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Title:
TURBINE WITH QUICK-CLOSING VALVES AND REGULATING VALVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/071912
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a turbine (1) having a turbine regulating unit (2), a turbine protection unit (3), at least one safety block (38), quick-closing valves (5) and regulating valves (6), wherein the quick-closing valves (5) and the regulating valves (6) can be actuated by means of associated switching and setting drives (15, 41), characterized in that the at least one safety block (38) is a pneumatic safety block, and in that at least one switching drive (15) for direct or indirect actuation of a quick-closing valve (5) is a pneumatic switching drive. The invention also relates to a method for retrofitting an existing turbine having a turbine protection unit (3), a turbine regulating unit (2), a hydraulic safety block, quick-closing valves (5) and regulating valves (6), wherein the quick-closing valves (5) can be actuated directly or indirectly by means of associated hydraulic switching drives, characterized in that at least one hydraulic switching drive of a quick-closing valve (5) is replaced with a pneumatic switching drive (15), and in that there is provided a pneumatic safety block (38) which at least partially replaces the functions of the hydraulic safety block.

Inventors:
MAHALEK MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/073604
Publication Date:
May 04, 2017
Filing Date:
October 04, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
F01D17/14
Foreign References:
DE1946968U1966-09-29
EP2110592A22009-10-21
EP2620655A12013-07-31
US3556463A1971-01-19
EP1895219A22008-03-05
EP0127027A11984-12-05
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Turbine (1) mit einer Turbinenregelung (2), einem Turbi- nenschutz (3), zumindest einem Sicherheitsblock (38),

Schnellschlussventilen (5) und Regelventilen (6),

wobei die Schnellschlussventile (5) und die Regelventile (6) über zugeordnete Schalt- und Stellantriebe (15, 41) betätigbar sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

es sich bei dem zumindest einem Sicherheitsblock (38) um einen pneumatischen Sicherheitsblock handelt, und dass zumindest ein Schaltantrieb (15) zum direkten oder indirekten Betätigen eines Schnellschlussventils (5) ein pneumatischer Schaltantrieb ist.

2. Turbine (1) nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

es sich bei sämtlichen Schaltantrieben (15) zum Betätigen der Schnellschlussventile (5) um pneumatische Schaltan¬ triebe handelt.

3. Turbine (1) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Turbinenschutz (3) und der zumindest eine pneumatische

Sicherheitsblock (38) derart ausgelegt und eingerichtet sind, dass über diese die Steuerung des pneumatischen

Schaltantriebs (15) oder der pneumatischen Schaltantriebe erfolgt .

4. Turbine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

der pneumatische Sicherheitsblock (38) mehrere in Reihe ge¬ schaltete 5/2 Wegeventile (VI, V2, V3) aufweist,

insbesondere drei in Reihe geschaltete 5/2 Wegeventile in 2 aus 3 Schaltung.

5. Turbine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

zum Betätigen der Regelventile (6) elektrische Stellan¬ triebe (41) und/oder hydraulische Stellantriebe mit autar- ker Ölversorgung vorgesehen sind, die insbesondere mit einer schwer entflammbaren Flüssigkeit betrieben werden.

6. Turbine (1) nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Turbinenschutz (3) und die Turbinenregelung (2) derart ausgelegt und eingerichtet sind, dass über diese die Steue¬ rung der elektrischen Stellantriebe (41) und/oder die Steuerung der hydraulischen Stellantriebe mit autarker Ölversorgung erfolgt.

7. Verfahren zum Umrüsten einer bestehenden Turbine,

die einen Turbinenschutz (3), eine Turbinenregelung (2), einen hydraulischen Sicherheitsblock, Schnellschlussventile (5) und Regelventile (6) aufweist,

wobei die Schnellschlussventile (5) über zugeordnete hyd¬ raulische Schaltantriebe direkt oder indirekt betätigbar sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest ein hydraulischer Schaltantrieb eines Schnell- schlussventils (5) durch einen pneumatischen Schaltantrieb

