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Title:
HYDRAULIC CONTROL DEVICE FOR A QUICK-ACTING VALVE OF A STEAM TURBINE AND STEAM TURBINE ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/185607
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydraulic control device for a quick-acting valve of a steam turbine, comprising a module for reducing a hydraulic pressure by quickly opening an outlet valve and/or by unloading or loading an actuator for actuating the quick-acting valve, wherein a control valve assembly having at least three safety valves is provided in an operating-medium supply and/or control system, which safety valves are hydraulically connected in such a way that the safety valves do not open the outlet valve or unload or load the actuator until a safety circuit has been transferred to a quick-closure setting by at least two safety valves of the control valve assembly. According to the invention, an upstream valve (1.4) is hydraulically connected upstream of each safety valve (1.5) - said upstream valve being independent of the other safety valves (1.5) - in such a way that a safety valve (1.5) connected downstream of an upstream valve (1.4) can be hydraulically decoupled from the upstream valve during operation.

Inventors:
LEYKAUF MATTHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/062348
Publication Date:
December 10, 2015
Filing Date:
June 03, 2015
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
F15B20/00; F01D17/26; F01D21/02; F01D21/18
Foreign References:
US20120114460A12012-05-10
DE202011109158U12012-01-24
DE102011116472A12012-05-10
DE102004042891B32005-10-06
DE102011082599A12013-03-14
EP0433791A11991-06-26
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Claims:
Ansprüche

1. Hydraulische Steuereinrichtung für ein Schnellschluss-Ventil einer Dampfturbine mit einem Modul zur Reduzierung eines Hydraulikdruckes durch schnelles Öffnen eines Abströmventils und/oder Ent- oder Belastung eines Aktuators zur Betätigung des Schnellschluss-Ventils, wobei in einem Betriebsmittelversorgungs- und/oder Führungssystem eine Steuerventilanordnung mit wenigstens drei Sicherheitsventilen vorgesehen ist, die derart hydraulisch verschaltet sind, dass diese das Abströmventil erst öffnen oder den Aktuator ent- oder belasten, wenn eine Sicherheitsschaltung durch wenigstens zwei Sicherheitsventile der Steuerventilanordnung in eine Schnellschluss-Stellung übergegangen sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

jedem Sicherheitsventil (1 .5) ein von den übrigen Sicherheitsventilen (1 .5) unabhängiges Vorschaltventil (1 .4) hydraulisch vorgeschaltet ist, derart, dass ein einem jeweiligen Vorschaltventil (1 .4) nachgeschaltetes Sicherheitsventil (1 .5) während des Betriebs hydraulisch von diesem entkoppelbar ist.

2. Steuereinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die drei Vorschaltventile (1 .4) hydraulisch miteinander gekoppelt sind, insbesondere jeweils über eine gemeinsame Verbindungsleitung mit einer Druckquelle und einer gemeinsamen Verbindungsleitung mit einer Drucksenke.

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

dadurch gekennzeichnet, dass

die drei Vorschaltventile (1 .4) parallel geschaltet sind.

4. Steuereinrichtung (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Vorschaltventil (1 .4) zumindest zwei Ventilstellungen(l, II) aufweist

- eine erste Ventilstellung (I), in welcher ein Anschluss zur zumindest mittelbaren Kopplung des Vorschaltventils (1 .4) mit einer Druckquelle fluidmaßig mit einem Anschluss zur wenigstens mittelbaren fluidmaßigen Verbindung mit einem Anschluss am Sicherheitsventil (1 .5) verbunden ist und

- eine zweite Ventilstellung (II), in welcher ein Anschluss zur zumindest mittelbaren Kopplung des Vorschaltventils (1 .4) mit einer Druckquelle fluidmaßig von einem Anschluss zur wenigstens mittelbaren fluidmaßigen Verbindung mit einem Anschluss am Sicherheitsventil (1 .5) getrennt ist.

Steuereinrichtung (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das einzelne Vorschaltventil (1 .4) als Mehrfachwegeventil, insbesondere 6/2- Wegeventil ausgebildet ist.

Steuereinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

das einzelne Sicherheitsventil (1 .5) als Sicherheitswegeventil, umfassend zumindest zwei Anschlüsse - einen Anschluss zur zumindest mittelbaren Kopplung mit einer Druckquelle und einen Anschluss zur zumindest mittelbaren Kopplung mit einer Drucksenke - und mit zumindest zwei Ventilstellungen (I, II) ausgebildet ist, wobei in einer ersten Ventilstellung (I) der Anschluss am Sicherheitswegeventil (1 .5) zur zumindest mittelbaren fluidmaßigen Verbindung mit dem, dem jeweiligen Sicherheitswegeventil (1 .5) vorgeschalteten Vorschaltventil (1 .4) fluidmaßig mit einem Anschluss am Sicherheitswegeventil (1 .5) zur zumindest mittelbaren Kopplung mit einer Drucksenke getrennt oder abgesperrt ist und in einer zweiten Ventilstellung (II) der Anschluss am Sicherheitswegeventil (1 .5) zur zumindest mittelbaren fluidmaßigen Verbindung mit dem, dem jeweiligen Sicherheitswegeventil (1 .5) vorgeschalteten Vorschaltventil (1 .4) fluidmäßig mit einem Anschluss am Sicherheitswegeventil (1 .5) zur zumindest mittelbaren Kopplung mit einer Drucksenke verbunden ist.

