausfall die verbleibenden 2 Ventile unbedingt funktionieren (2-aus-2), damit die Sicherheitsschaltung ihre Aufgabe erfüllen kann. Darüber hinaus ist für die Verschaltung der Ventile unterein ander eine relativ komplizierte hydraulische Schaltung not wendig, die ein zusätzliches Sicherheitsrisiko darstellt, insbesondere, wenn anstelle von Stellventilen mit Ventilsit zen mit Leckagen behaftete Schieber eingesetzt werden.In contrast, in the publication mentioned at the beginning, a 3-valve system with 3 valves proposed. Here are the three valves through a special adjusting mechanism men interconnected so that pressure relief only takes place if at least 2 of the 3 valves on the Si address safety signal and drop. This circuit has the advantage that the faulty drop of a valve Relief can not yet trigger, and that in the event of failure one of the valves continues to operate the circuit remains. The disadvantage here, however, is that after the Failure of a valve drastically changes reliability: While only 2 out of 3 valves are correct without prior failure must function (2-out-3), after a failure the remaining 2 valves must work (2-of-2), so that the safety circuit can do its job. In addition, the valves are interconnected other a relatively complicated hydraulic circuit agile, which represents an additional security risk, especially if instead of control valves with valvesit zen with leaks are used.

Presentation of the invention

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine hydraulische Sicher heitsschaltung zu schaffen, die auch nach Ausfall eines Ven tils eine gleichbleibende Zuverlässigkeit aufweist, sowie ein Verfahren zu deren Betrieb anzugeben. It is therefore an object of the invention to provide a hydraulic safety device to create a safety circuit, even after the failure of a Ven tils has constant reliability, as well as a Specify procedures for their operation.

Die Aufgabe wird bei einer Sicherheitsschaltung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß wenigstens vier Hydraulik ventile vorhanden sind, von denen jeweils zwei in einem Ven til-Paar parallelgeschaltet sind, und daß die parallelge schalteten Ventil-Paare zwischen der Druckleitung und der Druckentlastungsleitung in Serie geschaltet sind.The task starts with a safety circuit mentioned type in that at least four hydraulics valves are available, two of which are in a Ven til pair are connected in parallel, and that the parallelge switched valve pairs between the pressure line and the Pressure relief line are connected in series.

Der Kern der Erfindung besteht darin, hintereinandergeschal tet zwei gleichartige Teilsysteme mit einem parallelen Ven til-Paar vorzusehen, von denen eines in der Sicherheitsschal tung als 1-aus-2-System aktiv ist und das andere als Reserve- Paar dienen kann. Beim Ausfall eines Ventils in dem aktiven Paar kann auf das Reserve-Paar umgeschaltet werden, so daß wegen der identischen Konfiguration der Paare wieder dieselbe Zuverlässigkeit (1-aus-2) erreicht wird.The essence of the invention is to provide two similar subsystems with a parallel valve pair in series, one of which is active in the safety circuit as a 1-out-2 system and the other can serve as a reserve pair. If a valve in the active pair fails, the reserve pair can be switched over, so that the same reliability ( 1- out-2) is achieved again due to the identical configuration of the pairs.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung zeichnet sich dadurch aus, daß die Hy draulikventile jeweils mit nur einem Durchgangskanal ausge stattet und als Stellventile mit einem Ventilsitz ausgebildet sind.A first preferred embodiment of the invention Safety circuit is characterized in that the Hy draulic valves each with only one through channel equips and designed as control valves with a valve seat are.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb der Sicherheits schaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß im normalen Be triebszustand die Hydraulikventile eines ersten Ventil-Paares durch Erregung der entsprechenden Magnetspulen geschlossen gehalten werden, während die Hydraulikventile des zweiten Ventil-Paares offen sind, und daß zum Herstellen einer durchgehenden Verbindung zwischen der Druckleitung und der Druckentlastungsleitung im Abschaltfall wenigstens eines der beiden Hydraulikventile des ersten Ventil-Paares geöffnet wird.The inventive method for operating the security circuit is characterized in that in normal loading drive state of the hydraulic valves of a first valve pair closed by excitation of the corresponding magnetic coils are held while the hydraulic valves of the second Valve pair are open, and that to manufacture one continuous connection between the pressure line and the Pressure relief line in the event of a shutdown at least one of the two hydraulic valves of the first valve pair opened becomes.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß bei einem Ausfall eines der Hydraulikventile des ersten Ventil-Paares die bei den Hydraulikventile des zweiten Ventil-Paares geschlossen werden, daß das andere Hydraulikventil des ersten Ventil- Paares geöffnet wird, und daß im Abschaltfall zum Herstellen einer durchgehenden Verbindung zwischen der Druckleitung und der Druckentlastungsleitung wenigstens eines der beiden Hy draulikventile des zweiten Ventil-Paares geöffnet wird.A first preferred embodiment of the invention The process is characterized in that in the event of a failure one of the hydraulic valves of the first valve pair at the hydraulic valves of the second pair of valves closed that the other hydraulic valve of the first valve Pair is opened, and that in the event of a shutdown to manufacture a continuous connection between the pressure line and the pressure relief line at least one of the two Hy draulic valves of the second valve pair is opened.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen An sprüchen.Further embodiments result from the dependent An sayings.