(15) ersetzt wird, und

dass ein pneumatischer Sicherheitsblock (38) vorgesehen wird, der die Funktionen des hydraulischen Sicherheitsblocks zumindest teilweise ersetzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

sämtliche hydraulischen Schaltantriebe durch pneumatische Schaltantriebe (15) ersetzt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuerung derart modifiziert wird, dass der zumindest eine pneumatische Schaltantrieb (15) über den Turbinen- schütz (3) und den pneumatischen Sicherheitsblock (38) gesteuert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest ein hydraulischer Stellantrieb durch einen elekt¬ rischen Stellantrieb (41) ersetzt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest ein hydraulischer Stellantrieb, der an ein zent¬ rales Steuer- und Regelölsystem der Turbine angeschlossen ist, durch einen hydraulischen Stellantrieb mit autarker Ölversorgung ersetzt wird. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Turbinenregelung (2) derart modifiziert wird, dass der zumindest eine elektrische Stellantrieb (41) und/oder der zumindest eine hydraulische Stellantrieb mit autarker Öl- Versorgung über den Turbinenschutz (3) und die Turbinenregelung (2) gesteuert wird.

Description:
Turbine mit Schnellschluss- und Regelventilen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turbine mit einer Turbinenregelung, einem Turbinenschutz, zumindest einem

Sicherheitsblock, Schnellschlussventilen und Regelventilen, wobei die Schnellschlussventile und die Regelventile über zu ¬ geordnete Schalt- und Stellantriebe betätigbar sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Umrüsten einer bestehenden Turbine, die einen Turbinenschutz, eine Turbinenregelung, einen hydraulischen Sicherheitsblock, Schnellschlussventile und Regelventile aufweist, wobei die hydraulischen Schnellschlussventile über zugeordnete hydrau ¬ lische Schaltantriebe betätigbar sind.

Turbinen der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausgestaltungen bekannt. Die Turbinenregelung übernimmt bekanntlich unter anderem Funktionen wie Leistungsregelung, Druckregelung, Drehzahlregelung, Ventil- Stellungsregelung, Messwertaufbereitung etc., um nur einige

Beispiele zu nennen. Der Turbinenschutz erfasst alle Prozess ¬ kriterien, die sich negativ auf die Turbine oder auf das Be ¬ dienpersonal auswirken können, und schaltet die Turbine ab, sobald entsprechende Grenzwerte überschritten werden. Die Schnellschluss- und Regelventile sind während des Bedien ¬ betriebs für die Zufuhr, Regelung und Absperrung des Arbeits- fluids zur Dampfturbine zuständig. Derzeit werden die Funkti ¬ onen „Öffnen und Schließen" bei Schnellschlussventilen und „Öffnen, Regeln und Schließen" bei Regelventilen vorwiegend unter Verwendung von hydraulischen Schalt- und Stellantrieben über einen zentralen hydraulischen Sicherheitsblock und die Turbinenregelung gesteuert, die ihrerseits in das Steuer- und Regelölsystem der Turbine eingebunden sind. Schnellschlussventile arbeiten normalerweise mit Vorsteue ¬ rung, weshalb nicht allzu große Ventilkräfte zu bewältigen sind. Vor diesem Hintergrund stellen die Schnellschlussventile auch keine bestimmenden Komponenten bei der Auswahl der Ölsysteme dar. In der Regel kommen sie mit Niederdruck-Öl- anlagen von 8 bis 12 bar aus.

Regelventile können grundsätzlich in zwei Gruppen unterteilt werden, und zwar in druckentlastete Ventile mit konstruktiv bedingter Lässigkeit und geringen Stellkräften, wie beispielsweise entlastete Rohrventile ohne Vorhub, Einsitzven ¬ tile mit Vorwärmbohrung oder Doppelsitzventile, und in nicht druckentlastete aber vollkommen dichte Einsitzventile mit hohen Stellkräften, wie zum Beispiel Daumen- oder Pilzventile, Vorhubventile oder Rohrventile mit Vorhub. Die entlas ¬ teten Regelventile kommen in der Regel mit Niederdruckhydrau ¬ lik von 8 bis 12 bar aus. Nicht entlastete Regelventile benö ¬ tigen in Abhängigkeit vom Druck des Arbeitsfluids eine Mit- teldruckhydraulik von 30 bis 50 bar oder eine Hochdruckhydraulik von 100 bis 160 bar.