7. Steuereinrichtung (1 ) nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

das einzelne Sicherheitswegeventil (1 .5) als Mehrfachwegeventil (MV1 , MV2, MV3), insbesondere 4/2-Wegeventil ausgebildet ist, umfassend zwei Anschlüsse jeweils zur fluidmaßigen Verbindung mit Anschlüssen am dem Sicherheitswegeventil (1 .5) vorgeschalteten Vorschaltventil (1 .4), einen Anschluss zur Kopplung mit einer Drucksenke und einem Anschluss zur fluidmaßigen Kopplung mit einem Anschluss an einem der anderen Vorschaltventile (1 .4).

8. Steuereinrichtung (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

zur Durchführung eines Teilhubtests (partial stroke test) zusätzlich eine Prüf- Steuerventilanordnung (1 .3) mit mindestens einem in Reihe angeordnetem Wegeventil (1 .1 ) vorgesehen ist.

9. Steuereinrichtung (1 ) nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

zwei in Reihe angeordnete 2/2 Wegeventile (1 .1 , 1 .2) vorgesehen sind.

10. Steuereinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein zusätzliches Abströmventil (1 .10) zwischen einem mit dem Schnellschluss- Ventil (2) zusammenwirkenden Aktuator (3) und dem Modul (M) angeordnet ist.

11. Dampfturbinenanordnung mit einer Dampfturbine (4), einer dieser zugeordneten Dampfmassenstromzufuhr und einem Schnellschluss-Ventil (2) in der Dampfmassenstromzufuhr und einer dem Schnellschluss-Ventil (2) zugeordneten hydraulischen Steuereinrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.

Description:
Hydraulische Steuereinrichtung für ein Schnellschluss-Ventil einer

Dampfturbine und Dampfturbinenanordnung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuereinrichtung für ein Schnellschluss- Ventil einer Dampfturbine, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff von Anspruch 1 . Die Erfindung betrifft ferner eine Dampfturbinenanordnung.

Dampfturbinen, beispielsweise in Kraftwerken, in denen Frischdampf aus einem Heizkessel entspannt wird und dabei eine oder mehrere Turbinenstufen antreibt, dürfen bestimmte Höchstdrehzahlen nicht überschreiten, um insbesondere Schädigungen der Turbinenkomponenten zu verhindern. Um bei einem Lastabwurf, einem Kupplungsbruch oder dergleichen ein Überschreiten dieser Höchstdrehzahl durch die Turbine zu vermeiden, ist es beispielsweise aus der DE 10 2004 042 891 B3 bekannt, ein Schnellschluss-Ventil vorzusehen, das in möglichst kurzer Zeit den Dampfmassenstrom zur Turbine unterbricht oder reduziert, wenn beispielsweise die Turbinendrehzahl einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt oder auf andere Weise ein drohendes Überschreiten der Höchstdrehzahl erkannt wird.

An solche Schnellschluss-Ventile und deren Aktivierung werden dementsprechend hohe Verfügbarkeits-, Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen gestellt. Üblicherweise weist ein Schnellschluss-Ventil daher einen Arbeitszylinder oder Aktuator auf, der durch einen Hydraulikdruck gegen ein Vorspannelement, beispielsweise eine Feder, gelüftet wird und so das Schnellschluss-Ventil aktiv öffnet, solange der Hydraulikdruck die Vorspannung des Vorspannelements überwindet. Zum Schließen des Schnellschluss-Ventils wird dieser Hydraulikdruck möglichst schnell reduziert, beispielsweise in einen Tank abgesteuert. Der drucklose Arbeitszylinder wird durch das Vorspannelement in die Geschlossen-Stellung des Schnellschluss-Ventils gezwungen. Die DE 10 2004 042 891 B3 schlägt hierzu eine Steuereinrichtung für ein Schnellschluss-Ventil einer Dampfturbine mit einem Modul zur Reduzierung eines Hydraulikdruckes durch schnelles Öffnen eines Abströmventils, wobei eine Steuerventilanordnung mit wenigstens drei Sicherheitswegeventilen vorgesehen ist, die derart hydraulisch verschaltet sind, dass diese das Schnellschluss-Ventil erst Schließen, wenn wenigstens zwei Sicherheitswegeventile der Steuerventilanordnung in eine Schnellschluss-Stellung übergegangen sind . Die Steuereinrichtung ist derart ausgebildet, dass der Hydraulikdruck bei Auftreten eines definierten Ereignisses nahezu schlagartig reduziert werden kann. Man spricht in diesem Fall von einer so genannten 2oo3 Schaltung (two out of three). Durch eine Prüf-Steuerventilanordnung kann ein Test, insbesondere ein sogenannter Teilhubtest (partial stroke test) des Schnellschluss-Ventils durchgeführt werden, indem, ausgehend von dem beispielsweise vollständig oder in eine Betriebsnormalstellung geöffnetem Schnellschluss-Ventil, zunächst der Hydraulikdruck derart reduziert wird, dass das Schnellschluss-Ventil sich ganz oder wenigstens teilweise schließt, indem beispielsweise der Arbeitszylinder bzw. Aktuator einen vollen bzw. einen Teilhub ausführt. Anschließend wird der Hydraulikdruck wieder erhöht und das Schnellschluss-Ventil so in seine Ausgangsstellung zurückgefahren. Durch diesen Test, der vor, während und/oder nach dem Arbeitsbetrieb der Turbine durchgeführt werden kann, kann unabhängig von der Steuerventilanordnung der Sicherheitsventile die Funktion des Schnellschluss-Ventils überprüft und so beispielsweise eine Schwergängigkeit oder ein Festsitzen, etwa durch Verzunderung, erkannt werden.