Brief explanation of the figures

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden. Es zeigenIn the following, the invention is intended to be based on exemplary embodiments len are explained in connection with the figures. Show it

Fig. 1 eine bekannte 2-aus-3-Sicherheitsschaltung; Fig. 1 shows a known 2-of-3 security circuit;

Fig. 2 ein als Schieber ausgebildetes, elektrisch betätigtes Hydraulikventil, wie es in der Schaltung nach Fig. 1 bevorzugt eingesetzt wird, in der geschlossenen (a) und in der geöffneten (b) Stellung; und . Fig. 2 is designed as a slide, electrically actuated hydraulic valve, as it is preferably used in the circuit of Figure 1, in the closed (a) and in the open (B) position; and

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine Sicherheitsschaltung nach der Erfindung. Fig. 3 shows an embodiment of a safety circuit according to the invention.

Ways of Carrying Out the Invention

In den Fig. 1 und 2 ist eine bekannte Art einer hydraulischen Sicherheitsschaltung 1 nach dem 2-aus-3-System dargestellt. Eine Druckleitung 8, die über einen Zugang 6 mit einem unter Druck stehenden Hydraulikmedium, z. B. Öl, beaufschlagt wird, führt über einen Abgang 7 zu einem Servomotor oder einem ver gleichbaren hydraulisch betätigten Stellglied, welches in ei nem Störungsfall die betroffenen Maschine oder Anlage ab schaltet. Neben der Druckleitung 8 verläuft eine Druckentla stungsleitung 17, über die der in der Druckleitung 8 vorhan dene Druck abgebaut werden kann, wenn eine durchgehende Ver bindung zwischen beiden Leitungen geschaltet wird. Die Druckentlastungsleitung 17 kann beispielsweise in einem Tank 14 für das Hydraulikmedium enden.In Figs. 1 and 2, a known type of hydraulic safety circuit 1 of the 2-of-3 system shown. A pressure line 8 , the via an access 6 with a pressurized hydraulic medium, for. As oil, is applied, leads via an outlet 7 to a servo motor or a comparable hydraulically actuated actuator, which switches off the affected machine or system in the event of a fault. In addition to the pressure line 8 , a pressure relief line 17 runs through which the pressure existing in the pressure line 8 can be reduced if a continuous connection between the two lines is switched. The pressure relief line 17 can end, for example, in a tank 14 for the hydraulic medium.

Die Sicherheitsschaltung 1 selbst umfaßt drei Hydraulikven tile 2a-c, deren beispielhafter innerer Aufbau aus der Fig. 2 ersichtlich ist. Jedes der Hydraulikventile 2 bzw. 2a-c weist zur Betätigung eine Magnetspule 3 bzw. 3a-c auf, die bei Er regung das Ventil gegen den Druck einer Feder 5 bzw. 5a-c schließt. Fällt die Spannung an der Magnetspule 3, 3a-c bei Eintreffen eines Sicherheitssignals ab, öffnet das jeweilige Ventil durch den Druck der Feder 5, 5a-c. Die Stellung des Ventils kann mittels eines eingebauten Grenzwertgebers (10 in Fig. 2) überwacht werden, der die Information über geeignete Signalwandler 4a-c an die (nicht dargestellte) Steuerung ab gibt.The safety circuit 1 itself comprises three Hydraulikven tiles 2 a-c, the exemplary internal structure of which can be seen from FIG. 2. Each of the hydraulic valves 2 and 2 a-c has a solenoid 3 or 3 a-c for actuation, which closes the valve against the pressure of a spring 5 or 5 a-c when it is excited. If the voltage at the magnetic coil 3 , 3 a-c drops when a safety signal arrives, the respective valve opens due to the pressure of the spring 5 , 5 a-c. The position of the valve can be monitored by means of a built-in limit transmitter ( 10 in FIG. 2), which transmits the information to the controller (not shown) via suitable signal converters 4 a-c.

