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Weltneuheit sichert Turbomaschinen dreifach ab

Laufrad einer Dampfturbine

Technische Ausfälle in der Energieindustrie sind nicht nur schwer aufzufangen, sondern auch extrem kostspielig. Um die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Dampfturbinen bei der Energieerzeugung sicherzustellen, hat Voith Turbo das Trip-Shut-off-Modul (TSM) entwickelt. Die Weltneuheit basiert auf einer hydraulischen Dreifach-Redundanz und schützt vor ungewollten und in der Folge teuren Abschaltungen der Turbine. Die neue Sicherheitseinrichtung TSM ist eine verlässliche Ergänzung zur elektronischen Drehzahlüberwachung. Der TSM-Namenszusatz "2-o-o-3" - two out of three (zwei von drei) - bezieht sich auf die dreifache Redundanz des Moduls. Sie vermeidet Turbinenschäden, die durch Turbinen in Überdrehzahl entstehen, wenn die anzutreibende Last plötzlich wegfällt. Weil es bei solchen Schäden auch für Mensch und Umwelt gefährlich werden kann, unterliegen Dampfturbinen hohen Sicherheitsanforderungen. Dazu gehört insbesondere ein zuverlässiges Abschalten der Turbine im Notfall. Bei einer Überdrehzahl von etwa zehn Prozent löst sich ein elektronischer Überdrehzahlschutz aus. Das TSM ist mit drei baugleichen Schaltmagneten mit Schieberventilen ausgestattet und steuert sofort das Drucköl eines Hydraulikzylinders mit Rückstellfeder ab. Durch die Federrückstellung wird das Schnellschlussdampfventil in weniger als 0,3 Sekunden geschlossen und der Prozess gestoppt. Wird dieser Vorgang fälschlicherweise ausgelöst, beispielsweise durch einen fehlerhaften Kabelbruch, entstehen unnötige und vor allem teure Ausfallzeiten. Genau davor schützt das Voith TSM. Ein wesentlicher Vorteil der Neuentwicklung ist die Überwachung des Moduls im Betrieb mit Hilfe von redundanten Positionssensoren. Die Schaltstellung der drei Systeme wird sofort der Leittechnik gemeldet. Die Wahrscheinlichkeit eines Komplettausfalls ist statistisch gesehen höchst unwahrscheinlich - sie liegt bei einem Ausfall in 100 000 Jahren. Das Trip-Shut-off-Modul eignet sich insbesondere für große Dampfturbinen mit Leistungen von bis zu 1 000 MW und lässt sich auch in bestehende Anlagen einbauen. Das TSM kann während des Betriebs getestet werden, ohne eine Unterbrechung zu verursachen, und ermöglicht den Austausch elektrischer Komponenten im Betrieb. Das Modul hat bereits die ATEX-Zulassung für den europäischen Markt erhalten. Die FM/CSA-Zulassung für den nordamerikanischen Markt ist beantragt. Zudem wird die internationale SIL-Zulassung (Safety Integrated Level) angestrebt.

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