Die DE 10 2011 082 599 A1 zeigt eine Ventilanordnung, wie sie beispielsweise für Turbinen verwendet werden kann. Diese Ventilanordnung weist eine 2oo3 Logik auf. Hierfür werden ein erstes, ein zweites und ein drittes Vorschaltventil bereitgestellt, wobei jedes dieser Vorschaltventile zwei Sicherheitsventile steuert. Es entstehen dadurch drei Verbindungszweige, wobei sich die Ventilanordnung dadurch auszeichnet, dass das Sicherheitsventil in Zu- und Ablaufventile aufgeteilt ist und diese derart gekoppelt sind, dass die Zu- und Ablaufventile verbindungszweigübergreifend sind. Dies bedeutet, dass jeweils zwei der Zulaufventile und zwei der Ablaufventile seriell miteinander verbunden sind, um gemeinsam die Verbindungszweige zu bilden. Es ist vorgesehen, dass drei Vorschaltventilen jeweils zwei Zulaufventile und zwei Ablaufventile zugeordnet sind. Dabei ist eine Anordnung vorgesehen, dass eines der beiden Zulaufventile und eines der beiden Ablaufventile in dem ersten Verbindungszweig und das andere Zulaufventil und das andere Ablaufventil in dem weiteren Verbindungszweig angeordnet sind, aber das andere Ablaufventil auf dem ersten Verbindungszweig gespeist wird.

Ein Vorschaltventil gemäß dem Stand der Technik ist somit mehreren Zu- und Ablaufventilen auch in unterschiedlichen Verbindungszweigen zugeordnet. Ist ein Vorschaltventil defekt, betrifft dies somit zwei Verbindungszweige. Eine redundante Schalttechnik, wie beispielsweise eine„2oo3"-Schaltung ist nicht mehr funktionsfähig.

Ist eines der Vorschaltventile defekt, beispielsweise die Erfassungseinrichtung an dem Mehrsteuerventil, der Sensor oder dergleichen, muss daher der laufende Betrieb unterbrochen werden oder zumindest auf die sogenannte TRIP-Funktion verzichtet werden.

Die TRIP Funktion besteht darin, beispielsweise im Notfall eine Dampfturbine sofort abzuschalten. Dabei werden drei Sicherheitswegeventile geschaltet. Die Auslösung erfolgt über eine 2oo3 (two out of three) Schaltung. Das bedeutet, das Absteuern der Steuerflüssigkeit zur Schnellabschaltung erfolgt durch Betätigung von mindestens zwei Sicherheitswegeventilen.