Jedes der Hydraulikventile 2a-c hat zwei Durchgangskanäle, die mit den Anschlüssen P und A bzw. T und B bezeichnet sind (P deutet auf den Druckeingang, T auf den Tankausgang hin). Die Ventile sind zyklisch so verschaltet, daß jeder Ausgang A mit dem Eingang B des nächsten Ventils verbunden ist. Alle Eingänge P sind mit der Druckleitung 8 und alle Ausgänge T mit der Druckentlastungsleitung 17 verbunden. Auf diese Weise ist eine durchgehende Verbindung zwischen der Druckleitung 8 und der Druckentlastungsleitung 17 nur möglich, wenn wenig stens zwei Ventile öffnen, d. h. abfallen. Der beispielhafte innere Aufbau eines der Hydraulikventile 2a-c ist in Fig. 2 wiedergegeben. Das Hydraulikventil 2 ist dabei in Fig. 2a in der geschlossenen, in Fig. 2b dagegen in der geöffneten Stel lung gezeigt. Die Verbindung der Anschlüsse P und A bzw. B und T erfolgt über einen in einem Ventilgehäuse 9 unterge brachten Schieber 12, der von der Magnetspule 3 über einen Kolben 11 bewegt wird. Each of the hydraulic valves 2 a-c has two through channels, which are designated with the connections P and A or T and B (P indicates the pressure input, T indicates the tank outlet). The valves are cyclically connected so that each output A is connected to the input B of the next valve. All inputs P are connected to the pressure line 8 and all outputs T to the pressure relief line 17 . In this way, a continuous connection between the pressure line 8 and the pressure relief line 17 is only possible if at least two valves open, ie fall off. The exemplary internal structure of one of the hydraulic valves 2 a-c is shown in FIG. 2. The hydraulic valve 2 is shown in Fig. 2a in the closed, in Fig. 2b, however, in the open Stel development. The connection of the connections P and A or B and T takes place via a valve 12 which is brought into a valve housing 9 and which is moved by the solenoid 3 via a piston 11 .

Wie bereits eingangs erwähnt worden ist, hat eine solche 2- aus-3-Sicherheitsschaltung den Nachteil, daß beim Ausfall eines Ventils die Zuverlässigkeit erheblich reduziert ist, weil dann die beiden übrigen Ventile sicher arbeiten müssen und eine Redundanz nicht mehr vorhanden ist. Weiterhin erfor dert die zyklische Verschaltung der Ventile einen erheblichen Aufwand. Werden darüber hinaus auch noch Ventile mit Schie bern eingesetzt, ergeben sich zusätzliche unerwünschte Dich tigkeitsprobleme.As has already been mentioned at the beginning, such a 2- out-3 safety circuit has the disadvantage that in the event of failure the reliability of a valve is significantly reduced, because then the other two valves have to work safely and redundancy is no longer present. Further research the cyclical interconnection of the valves a considerable Effort. In addition, there are also valves with rail bern used, there are additional undesirable you activity problems.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der er findungsgemäßen Sicherheitsschaltung treten derartige Pro bleme nicht auf. Bei dieser Schaltung sind wenigstens vier Hydraulikventile 15a,b und 16a,b vorhanden, von denen jeweils zwei, nämlich 15a,b bzw. 16a,b in einem Ventil-Paar mittels einer Verbindungsleitung 13 parallelgeschaltet sind. Die pa rallelgeschalteten Ventil-Paare 15a,b und 16a,b ihrerseits sind zwischen der Druckleitung 8 und der Druckentlastungslei tung 17 in Serie geschaltet. Jedes der Hydraulikventile 15a- 16b weist nur einen Durchgangskanal 22a-23b auf, der durch Erregung einer Magnetspule 18a-19b gegen eine Feder geöffnet werden kann. Die Hydraulikventile 15a-16b sind aus Gründen der Dichtigkeit vorzugsweise als Stellventile mit einem Ven tilsitz ausgebildet, was wegen des einen Durchgangskanals be sonders einfach ist. Die Stellung der Hydraulikventile 15a,b des oberen Ventil-Paares wird über Signalwandler 20a,b als Information an eine Überwachungsschaltung 24 abgegeben, die ihrerseits mit einer Ansteuerschaltung 25 für die Magnetspu len 18a-19b verbunden ist.In the embodiment shown in Fig. 3 of the inventive safety circuit, such problems do not occur. In this circuit, at least four hydraulic valves 15 a, b and 16 a, b are present, of which two, namely 15 a, b and 16 a, b are connected in parallel in a pair of valves by means of a connecting line 13 . The pa parallel valve pairs 15 a, b and 16 a, b in turn are connected between the pressure line 8 and the Druckentlastungslei device 17 in series. Each of the hydraulic valves 15 a- 16 b has only one through channel 22 a- 23 b, which can be opened against a spring by energizing a solenoid 18 a- 19 b. The hydraulic valves 15 a- 16 b are preferably formed as control valves with a Ven valve seat for reasons of tightness, which is particularly simple because of the through-channel. The position of the hydraulic valves 15 a, b of the upper pair of valves is delivered via signal converter 20 a, b as information to a monitoring circuit 24 , which in turn is connected to a control circuit 25 for the solenoid 18 a- 19 b.