Ein wesentlicher Nachteil von Turbinen der zuvor beschriebenen Art besteht darin, dass das Steuer- und Regelölsystem hinsichtlich Planung, Anschaffung, Montage, Prüfung, Inbetriebnahme und Wartung sehr kostenintensiv ist. Darüber hinaus besteht im Falle von Ölleckagen insbesondere am heißen vorderen Ende der Turbine ein hohes Brandrisiko, was mit einem entsprechenden Gefahrenpotential für die Turbine selbst und das Bedienpersonal einhergeht.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Turbine der eingangs genannten Art mit alternativem Aufbau zu schaffen, der die zuvor beschriebenen Probleme zumindest teilweise beseitigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Turbine der eingangs genannten Art, die dadurch gekenn ¬ zeichnet ist, dass es sich bei dem zumindest einen Sicher- heitsblock um einen pneumatischen Sicherheitsblock handelt, und dass zumindest ein Schaltantrieb zum direkten oder indi ¬ rekten Betätigen eines Schnellschlussventils ein pneumati ¬ scher Schaltantrieb ist. Unter direkter Betätigung wird ver- standen, dass der pneumatische Schaltantrieb direkt auf die Ventilspindel des Schnellschlussventils wirkt. Bei indirekter Betätigung kann der pneumatische Schaltantrieb beispielsweise ein Bestandteil eines Steuergeräts eines mediumbetätigten Schnellschlussventils bilden. Durch die Verwendung eines pneumatischen Schaltantriebs anstelle eines hydraulischen Schaltantriebs zum Schalten eines Schnellschlussventils, das beispielsweise im Bereich des heißen vorderen Endes der Turbine angeordnet ist, kann die Brandgefahr erheblich reduziert werden. Hierdurch wird eine hohe Sicherheit für die Turbine selbst und das Bedienpersonal erzielt. Darüber hinaus können Kosten für Versicherungen gesenkt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass pneumatische Schaltantriebe gegen ¬ über hydraulischen Schaltantrieben eine einfache, robuste und kostengünstige Alternative darstellen. Darüber hinaus sind pneumatische Schaltantriebe sehr zuverlässig, haben nur einen geringen Verschleiß und sind problemlos in den Turbinenschutz integrierbar. Entsprechend gehen mit der Verwendung pneumatischer Schaltantriebe geringe Kosten einher.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei sämtlichen Schaltantrieben zum Betätigen der Schnellschlussventile um pneumatische Schaltantriebe. Auf diese Weise werden die zuvor beschriebenen Vorteile optimal genutzt.

Bevorzugt sind der Turbinenschutz und der zumindest eine pneumatische Sicherheitsblock derart ausgelegt und eingerich ¬ tet, dass über diese die Steuerung des pneumatischen Schalt- antriebs oder der pneumatischen Schaltantriebe erfolgt. Mit anderen Worten wird die Steuerung der pneumatischen Schaltantriebe einfach in den bestehenden Turbinenschutz integriert, was ebenfalls zu einem kostengünstigen Aufbau führt. Der pneumatische Sicherheitsblock weist vorteilhaft mehrere in Reihe geschaltete 5/2 Wegeventile auf, insbesondere drei 5/2 Wegeventile in 2 aus 3 Schaltung. Bei einem derartigen Aufbau des pneumatischen Sicherheitsblockes lassen sich die Funktionen „Öffnen, Schließen, Entlüften und Prüfen" problemlos realisieren. Der wesentliche Vorteil, der mit drei in Reihe geschalteten 5/2 Wegeventilen einhergeht, besteht darin, dass ein sicherer Betrieb der Turbine auch dann möglich ist, wenn eines der Wegeventile ausfallen sollte. Entspre ¬ chend werden Stillstandszeiten der Turbine im Falle eines Ausfalls eines der Wegeventile vermieden. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, 3/2 Wegeventile einzusetzen. Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind zum Betätigen der Regelventile elektrische Stellantriebe und/oder hydraulische Stellantriebe mit autarker Ölversorgung vorge ¬ sehen, die insbesondere mit einer schwer entflammbaren Flüssigkeit betrieben werden. Elektrische Stellantriebe lassen sich anstelle von hydraulischen Stellantrieben insbesondere dann einsetzen, wenn es sich bei den zu betätigenden Regelventilen um entlastete Regelventile handelt. Hydraulische Stellantriebe mit autarker Ölversorgung kommen hingegen insbesondere bei nicht druckentlasteten Regelventilen zum Ein- satz. Werden sämtliche Regelventile durch elektrische Stell ¬ antriebe und/oder durch hydraulische Stellantriebe mit autar ¬ ker Ölversorgung ersetzt, so kann auf ein zentrales Steuer- und Regelölsystem gänzlich verzichtet werden, was mit einer erheblichen Kosteneinsparung einhergeht. Es würde dann ledig- lieh das Schmierölsystem verbleiben, das normalerweise bei etwa 2 bar betrieben wird. Werden die hydraulischen Stellantriebe mit autarker Ölversorgung mit einer schwer entflammbaren Flüssigkeit betrieben, so wird ferner die Brandgefahr auf ein Minimum reduziert.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schlägt die vorlie ¬ gende Erfindung ferner ein Verfahren zum Umrüsten einer bestehenden Turbine vor, die einen Turbinenschutz, eine Turbinenregelung, einen hydraulischen Sicherheitsblock, Schnell- schlussventile und Regelventile aufweist, wobei die Schnell ¬ schlussventile über zugeordnete hydraulische Schaltantriebe direkt oder indirekt betätigbar sind. Das erfindungsgemäße Umrüstverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein hydraulischer Schaltantrieb eines Schnellschlussventils durch einen pneumatischen Schaltantrieb ersetzt wird, und dass ein pneumatischer Sicherheitsblock vorgesehen wird, der die Funktionen des hydraulischen Sicherheitsblocks zumindest teilweise ersetzt.