Aus der Druckschrift EP 0433 791 A1 ist eine Ausführung mit drei Sicherheitsventilen in Form von Wegeventilen mit den Sicherheitsventilen zugeordneten Magnetventilen zur Betätigung dieser bekannt. Bei Ausfall eines der Sicherheitsventile kann durch Absteuern des diesem zugeordneten Betätigungsventils der Betrieb trotzdem aufrechterhalten werden. Dabei dienen die Betätigungsventile nur als Betätigungsorgan des Sicherheitsventiles und haben keinen Einfluss auf den Zustrom zum Sicherheitsventil, weshalb ein Austausch eines einzelnen Sicherheitsventiles im laufenden Betrieb nicht möglich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Steuereinrichtung mit einem Schnellschluss-Ventil für den Betrieb einer Turbine bereitzustellen, bei dem bei Defekt eines Sicherheitsventils dieses im laufenden Betrieb ausgetauscht werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 charakterisiert. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Eine hydraulische Steuereinrichtung für ein Schnellschluss-Ventil einer Dampfturbine mit einem Modul zur Reduzierung eines Hydraulikdruckes durch schnelles Öffnen eines Abströmventils und/oder Ent- oder Belastung eines Aktuators zur Betätigung des Schnellschluss-Ventils, wobei in einem Betriebsmittelversorgungs- und/oder Führungssystem eine Steuerventilanordnung mit wenigstens drei Sicherheitsventilen vorgesehen ist, die derart hydraulisch verschaltet sind, dass diese das Abströmventil erst öffnen oder den Aktuator ent- oder belasten, wenn eine Sicherheitsschaltung durch wenigstens zwei Sicherheitsventile der Steuerventilanordnung in eine Schnellschluss-Stellung übergegangen sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass jedem Sicherheitsventil ein von den übrigen Sicherheitsventilen unabhängiges Vorschaltventil hydraulisch vorgeschaltet ist, derart, dass ein einem jeweiligen Vorschaltventil nachgeschaltetes Sicherheitsventil während des Betriebs hydraulisch von diesem entkoppelbar ist. Unter hydraulisch vorgeschaltet wird dabei eine vorgeordnete Anordnung in Strömungshchtung von einer Druckquelle zu einer Drucksenke betrachtet verstanden.

„Hydraulisch gekoppelt" oder„entkoppelt" beinhaltet insbesondere hydraulisch direkt oder indirekt über weitere Verbindungskanäle, Leitungen, Räume oder zwischengeordnete Bauteile verbunden bzw. eine Gewährleistung oder Unterbrechung einer fluidtechnischen Verbindung.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, jedem Sicherheitsventil ein Vorschaltventil zuzuordnen, wobei die Vorschaltventile vorzugsweise untereinander gekoppelt sind. Dadurch besteht die Möglichkeit, ein defektes Sicherheitsventil während des laufenden Betriebs auszutauschen. Hierfür schaltet das Vorschaltventil, das dem defekten Sicherheitsventil zugeordnet ist, in eine Position, dass das nachgeschaltete Sicherheitsventil entnommen werden kann, aber dennoch der anstehende Druck weitergeleitet wird, so dass der laufende Betrieb nicht unterbrochen wird. Dabei wird die Schnellschlussfunktion automatisch von einer 2oo3 in eine 1 oo2 (one out of two) Schaltung geändert.

Diese Schaltungsanordnung lässt sich auch in einer einzigen Vorrichtung realisieren, so dass eine kompakte Anordnung gegeben ist.

In einer vorteilhaften Ausbildung sind die drei Vorschaltventile hydraulisch miteinander gekoppelt. Die Kopplung erfolgt vorzugsweise derart, dass diese jeweils an eine mit der Druckquelle verbundene Verbindungsleitung und eine mit der Drucksenke verbundene Verbindungsleitung gekoppelt sind. Die Anbindung der Vorschaltventile an eine Drucksenke und eine Druckquelle bzw. eine T-und ein P- Leitung dient der Reduzierung der P-und T-Anschlüsse auf ein Minimum am Hydraulikblock. T steht dabei für Tank und P für Druckquelle. Die Kopplung der restlichen Leitungen dient der 1 oo2 Umschaltung bei Betätigung eines Vorschaltventiles. ln einer Weiterbildung sind die einzelnen Vorschaltventile parallel geschaltet. Dies erlaubt eine von den anderen Vorschaltventilen unabhängige Betriebsweise frei von einer Beeinträchtigung der Verbindung der anderen Vorschaltventile mit den Sicherheitsventilen.