Der Betrieb der in Fig. 3 gezeigten Schaltung läuft wie folgt ab: Im normalen Betriebszustand werden die Hydraulikventile 15a,b des oberen (ersten) Ventil-Paares durch Erregung der entsprechenden Magnetspulen 18a,b geschlossen gehalten. Die Hydraulikventile 16a,b des unteren (zweiten) Ventil-Paares sind offen und spielen damit für den normalen Betriebsablauf keine Rolle. Kommt nun ein Sicherheitssignal (Abschaltfall), wird zum Herstellen einer durchgehenden Verbindung zwischen der Druckleitung 8 und der Druckentlastungsleitung 17 wenig stens eines der beiden Hydraulikventile 15a,b des ersten Ven til-Paares geöffnet. Dies entspricht einem 1-aus-2-System.The circuit shown in FIG. 3 operates as follows: In the normal operating state, the hydraulic valves 15 a, b of the upper (first) valve pair are kept closed by energizing the corresponding solenoid coils 18 a, b. The hydraulic valves 16 a, b of the lower (second) pair of valves are open and therefore play no role in the normal operating sequence. Now comes a safety signal (shutdown), to establish a continuous connection between the pressure line 8 and the pressure relief line 17 little least one of the two hydraulic valves 15 a, b of the first Ven valve pair is opened. This corresponds to a 1-out-of-2 system.

Bei einem Ausfall eines der Hydraulikventile 15a,b des ersten Ventil-Paares, z. B. des Ventils 15a, der in der Überwa chungsschaltung 24 registriert wird, werden über die Ansteu erschaltung 25 die beiden Hydraulikventile 16a,b des zweiten Ventil-Paares geschlossen und das andere, funktionstüchtige Hydraulikventil 15b des ersten Ventil-Paares geöffnet. Damit ist innerhalb des zweiten Ventil-Paares wieder eine 1-aus-2- Situation geschaffen; im Abschaltfall wird dann zum Herstel len einer durchgehenden Verbindung zwischen der Druckleitung 8 und der Druckentlastungsleitung 17 wenigstens eines der beiden Hydraulikventile 16a,b des zweiten Ventil-Paares ge öffnet. Das System weist damit nach Ausfall eines der Ventile immer noch dieselbe Zuverlässigkeit (1-aus-2) auf wie im Nor malzustand und ist damit dem herkömmlichen 2-aus-3-System deutlich überlegen. Selbstverständlich können die Rollen des ersten und zweiten Ventil-Paares auch vertauscht werden, in dem das erste Ventil-Paar 15a,b die Rolle des Reserve-Paares übernimmt. In diesem Falle werden die Stellungen der Hydrau likventile 16a,b des zweiten Ventil-Paares über entsprechende Signalwandler 21a,b an die Überwachungsschaltung 24 weiter gemeldet.In the event of a failure of one of the hydraulic valves 15 a, b of the first valve pair, e.g. B. the valve 15 a, which is registered in the monitoring circuit 24 , the two hydraulic valves 16 a, b of the second valve pair are closed via the control circuit 25 and the other, functional hydraulic valve 15 b of the first valve pair is opened. This creates a 1-out-of-2 situation again within the second pair of valves; in the event of a shutdown, at least one of the two hydraulic valves 16 a, b of the second pair of valves is then opened for producing a continuous connection between the pressure line 8 and the pressure relief line 17 . The system therefore still has the same reliability (1-out-2) after normal failure of one of the valves as in the normal state and is therefore clearly superior to the conventional 2-out-3 system. Of course, the roles of the first and second pair of valves can also be interchanged by the first pair of valves 15 a, b taking on the role of the reserve pair. In this case, the positions are the Hydrau likventile 16 a, b of the second valve pair via appropriate signal transducers 21 a, b reported to the monitoring circuit 24th