Bevorzugt werden auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sämtliche hydraulische Schaltantriebe durch pneumatische Schaltantriebe ersetzt, was mit den zuvor beschriebenen Vor- teilen einhergeht.

Vorteilhaft wird die Steuerung derart modifiziert, dass der zumindest eine pneumatische Schaltantrieb über den Turbinen ¬ schutz und den pneumatischen Sicherheitsblock gesteuert wird, was mit einem sehr einfachen und preiswerten Aufbau einhergeht .

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest ein hydraulischer Stellantrieb durch einen elektrischen Stellantrieb ersetzt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zusätzlich oder alternativ zumindest ein hydraulischer Stellantrieb, der an ein zentrales Steuer- und Regelölsystem der Turbine angeschlossen ist, durch einen hydraulischen Stellantrieb mit autarker Ölversorgung ersetzt.

Vorteilhaft wird die Turbinenregelung derart modifiziert, dass der zumindest eine elektrische Stellantrieb und/oder der zumindest eine hydraulische Stellantrieb mit autarker Ölver ¬ sorgung über den Turbinenschutz und die Turbinenregelung gesteuert wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer- den anhand der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Turbine unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist/sind

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Hochdruck-Ven ¬ tilgruppe einer Turbine gemäß einer Ausfüh ¬ rungsform der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 eine schematische Ansicht, die ein Steuergerät eines mediumbetätigten Schnellschlussventils der in Figur 1 dargestellten Hochdruck-Ventilgruppe zeigt;

Figuren 3 - 8 schematische Ansichten, die einen pneumati ¬ schen Sicherheitsblock in verschiedenen Betriebsstellungen zeigen; und

Figur 9 eine schematische Ansicht, die ein weiteres

Schnellschlussventil gemäß einer Ausführungs ¬ form der Erfindung zeigt, das in Figur 1 nicht dargestellt ist.