Im Einzelnen weist das einzelne Vorschaltventil vorzugsweise zumindest zwei Ventilstellungen auf - eine erste Ventilstellung, in welcher ein Anschluss zur zumindest mittelbaren Kopplung des Vorschaltventils mit einer Druckquelle fluidmäßig mit einem Anschluss zur wenigstens mittelbaren fluidmäßigen Verbindung mit einem Anschluss am Sicherheitsventil verbunden ist und eine zweite Ventilstellung, in welcher ein Anschluss zur zumindest mittelbaren Kopplung des Vorschaltventils mit einer Druckquelle fluidmäßig von einem Anschluss zur wenigstens mittelbaren fluidmäßigen Verbindung mit einem Anschluss am Sicherheitsventil getrennt ist. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung ist das einzelne Vorschaltventil als Mehrfachwegeventil, insbesondere 6/2-Wegeventil ausgebildet. Mit diesem können in hoher Funktionskonzentration und minimalem Aufwand mit einem Bauteil eine Vielzahl von Aufgaben realisiert werden. Durch Ausführung als 6/2-Wegeventil können mehrere Funktionen, wie Entkoppeln des Sicherheitsventiles zum Tausch desselben sowie eine Verbindung der restlichen Sicherheitsventile mit einer Drucksenke (für 1 oo2 Umschaltung) durch Betätigen nur eines Ventiles realisiert werden.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, dass das einzelne Sicherheitsventil als Sicherheitswegeventil, umfassend zumindest zwei Anschlüsse - einen Anschluss zur zumindest mittelbaren Kopplung mit einer Druckquelle und einen Anschluss zur zumindest mittelbaren Kopplung mit einer Drucksenke - und mit zumindest zwei Ventilstellungen ausgebildet ist, wobei in einer ersten Ventilstellung der Anschluss am Sicherheitswegeventil zur zumindest mittelbaren fluidmäßigen Verbindung mit dem, dem jeweiligen Sicherheitswegeventil vorgeschalteten Vorschaltventil fluidmäßig mit einem Anschluss am Sicherheitswegeventil zur zumindest mittelbaren Kopplung mit einer Drucksenke getrennt oder abgesperrt ist und in einer zweiten Ventilstellung der Anschluss am Sicherheitswegeventil zur zumindest mittelbaren fluidmäßigen Verbindung mit dem, dem jeweiligen Sicherheitswegeventil vorgeschalteten Vorschaltventil fluidmäßig mit einem Anschluss am Sicherheitswegeventil zur zumindest mittelbaren Kopplung mit einer Drucksenke verbunden ist.

Besonders bevorzugt ist das einzelne Sicherheitswegeventil als 4/2-Wegeventil ausgebildet, umfassend zwei Anschlüsse jeweils zur fluidmäßigen Verbindung mit Anschlüssen am dem Sicherheitswegeventil vorgeschalteten Vorschaltventil, einen Anschluss zur Kopplung mit einer Drucksenke und einem Anschluss zur fluidmäßigen Kopplung mit einem Anschluss an einem der anderen Vorschaltventile. In einer Weiterbildung ist zur Durchführung eines Teilhubtests (partial stroke test) zusätzlich eine Prüf-Steuerventilanordnung mit mindestens ein in Reihe angeordnetes Wegeventil vorgesehen. Durch diesen Test kann unabhängig von der Steuerventilanordnung der Sicherheitsventile die Funktion des Schnellschluss-Ventils überprüft werden.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Dampfturbinenanordnung mit einer Dampfmassenstromzufuhr und einem Schnellschluss-Ventil in der Dampfmassenstromzufuhr ist vorzugsweise durch eine dem Schnellschluss-Ventil zugeordnete hydraulische Steuereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 charakterisiert. Dies bietet neben einer redundanten Ventilanordnung die Möglichkeit eines Austausche eines der Sicherheitsventile bei laufendem Betrieb, was die Verfügbarkeit der Anlage insgesamt erhöht und unnötige Stillstandzeiten verhindert.

Die erfindungsgemäße Lösung ist nachfolgend anhand von Figuren erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine Steuereinnchtung zum Betreiben einer Turbine mit einem

Schnellschluss-Ventil im Normalbetrieb;

Fig. 2 eine Steuereinrichtung gemäß Fig. 1 , jedoch gegenüber Fig. 1 mit einem defekten Sicherheitswegeventil (MV1 ) und einem externen Abströmventil; Fig. 3 eine Steuereinrichtung gemäß Fig. 2, jedoch gegenüber Fig. 2 mit einer

Schaltungsanordnung zur Entfernung des Sicherheitswegeventils (MV1 ) im laufenden Betrieb und einem externen Abströmventil;

Fig. 4 eine Steuereinrichtung gemäß Fig. 1 , jedoch gegenüber Fig. 1 mit ausgelöstem Schnellschluss-Ventil und einem externen Abströmventil.

In Fig.1 ist eine Steuereinrichtung 1 mit einem Modul M zum Betreiben einer Turbine 4, insbesondere Dampfturbine 4 mit einem Schnellschluss-Ventil 2 im Normalbetrieb dargestellt. Die hydraulische Steuereinrichtung 1 für ein Schnellschluss-Ventil 2 einer Dampfturbine 4 umfasst einen Modul M zur Reduzierung eines Hydraulikdruckes durch schnelles Betätigen, insbesondere Öffnen eines Ventils, hier eines Abströmventils 1 .6 und/oder zur Be- oder Entlastung eines Aktuators 3 zur Betätigung des Schnellschluss-Ventils 2, hier zur Entlastung des Aktuators 3 in Form einer Zylinder-Kolbenanordnung über das Öffnen des Abströmventils 1 .6 und eine in einem Betriebsmittelversorgungs- und/oder Führungssystem 5 angeordnete Steuerventilanordnung 6. Die Steuerventilanordnung 6 weist dazu wenigstens zwei, vorzugsweise wie in Figur 1 wiedergegeben drei Sicherheitsventile auf, die derart hydraulisch verschaltet sind, dass diese das Abströmventil 1 .6 erst öffnen, wenn eine Sicherheitsschaltung durch wenigstens zwei Sicherheitsventile, hier Sicherheitswegeventile 1 .5 der Steuerventilanordnung in eine Stellung übergegangen sind, welche auch als Schnellschluss-Stellung bezeichnet wird. Die Sicherheitsventile sind hier als Sicherheitswegeventile 1 .5, vorzugsweise als elektromagnetisch betätigbare Mehrfachwegeventile, insbesondere 4/2-Wegeventile MV1 , MV2 und MV3 ausgebildet und durch wenigstens zwei Schaltstellungen charakterisiert. Eine erste Schaltstellung I sperrt dabei die Verbindung zwischen einem mit einer Druckmittelquelle, insbesondere Pumpe Pu verbindbarem Anschluss am Ventil und einer Drucksenke, insbesondere Tank Ta ab, während in der zweiten Schaltstellung II die Verbindung zwischen dem mit einer Druckmittelquelle verbindbarem Anschluss am Ventil und einer Drucksenke, bzw. einem mit der Drucksenke verbindbaren Anschluss am Ventil vorhanden ist.