Besonders vorteilhaft ist bei einer Schaltung gemäß Fig. 3 die Möglichkeit einer routinemäßigen Funktionsprüfung aller Hydraulikventile 15a-16b während des normalen Betriebes. Der Ablauf einer solchen vollständigen Funktionsprüfung läuft wie folgt ab: In einem ersten Schritt werden die Hydraulikventile 15a,b des ersten Ventil-Paares geschlossen gehalten und die Hydraulikventile 16a,b des zweiten Ventil-Paares erst ge schlossen, dann geöffnet und anschließend wieder geschlos sen. Damit ist die Überprüfung dieser Ventile abgeschlossen. In einem zweiten Schritt werden die Hydraulikventile 16a,b des zweiten Ventil-Paares geschlossen gehalten und die Hy draulikventile 15a,b des ersten Ventil-Paares erst geöffnet und anschließend wieder geschlossen. Damit ist die Überprü fung auch dieser Ventile abgeschlossen. Zum Schluß werden in einem dritten Schritt die Hydraulikventile 16a,b des zweiten Ventil-Paares wieder geöffnet, so daß der ursprüngliche Be triebszustand der Schaltung wiederhergestellt ist.The possibility is particularly advantageous in a circuit according to Fig. 3 a routine functional testing of all the hydraulic valves 15 a-16 b during normal operation. The sequence of such a complete functional test is as follows: In a first step, the hydraulic valves 15 a, b of the first valve pair are kept closed and the hydraulic valves 16 a, b of the second valve pair are first closed, then opened and then again closed. This completes the check of these valves. In a second step, the hydraulic valves 16 a, b of the second valve pair are kept closed and the hydraulic valves 15 a, b of the first valve pair are only opened and then closed again. The check of these valves is now complete. Finally, the hydraulic valves 16 a, b of the second pair of valves are opened again in a third step, so that the original operating state of the circuit is restored.

Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung eine Sicherheits schaltung, die auch bei Ausfall eines Ventils ihre Zuverläs sigkeit beibehält, besonders einfach aufgebaut ist und einen routinemäßigen Funktionstest aller Ventile während des Nor malbetriebs ermöglicht.Overall, the invention provides security circuit that is reliable even if a valve fails maintains its fluidity, is particularly simple and has one routine function test of all valves during the Nor painting operation enabled.

BezugszeichenlisteReference list

1 Sicherheitsschaltung (hydraulisch)
2a-c Hydraulikventil
3, 3a-c Magnetspule
4a-c Signalwandler
5a-c Feder
6 Zugang (Druckleitung)
7 Abgang (Druckleitung)
8 Druckleitung
9 Ventilgehäuse
10 Grenzwertgeber
11 Kolben
12 Schieber
13 Verbindungsleitung
14 Tank (Hydraulikmedium)
15a,b Hydraulikventil
16a,b Hydraulikventil
17 Druckentlastungsleitung
18a,b Magnetspule
19a,b Magnetspule
20a,b Signalwandler
21a,b Signalwandler
22a,b Durchgangskanal
23a,b Durchgangskanal
24 Überwachungsschaltung
25 Ansteuerschaltung
A, B, P, T Anschluß (Ventil) 1 safety circuit (hydraulic)
2 a-c hydraulic valve
3 , 3 a-c solenoid
4 a-c signal converters
5 a-c spring
6 access (pressure line)
7 outlet (pressure line)
8 pressure line
9 valve housing
10 limit switches
11 pistons
12 sliders
13 connecting line
14 tank (hydraulic medium)
15 a, b hydraulic valve
16 a, b hydraulic valve
17 Pressure relief line
18 a, b solenoid
19 a, b solenoid
20 a, b signal converter
21 a, b signal converter
22 a, b through channel
23 a, b through channel
24 monitoring circuit
25 control circuit
A, B, P, T connection (valve)