Figur 1 zeigt schematisch eine Turbine 1, bei der es sich vorliegend um eine Dampfturbine handelt. Die Turbine 1 um ¬ fasst in bekannter Weise eine Turbinenregelung 2 und einen Turbinenschutz 3. Die Turbinenregelung 2 übernimmt unter anderem Funktionen wie Leistungsregelung, Druckregelung, Drehzahlregelung, Ventilstellungsregelung, Messwertaufbereitung etc., um nur einige Beispiele zu nennen. Der Turbinenschutz 3 erfasst alle Prozesskriterien, die sich negativ auf die Turbine 1 oder auf das Bedienpersonal auswirken können, und schaltet die Turbine 1 ab, sobald entsprechende Grenz ¬ werte überschritten werden. Die Turbine 1 weist eine Reihe von Ventilgruppen auf, von denen in Figur 1 beispielhaft eine Hochdruckventilgruppe 4 dargestellt ist. Die Hochdruckventil- gruppe 4 umfasst vorliegend ein Schnellschlussventil 5 und drei Regelventile 6, die für die Zufuhr, Regelung und Absper ¬ rung des Frischdampfes zuständig sind, der während des Turbi ¬ nenbetriebs in Richtung der Pfeile 7 durch einen innerhalb eines Gehäuses 8 ausgebildeten Frischdampfpfad 9 in Richtung der Hochdruckstufe strömt. Bei dem Schnellschlussventil han ¬ delt es sich vorliegend um ein mediumbetätigtes Schnell ¬ schlussventil, dessen Vorsteuerkegel 10 und Hauptkegel 11 in Abhängigkeit von der Schaltstellung eines Steuergerätes 12 über den Frischdampf in die Stellungen „offen" oder „geschlossen" bewegt werden. Hierzu sind Steuerleitungen 13 und 14 vorgesehen, die das Schnellschlussventil 5 mit dem Steuer ¬ gerät 12 verbinden. Das Steuergerät 12 umfasst einen pneuma- tischen Schaltantrieb 15, der vorliegend als Membranantrieb ausgebildet ist. Der Schaltantrieb 15 umfasst ein Schalt ¬ antriebgehäuse 16, das mit einem Luftanschluss 17 versehen und im Innern über eine Membran 18 in zwei Kammern 19 und 20 unterteilt ist, wobei die Membran 18 durch Rückstellfedern 21, die in der Kammer 19 ohne Druckluftanschluss 17 angeord ¬ net sind, in einer Ausgangsstellung gehalten ist. An der Membran 18 ist eine Spindel 22 befestigt, die mit Hilfe einer Spindelkupplung 23 mit der Ventilspindel 24 des Steuergeräts 12 verbunden ist und einander gegenüberliegende Ventilsitze 25a und 25b entsprechend der Schaltposition abdichtet. In der Ausgangsstellung ist der Frischdampf über die Steuerleitung 14 zur Steuerleitung 13 freigeschaltet und beaufschlagt letztendlich den Hauptkegel 11 des Schnellschlussventils 5, welches die Position „geschlossen" einnimmt. Der Auslass 26 zur Atmosphäre oder Leckagedampfleitung ist verschlossen.

Wird die Kammer 20 ausgehend von der in Figur 2 dargestellten Ausgangsstellung mit Druckluft beaufschlagt, so wird die Ven ¬ tilspindel 24 über die Membran 18 mit Spindel 22 vom Ventil ¬ sitz 25a weg zum Ventilsitz 25b bewegt, bis dieser dicht ist, die Steuerleitung 14 verschließt und auf diese Weise der Aus ¬ lass 26 ebenso wie ein Steuerkanal 27 des Schnellschlussven ¬ tils 5 zur Atmosphäre geöffnet wird. Damit wird auch ein Zy ¬ linderraum 28 über eine Drossel 29 und eine Spaltfläche 30 sowie ein Zylinderraum 31 über eine Bohrung 32 und den Haupt- kegel 11 des Schnellschlussventils 5 drucklos. Der Druck des Frischdampfes hält den Vorsteuerkegel 10 über die Zuström ¬ bohrungen 33 und den Hauptkegel 11, jeweils entgegen die Kraft einer Feder 34, in geöffneter Stellung, wobei beide in der hinteren Endlage den Übertritt des Frischdampfes in den Zylinderraum 28 bzw. in die Steuerleitung 13 leckverlustfrei absperren. Entsprechend kann der Frischdampf über ein Eintrittssieb 35 zu den nachgeschalteten Regelventilen 6 strö- men .