Erfindungsgemäß ist jedem Sicherheitsventil, insbesondere Sicherheitswegeventil 1 .5 ein Vorschaltventil 1 .4 in Form eines Mehrfachwegeventils hydraulisch vorgeschaltet, wobei das einzelne Vorschaltventil 1 .4 derart ausgebildet ist, in zumindest einer Ventilstellung eine hydraulische Absperrung des diesem nachgeordneten Sicherheitsventils 1 .5 zu ermöglichen. Hydraulisch vorgeschaltet bedeutet, dass das Sicherheitsventil 1 .5 in Durchströmungsrichtung zwischen Druckquelle Pu und Drucksenke Ta dem Vorschaltventil 1 .4 nachgeordnet ist und zwischen einem einzelnen Vorschaltventil 1 .4 und einem Sicherheitsventil 1 .5 eine fluidführende Verbindung besteht. Das einzelne Vorschaltventil 1 .4 ist durch wenigstens zwei Schaltstellungen charakterisiert, wobei eine der beiden Schaltstellungen der Ventilstellung entspricht, die eine hydraulische Absperrung bzw. Entkoppelung des Sicherheitswegeventils 1 .5 vom Vorschaltventil 1 .4 ermöglicht.

Der dargestellte Modul M umfasst in besonders vorteilhafter Ausbildung jeweils drei derartige Sicherheitswegeventile 1 .5 und jeweils ein, einem der Sicherheitswegeventile 1 .5 vorgeschaltetes Vorschaltventil 1 .4. Damit wird erreicht, dass zur Realisierung der Schnellschlussfunktion zumindest immer zwei der Sicherheitswegeventile 1 .5 in der dafür vorgesehenen ersten Schaltstellung stehen müssen.

In der Figur 1 sind die Steuereinrichtung 1 und insbesondere die Ventilstellungen im Normalbetrieb wiedergegeben. Die Pumpe Pu pumpt die in den Leitungen befindliche Steuerflüssigkeit in die in einer ersten Stellung I befindlichen Vorschaltventile 1 .4. In dieser besteht eine hydraulische Verbindung zu dem, dem einzelnen Vorschaltventil 1 .4 nachgeordnetem Sicherheitswegeventil 1 .5, insbesondere dem am Ventil vorgesehenen Anschluss zur direkten oder indirekten Verbindung über weitere zwischengeordnete Baueinheiten mit einer Druckmittelquelle. Das einzelne Vorschaltventil 1 .4 ist geöffnet, so dass die Steuerflüssigkeit von den jeweiligen Vorschaltventilen 1 .4 zu den Mehrfachwegeventilen 1 .5 geführt wird. Nach dem Einschalten der Spannungsversorgung (in den Zeichnungen nicht dargestellt) ziehen die Sicherheits-Mehrfachwegeventile 1 .5 an und nehmen die in der Fig. 1 dargestellte Stellung I ein. In dieser ersten Ventilstellung I sind die dargestellten Mehrfachwegeventile 1 .5 geschlossen, d.h. es besteht keine strömungsführende Verbindung zwischen dem Anschluss zur direkten oder indirekten Kopplung mit der Druckmittelquelle und dem Anschluss zur direkten oder indirekten Kopplung mit der Drucksenke. Die fluidmässigen Verbindungen von Anschluss P (im Bereich der Pumpe Pu als Druckmittelquelle) und Anschluss T (im Bereich des Tanks Ta als Druckmittelsenke) sind somit geschlossen. Die über eine einstellbare Blende 1 .9 sowie einem Rückschlagventil 1 .7 im Bereich des Anschlusses P mit der Pumpe Pu einströmende Steuerflüssigkeit fließt über einen Anschluss A in den Aktuator 3, bewegt dort die Kolbenstange und betätigt das daran angeschlossene Schnellschluss-Ventil 2.