Claims

1. Hydraulic safety circuit for a hydraulically controlled and / or regulated machine or system, in particular for the purpose of quick shutdown of a gas or steam turbine, in which safety circuit ( 1 ) several by means of a solenoid ( 3 a-c; 18 a, b; 19 a, b) electrically operable and in the energized state of the solenoid closed hydrau likvalve ( 2 a-c; 15 a, b; 16 a, b) between a pressure line ( 8 ) and a pressure relief line ( 17 ) are arranged such that on the one hand in the scheduled waste one or more valves provides a continuous connection between the pressure line ( 8 ) and the pressure relief line ( 17 ) and, on the other hand, if some of the valves fail, the function can be taken over by the other valves, characterized in that at least four hydraulic valves ( 15 a, b; 16 a, b) are present, of which two ( 15 a, b or 16 a, b) are connected in parallel in a valve pair, and that the parallel valve pairs ( 15 a, b; 16 a, b) are connected in series between the pressure line ( 8 ) and the pressure relief line ( 17 ).

2. Safety circuit according to claim 1, characterized in that the hydraulic valves ( 15 a, b; 16 a, b) are each equipped with only one through channel ( 22 a, b; 23 a, b).

3. Safety circuit according to claim 2, characterized in that the hydraulic valves ( 15 a, b; 16 a, b) are designed as Stellven tile with a valve seat.

4. Safety circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that a monitoring circuit ( 24 ) is provided for at least one of the parallel pairs of valves ( 15 a, b or 16 a, b), which function at the hydraulic valves of the valve pair monitors and in the event of failure at least one of the hydraulic valves emits a Ausfallsi signal, and that for the other valve pair ( 16 a, b or 15 a, b) a control circuit ( 25 ) is provided, which with the Monitoring circuit ( 24 ) is connected and actuates the two hydraulic valves of the pair of valves when it receives a failure signal from the monitoring circuit ( 24 ).

5. A method of operating a safety circuit according to claim 1, characterized in that in normal operating condition, the hydraulic valves of a first pair of valves ( 15 a, b or 16 a, b) by energizing the corresponding magnetic coils ( 18 a, b and 19 a, b) are kept closed while the hydraulic valves of the second pair of valves ( 16 a, b and 15 a, b) are open, and that for establishing a continuous connection between the pressure line ( 8 ) and the pressure relief line ( 17 ) is opened in the event of a shutdown of at least one of the two hydraulic valves of the first pair of valves ( 15 a, b or 16 a, b).

6. The method according to claim 5, characterized in that in the event of failure of one of the hydraulic valves of the first pair of valves ( 15 a, b or 16 a, b), the two hydraulic valves of the second pair of valves ( 16 a, b or 15 a, b) are closed, that the other hydraulic valve of the first valve pair ( 15 a, b or 16 a, b) is opened, and that in the event of a shutdown to establish a continuous connection between the pressure line ( 8 ) and the pressure relief line ( 17 ) at least one of the two hydraulic valves of the second pair of valves ( 16 a, b or 15 a, b) is opened.

7. The method according to any one of claims 5 and 6, characterized in that for testing the hydraulic valves of both valve pairs ( 15 a, b; 16 a, b;) during normal operation in a first step, the hydraulic valves of the first valve pair ( 15 a, b and 16 a, b) kept closed and the hy draulic valves of the second pair of valves ( 16 a, b and 15 a, b) closed, then opened and then closed again, that in a second Step the hydraulic valves of the second pair of valves ( 16 a, b or 15 a, b) are kept closed and the hydraulic valves of the first pair of valves ( 15 a, b or 16 a, b) are opened and then closed again , and that in a third step the hy draulic valves of the second pair of valves ( 16 a, b or 15 a, b) are opened again.