Die Auslösung des Schnellschlussventils 5 erfolgt durch Ent ¬ lastung des Luftdrucks am Steuergerät. Entsprechend wird die Kammer 20 des Schaltantriebs 15 nicht mit Druckluft beauf- schlagt. Die Steuerleitung 13 wird zur Atmosphäre hin ge ¬ schlossen, indem die Ventilspindel 24 durch die Federkraft der Rückstellfedern 21 über die Spindel 22 mit Spindelkupplung 23 auf den Ventilsitz 25b gedrückt und mit dem Frischdampfdruck beaufschlagt wird. Der Zylinderraum 28 wird über die Steuerleitung 13, den Steuerkanal 27 und die Zuströmbohrung 33 ebenso mit Druck beaufschlagt. Der Vorsteuerkegel 10 erhält damit eine Druckkraft entgegen der Öffnungskraft, wobei sich die Dampfkräfte am Vorsteuerkegel 10 ausgleichen und dieser durch die Kraft der Feder 34 in Schließstellung geht. Entsprechend wird der Zylinderraum 28 über die Zuström ¬ bohrungen 33, einen geöffneten Steuerkanal 36 und Bohrungen 37 sowie über die verstellbare Drossel 29 und die Spaltfläche 30 mit dem Druck des Frischdampfes beaufschlagt. Der Haupt ¬ kegel 11 erhält damit eine der Öffnungskraft entgegen gerich- tete Druckkraft. Die Druckkräfte am Hauptkegel 11 gleichen sich aus, wodurch dieser durch die Kraft der Feder 34 geschlossen bzw. gegen den zugehörigen Ventilsitz gedrückt wird . Die Figuren 3 bis 8 zeigen verschiedene Funktionsstellungen eines pneumatischen Sicherheitsblocks 38, der mit dem Turbi ¬ nenschutz 3 verbunden und zur Ansteuerung des pneumatischen Schaltantriebs 15 des Steuergeräts 12 des Schnellschlussven ¬ tils 5 ausgelegt ist. Der Sicherheitsblock 38 umfasst drei baugleich ausgeführte, elektromagnetisch betätigte 5/2 Wegeventile VI, V2 und V3 mit Federrückstellung, die in Reihe in 2 aus 3 Schaltung angeordnet sind, zwei Druckanschlüsse PI und P2, einen Prüfanschluss P3 und einen mit dem Druckluft- anschluss 17 des Schaltantriebs 15 des Schnellschlussventils 5 verbundenen Druckausgang El.

In der in Figur 3 dargestellten Ausgangsstellung ist keines der Wegeventile VI, V2 und V3 betätigt, so dass weder am

Druckausgang El noch am Prüfanschluss P3 ein Druck anliegt. Entsprechend befindet sich auch der Hauptkegel 11 des

Schnellschlussventils 5 in seiner Schließstellung. Werden alle drei Wegeventile VI, V2 und V3 betätigt, wie es in Figur 4 gezeigt ist, so liegt sowohl am Prüfanschluss P3 als auch am Druckausgang El ein Druck an. Entsprechend wird das Schnellschlussventil 5 in seine geöffnete Stellung über ¬ führt, so dass der Frischdampf in Richtung der Regelventile 6 strömen kann.

Werden zwei der drei Wegeventile VI, V2 und V3 betätigt, so liegt am Druckausgang El ein Druck an, wobei jeweils einer der Kanäle zu den Wegeventilen VI, V2 und V3 drucklos ist und mit dem Prüfanschluss P3 verbunden ist.

Zur Erzielung einer Schließstellung des Schnellschlussventils 5 müssen zumindest zwei der drei Wegeventile VI, V2 und V3 in die unbetätigte Stellung überführt werden, wie es in den Figuren 6, 7 und 8 dargestellt ist. Grundsätzlich ist eine

Betätigung des Schaltantriebs 15 bzw. des Schnellschlussventils 5 unter Bezugnahme auf die Figuren 4 bis 8 also auch möglich, wenn eines der Wegeventile VI, V2, V3 defekt sein sollte, so dass Stillstandzeiten der Turbine 1 aufgrund de- fekter Wegeventile vermieden werden können.