Werden zwei oder drei Sicherheitswegeventile 1 .5 in beliebiger Kombination oder Reihenfolge abgeschaltet, ist die Verbindung zwischen dem Anschluss P und dem Anschluss T hergestellt. Die Steuerflüssigkeit kann in den Tank Ta abströmen. Die Steuerflüssigkeit des Aktuators 3 strömt dann über ein Abströmventil 1 .6 zum Tank Ta ab. Die Schnellschlusszeit ist abhängig von der Federkraft des Aktuators 3. Der Schnellschluss kann auch optional (gestrichelt in den Fig. 1 dargestellt: in den übrigen als vorhanden dargestellt) über ein externes Abströmventil 1 .10 zusätzlich unterstützt werden. Durch Verwendung eines extern angebrachten Abströmventils 1 .10 kann die Schnellschlusszeit, abhängig von der Nenngröße des Ventils entsprechend verkürzt werden. Über den Anschluss X an der Steuereinrichtung 1 , insbesondere dem Modul M erfolgt die fluidmäßige Ankoppelung. Zur Überprüfung des Schnellschluss-Ventils 2 und dessen Funktion ist eine Prüf- Steuerventilanordnung 1 .3 vorgesehen. Diese umfasst ein erstes Mehrfachwegeventil 1 .1 , hier ein 2/2-Wegeventil sowie zwei weitere Mehrfachwegeventile 1 .2, hier 2/2- Wegeventile MV4 und MV5. Werden die Mehrfachwegeventile 1 .2 geschaltet, bewegt sich der Aktuator 3 aus seiner entsprechenden Position. Das Modul M und die Prüf- Steuerventilanordnung 1 .3 bilden bevorzugt eine bauliche Einheit. Insbesondere können diese beiden Teileinheiten einen kompakten Block bilden und aneinander und/oder einem Träger befestigt sein. Dies erleichtert die Montage der kompletten Steuereinrichtung 1 und reduziert den erforderlichen Bauraum. Das Modul M und/oder die Prüf-Steuerventilanordnung 1 .3 weisen bevorzugt eine Endlagenüberwachung auf, um festzustellen, ob die Ventile ordnungsgemäß arbeiten, i. e. die angesteuerte Endlage (Offen- bzw. Geschlossen-Stellung) einnehmen

Die Sicherheitswegeventile 1 .5, insbesondere Mehrfachwegeventile MV1 , MV2 und MV3 sind bevorzugt als 4/2-Magnet-Wegeventil ausgebildet. Bevorzugt verbinden dabei Ventile des Moduls M den Aktuator 3 mit dem als Drucksenke ausgebildeten Tank Ta bzw. trennen es von der als Druckquelle ausgebildeten Pumpe Pu, wenn sie nicht mit Energie versorgt sind, d. h. öffnen im stromlosen Zustand das Schnellschluss-Ventil 2. In gleicher Weise verbinden bevorzugt das erstes und/oder zweite Wegeventil 1 .2, hier 2/2-Wegeventil MV4 und/oder MV5 der Prüf- Steuerventilanordnung 1 .3 das Schnellschluss-Ventil 2 mit der Drucksenke, während sie es von der Druckquelle trennen, wenn sie mit Energie versorgt sind, d. h. schließen im bestromten Zustand das Schnellschluss-Ventil 2. Es ist jedoch auch die umgekehrte Stromlos-Stellung möglich.

Das als Mehrfachwegeventil ausgebildete Vorschaltventil 1 .4 ist vorzugsweise zur Realisierung unterschiedlichster Funktionen als 6/2-Wegeventil ausgebildet. Dieses befindet sich in der in Figur 1 beschriebenen Betriebsweise in der Stellung I. In Stellung I des 6/2 - Wegeventils ist der Zulauf Z1 mit dem Ablauf A2, der Zulauf Z3 mit dem Ablauf A4 verbunden. Zulauf Z5 und Ablauf A6 sind geschlossen. Ablauf A2 und Ablauf A4 stehen wiederum mit dem entsprechenden Sicherheitswegeventil 1 .5 fluidmäßig in Verbindung.

In Fig. 2 ist eine Situation wiedergegeben, in welcher das Sicherheitswegeventil 1 .5 mit der Bezeichnung MV1 defekt ist. Dieses verbleibt beispielsweise in der geöffneten Stellung II, während die anderen Mehrfachwegeventile MV2 und MV3 in der Ventilstellung I sind. Um nun MV1 auszuwechseln, ist das mit diesem korrespondierende Vorschaltventil 1 .4, insbesondere Mehrfachwegeventil zu betätigen und von seiner gemäss Fig. 1 dargestellten Stellung I in die zumindest eine weitere Stellung II überzuführen. In dieser Stellung II - wiedergegeben in Figur 3 - ist der Zulauf Z1 und Z5 mit dem Ablauf A6 verbunden. Der weitere Zulauf Z3 sowie die weiteren Abläufe A2 und A4 sind geschlossen. Der Ablauf A6 steht mit den weiteren Sicherheitswegeventilen 1 .5 mit der Bezeichnung MV2 und MV3 fluidmäßig in Verbindung. Beide Sicherheitswegeventile 1 .5 mit der Bezeichnung MV2 und MV3 sind in der geschlossenen Stellung I.

Ist die in Fig. 3 dargestellte Stellung des Mehrfachwegeventils 1 .4 erreicht, so kann das diesem nachgeschaltete Sicherheitsventil 1 .5, hier MV1 im laufenden Betrieb entnommen und ersetzt werden. Automatisch ändert sich die Schaltlogik für die Betätigung des Schnellschluss-Ventils 2 von einer 2oo3 Abschaltung in eine 1 oo2 (one out of two).

Werden zwei oder drei Sicherheitswegeventile 1 .5 in beliebiger Kombination oder Reihenfolge abgeschaltet- wie beispielhaft für die Sicherheitswegeventile MV2 und MV3 in Figur 4 wiedergegeben- , ist die Verbindung zwischen dem Anschluss P und dem Anschluss T hergestellt. Die Steuerflüssigkeit kann in den Tank Ta abströmen. Die Steuerflüssigkeit des Aktuators 3 strömt über ein Abströmventil 1 .6 zum Tank Ta ab. Zusätzlich unterstützt das externe Abströmventil 1 .10 hinsichtlich der Verkürzung der Schnellschlusszeit. Ein zuverlässiger Uberdrehzahlschutz ist für Turbomaschinen unverzichtbar. Für Gas- und Dampfturbinen bedeutet das ein sicheres Erkennen der Überdrehzahl und als Reaktion ein sofortiges Schließen des Schnellschluss-Ventils. Diese hydraulische Steuereinrichtung bietet beide Funktionen in einer Vorrichtung. Eine elektronische Auswerteeinheit erkennt die Überdrehzahl und eine elektro-hydraulische Baugruppe übernimmt die unmittelbare Ansteuerung des Schnellschluss-Ventils 2.

Die Schaltbarkeit der einzelnen Ventileinrichtungen wird über entsprechende Stelleinrichtungen realisiert. Die Schaltbarkeit der Sicherheitsventile, welche durch die Realisierung der zumindest zwei Ventilstellungen charakterisiert ist, kann dabei verschiedenartig realisiert werden. Vorzugsweise finden elektromagnetische Stelleinrichtungen Anwendung. Die Stelleinrichtungen der Vorschaltventile 1 .4 können mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder anderweitig betätigt werden. Vorzugsweise werden diese im Austauschfall manuell mechanisch gegen Federkraft betätigt.

In allen Figuren sind die nachfolgend genannten Anschlüsse am Modul M wiedergegeben:

Anschluss P zur Pumpe Pu, Anschluss T zum Tank Ta, Anschluss MMV1 zu MV1 , Anschluss MMV2 zu MV2, Anschluss MMV3 zu MV3, Anschluss MMV4 zu MV4, Anschluss MMV5 zu MV5, Anschluss X zum Abströmventil 1 .10, Anschluss A zum Aktuator 3 im Bypass zum Abströmventil 1 .10 wiedergegeben. Ferner wiedergegeben ist eine Drossel 1 .8 und 1 .9 in der Verbindung zur Pumpe Pu sowie zum AbströmventiM .10 bzw. zum Aktuator 3. Bezugszeichenliste

1 Steuereinrichtung

1 .1 Wegeventil

1 .2 Wegeventil

1 .3 Prüfsteuer- Ventilanordnung

1 .4 Vorschaltventil

1 .5 Sicherheitsventil, insbesondere Sicherheitswegeventil

1 .6 Abströmventil

1 .7 Rückschlagventil

1 .8 Drossel

1 .9 Drossel

1 .10 Abströmventil

2 Schnellschluss-Ventil

3 Aktuator

4 Turbine

5 Betriebsmittelführungs- und/oder Versorgungssystem

6 Steuerventilanordnung

Ta Tank

Pu Pumpe

M Modul

MV1 Mehrfachwegeventil

MV2 Mehrfachwegeventil

MV3 Mehrfachwegeventil

MV4 2/2-Wegeventil

MV5 2/2-Wegeventil

P Anschluss

T Anschluss

MMV1 , MMV2,

MMV3, Anschlüsse zu den Mehrfachwegeventilen MV1 , MV2 MMV4, MMV5 Anschlüsse zu den 2/2-Wegeventilen MV4, MV5

X,A Anschlüsse

A2, A4, A6 Abläufe am Vorschaltventil

Z1 , Z3, Z5 Zuläufe am Vorschaltventil