Bei den Regelventilen 6 handelt es sich vorliegend um Doppel ¬ sitz-Regelventile mit jeweils zwei miteinander verbundenen Hauptkegeln 39, denen entsprechende, am Gehäuse 8 ausgebil- dete Ventilsitze zugeordnet sind. Die Hauptkegel 39 des in Figur 1 ganz rechts angeordneten Regelventils 6 sind mit einer Spindel eines elektrischen Stellantriebs 41 gekoppelt, der wiederum mit der Turbinenregelung 2 und dem Turbinen- schütz 3 verbunden ist, so dass die Hauptkegel 39 unter Betä ¬ tigung des Stellantriebs wahlweise in eine Schließstellung oder in eine ganz oder teilweise geöffnete Stellung bewegt werden können. Die Hauptkegel 39 der anderen beiden Regelven- tile 6 werden wiederum über das mit dem Stellantrieb 41 verbundene Regelventil in ihre ganz oder teilweise geöffnete Stellung überführt. Zum Bewegen der Hauptkegel 39 in ihre Schließstellung sind jeweils Rückstellfedern 42 vorgesehen. Anstelle des elektrischen Stellantriebs 41 kann grundsätzlich auch ein hydraulischer Stellantrieb mit autarker Ölversorgung vorgesehen werden, der vorteilhaft mit einer schwer entflammbaren Flüssigkeit betrieben wird, auch wenn dies vorliegend nicht dargestellt ist. Derartige hydraulische Stellantriebe mit autarker Ölversorgung sind im Stand der Technik bekannt, weshalb an dieser Stelle auf eine eingehendere Erläuterung verzichtet wird.

Bei dem zuvor beschriebenen Aufbau der Hochdruckventilgruppe 4 wird das Schnellschlussventil 5 über den Turbinenschutz 3 und den pneumatischen Sicherheitsblock 38 gesteuert, und die Regelventile 6 werden über die Turbinenregelung 2 und den Turbinenschutz gesteuert. Entsprechend kann auf ein zentrales Steuer- und Regelölsystem verzichtet werden, was mit einer großen Kostenreduktion sowie mit einer Minimierung der von einem solchen Steuer- und Regelölsystem ausgehenden Brandgefahr im Fall einer Leckage einhergeht. Dies gilt auch dann, wenn anstelle des elektrischen Stellantriebs 41 ein hydrauli ¬ scher Stellantrieb mit autarker Ölversorgung verwendet wird. Auch wenn in Figur 1 nur die Hochdruckventilgruppe 4 der Turbine 1 dargestellt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Hochdruckventilgruppe beschränkt. Vielmehr werden erfindungsgemäß sämtliche Schalt- und Stellantriebe von Schnellschluss- und Regelventilen der Turbine 1, zumin- dest aber sämtliche Schalt- und Stellantriebe von Schnell ¬ schluss- und Regelventilen an Positionen mit hohem Gefahrenpotential, wie insbesondere am heißen vorderen Ende der Tur ¬ bine 1, in der zuvor beschriebenen Weise ausgeführt. Ferner sollte klar sein, dass dies auch für solche Schnellschluss- und Regelventile gilt, die einen anderen Aufbau als die ge ¬ zeigten Ventile 5 und 6 aufweisen. Auch wenn in Figur 1 als Beispiel für ein Schnellschlussventil ein mediumbetätigtes Schnellschlussventil dargestellt ist, sei ferner darauf hin ¬ gewiesen, dass auch direkt betätigte Schnellschlussventile mit einem pneumatischen Schaltantrieb der zuvor beschrieben Art ausgestattet werden können. Bei solchen direkt betätigten Schnellschlussventilen wirkt der pneumatische Schaltantrieb dann direkt auf die Spindel des Schnellschlussventils. Je nach Schnellschlussventiltyp kann die Wirkrichtung des

Schaltantriebs im drucklosen Zustand mit Spindel eingefahren oder ausgefahren sein. Eine konstruktive Ausgestaltung eines Schnellschlussventils 5 mit ausgefahrener Spindel, bei dem es sich vorliegend um ein Einsitz-Schnellschluss-Vorhubventil handelt, zeigt Figur 9.

Im Gehäuse 8 befindet sich eine Vorhubspindel 43, die mit dem Hauptkegel 44 eine Einheit, genannt Vorhubventil bildet, wel- che durch einen pneumatischen Schaltantrieb 15 in die Stel ¬ lung „offen" oder „geschlossen" bewegt wird. Die Vorhubspindel 43 wird im Deckel 45 geführt und über eine Packung 46 nach bekanntem Stand der Technik zur Atmosphäre abgedichtet. Der Schaltantrieb 15 ist wie bereits beschrieben ein Membran- antrieb und besteht aus einem Schaltantriebgehäuse 16, das mit einem Luftanschluss 17 versehen ist und im Innern über eine Membrane 18 in zwei Kammern 19 und 20 unterteilt ist, wobei die Membrane 18 durch die Rückstellfedern 21, die in der Kammer 19 ohne Druckluftanschluss 17 angeordnet sind, in einer Ausgangsstellung gehalten ist. An der feder-beauf- schlagten Membrane 18 ist eine Spindel 22 befestigt, die mit Hilfe einer Spindelkupplung 23 mit der Vorhubspindel 43 verbunden ist und den Hauptkegel 44 in einen Ventilsitz 47 drückt und in der Stellung „geschlossen" abdichtet. Wird jetzt das Schnellschlussventil 5 mit Frischdampfdruck in einer Kammer 48 beaufschlagt, so bleibt diese Stellung „Ven ¬ til geschlossen" weiterhin bestehen. Wird die Kammer 20 ausgehend von der Ausgangsstellung mit Druckluft beaufschlagt, so wird die Vorhubspindel 43 über die Membran 18 mit Spindel 22 vom Ventilsitz 51 im Inneren des Hauptkegels 44 bewegt und der Dampfzustrom über eine Bohrung 52 des Hauptkegels 44 zu einem Raum 49 vor den geschlossenen Regelventilen freigegeben. Nachdem sich dieser Raum 49 mit Dampf gefüllt hat und ca. 75-80 % des Frischdampfdruckes er ¬ reicht hat, hebt der Hauptkegel 44 vom Ventilsitz 47 ab und bewegt sich auf den Deckel 45 zu, bis er die Endlage „Ventil offen" erreicht hat. Der Dampfström kann jetzt über ein

Dampfsieb 50 zu den nachgeschalteten Regelventilen strömen.

Die Auslösung des Schnellschlussventils 5 erfolgt durch Ent ¬ lastung des Luftdrucks am Schaltantrieb 15. Entsprechend wird der Luftzustrom in die Kammer 20 des Schaltantriebs 15 unterbrochen und zur Atmosphäre geschaltet. Dadurch wird die

Dampfkraft in Öffnungsrichtung an der Vorhubspindel 43 mit dem Hauptkegel 44 durch die Federkraft der Rückstellfedern 21 über die Spindel 22 mit Spindelkupplung 23 überwunden und in Schließrichtung bewegt, bis der Ventilsitz 47 wieder dampfdicht ist. Somit ist die Ausgangsstellung „Ventil geschlos ¬ sen" wieder erreicht und das Vorhubventil mit Frischdampf ¬ druck beaufschlagt. Der Teilhubtest des Schnellschlussventils 5 kann, ähnlich wie beim hydraulischen Antrieb durch Öffnen eines zusätzlichen Magnetventils in der Zuluftleitung realisiert werden. In der Kammer 20 wird der Druck langsam abgesenkt bis das Vorhubventil sich unter der Federkraft der Rückstellfedern 21 aus der Endlage in Richtung „schließen" bewegt. Eine Positionsände ¬ rung von 15-20 % ist für den Teilhubtest ausreichend.

Darüber hinaus schlägt die vorliegende Erfindung vor, eine bestehende Turbine, die einen Turbinenschutz, eine Turbinen- regelung, einen hydraulischen Sicherheitsblock, Schnellschlussventile und Regelventile aufweist, wobei die Schnell ¬ schlussventile über zugeordnete hydraulische Schaltantriebe betätigbar sind, dahingehend umzurüsten, dass die hydrauli- sehen Schaltantriebe der Schnellschlussventile zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig durch pneumatische Schaltantriebe ersetzt werden, und dass ein pneumatischer Sicherheitsblock vorgesehen wird, der die Funktionen des hydraulischen Sicherheitsblocks zumindest teilweise ersetzt. Bevorzugt werden zudem hydraulische Stellantriebe von Regel ¬ ventilen der bestehenden Turbine durch elektrische Stellantriebe und/oder durch hydraulische Stellantriebe mit autar ¬ ker Ölversorgung ersetzt, so dass auf das gesamte Steuer- und Regelölsystem der bestehenden Turbine verzichtet werden kann.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge ¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .