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5.5 Zwei Steuerstränge je Hauptventil genügen, wenn

• das Hauptventil beim Versagen beider Steuerstränge spätestens bei Erreichen des 1,2fachen des zulässigen Betriebsüberdruckes ⁸ voll geöffnet ist oder
• eine Aufteilung des abzuführenden Massenstromes auf mehrere Hauptventile und getrennte Ansteuerung jedes Hauptventils erfolgt, sofern bei Ausfall eines der Hauptventile die übrigen mindestens noch 2/3 des geforderten Massenstromes abführen können.

5.6 Bei Betätigung des Hauptventils nach dem Belastungsprinzip müssen zwei voneinander unabhängige Energiequellen und Energiezuleitungen für die Belastung zur Verfügung stehen. Bei Ausfall einer Energiequelle oder Energiezuleitung darf die Funktionsfähigkeit des Hauptventils nicht beeinträchtigt werden. Das Ausfallen auch nur einer der beiden Energiequellen muß so angezeigt werden, daß es sofort sicher bemerkt wird. Hierauf kann verzichtet werden, wenn das Hauptventil bei Ausfall einer Energiequelle selbsttätig öffnet. Bei Verwendung von Eigenmedien ist eine zweite Energiequelle nicht erforderlich.

5.7 Bei Haupt- und Steuerventilen, bei denen der System- bzw. Steuermediumdruck auf den Ventilteller in Schließrichtung wirkt, ist die Öffnungskraft so zu bemessen, daß das Hauptventil auch bei dem zweifachen des zulässigen Systemdruckes bzw. dem zweifachen höchsten Arbeitsdruck des Steuermediums noch voll öffnet.

5.8 Jeder Steuerstrang vom Impulsgeber bis einschließlich der zugehörigen Steuerglieder muß im Betrieb überprüfbar sein, ohne daß das Hauptventil zum Ansprechen kommen muß. Durch geeignete Einrichtungen ist sicherzustellen, daß zur Prüfung der Impulsglieder und der Steuerglieder jeweils nur ein Steuerstrang unwirksam gemacht werden kann.

Druckmeßstellen müssen in dem für die Beurteilung der Funktionssicherheit notwendigen Umfang vorhanden sein. Druckmeßleitungen in Steuersystemen sollen möglichst kurz sein.

5.9 Steuerventile für Eigenmedium mit zugehörigen Leitungen und Armaturen

5.9.1 Steuerventile für Eigenmedium müssen einen engsten Strömungsdurchmesser d₀ von mindestens 10 mm besitzen. Der sich bei jedem Öffnungsvorgang einstellende Hub muß die dreifache Größe des kleinsten Hubes betragen, bei dem das Hauptventil zu öffnen beginnt (mindestens jedoch 2 mm). Dieser Hub ist im Rahmen der Bauteil- oder Einzelprüfung festzulegen.

5.9.2 Steuerleitungen sollen kurz und strömungsgünstig verlegt sein. Eine Kondensatansammlung in den Steuersträngen sowie ein Einfrieren der Steuerstränge müssen verhindert werden. Zur Kondensatableitung soll ein Leitungsgefälle von mindestens 15 % eingehalten werden.

Bei Abweichungen muß sichergestellt sein, daß die Funktion der gesteuerten Sicherheitsventile trotzdem gewährleistet ist.

5.9.3 Steuerleitungen für Medien, bei denen Verschmutzung oder Korrosion nicht auszuschließen ist, sind mindestens mit 15 mm lichtem Durchmesser auszuführen und dürfen keine Verengungen aufweisen.

6 Einbau, Leitungen, Querschnitte

6.1 Einbau und Leitungen

6.1.1 Sicherheitsventile dürfen durch Absperreinrichtungen nicht unwirksam gemacht werden können. Der Einbau von Wechselarmaturen oder Verblockungseinrichtungen ist zulässig, wenn durch Konstruktion der Einrichtung sichergestellt ist, daß auch beim Umschalten der erforderliche Abblasequerschnitt freigegeben ist. Bei Anlagen, die mit mehreren unabhängigen Sicherheitsventilen ausgerüstet sind, dürfen während der Prüfung eines Sicherheitsventiles die übrigen bei entsprechend abgeminderter Anlagenleistung blockiert werden.

6.1.2 Direkt wirkende Sicherheitsventile sind grundsätzlich aufrecht unter Beachtung der Strömungsrichtung einzubauen. Die Zuleitung sollte kurz und soweit wie möglich gerade sein. Abgänge zu Sicherheitsventilen sollten nicht anderen Abzweigungen gegenüber liegen.

Zuleitungen und Abblaseleitungen von Sicherheitsventilen sind strömungsgünstig zu verlegen.

Sicherheitsventile sind gegen schädigende äußere Einflüsse, z.B. Witterungseinflüsse, die funktionshemmend sein können, zu schützen.

Übertragungen von Vibrationen auf das Sicherheitsventil sind zu vermeiden.

Abblaseleitungen von Sicherheitsventilen müssen gefahrlos ausmünden. Im Abblasesystem darf sich keine Flüssigkeit ansammeln können. Falls Gefahr des Einfrierens besteht, muß die Leitung entsprechend geschützt sein. Die Leitungen müssen unter Berücksichtigung der örtlichen Betriebsverhältnisse so bemessen und verlegt sein, daß die statischen, dynamischen (Reaktionskräfte) und thermischen Beanspruchungen sicher aufgenommen werden können. Soweit bei Sicherheitsventilen auch ein Austritt von ausgasenden und verdampfenden Flüssigkeiten, z.B. Heißwasser, zu erwarten ist, müssen in unmittelbarer Nähe des Ventils Entspannungseinrichtungen ausreichender Größe angeordnet werden. An diesen Entspannungseinrichtungen sind Öffnungen ausreichenden Querschnittes sowohl zur Ableitung des entspannten Dampfes (Gases) als auch zur Ableitung der Flüssigkeit vorzusehen. An Sicherheitsventilen, bei denen durch Austreten des Mediums, z.B. auch durch die offene Haube, direkt oder indirekt Gefahren für die Personen oder die Umgebung entstehen können, müssen geeignete Schutzvorrichtungen angebracht werden. Geringfügige Ausschwadungen durch die Spindeldurchführung sind zulässig.

6.2 Querschnitte

6.2.1 Der Querschnitt der Zuleitung darf nicht kleiner sein als der Eintrittsquerschnitt des Sicherheitsventils. Der Querschnitt der Abblaseleitung darf nicht kleiner als der Austrittsquerschnitt des Sicherheitsventils sein (vgl. Bild 1).

Der Durchmesser und die Länge der Abblaseleitungen, der Krümmer, der Schalldämpfer etc. bestimmen die Höhe des Eigengegendruckes. Diese Teile sind so zu bemessen und zu verlegen, daß der vom Hersteller für das Sicherheitsventil angegebene zulässige Gegendruck nicht überschritten wird.

6.2.2 Der Druckverlust in der Zuleitung darf beim größten, abgeführten Massenstrom 3 % der Druckdifferenz zwischen dem Ansprechdruck und dem Fremdgegendruck nicht überschreiten. Voraussetzung für eine ungestörte Funktion bei diesem Druckverlust ist, daß die Schließdruckdifferenz des eingebauten Sicherheitsventils mindestens 5 % beträgt. Bei kleinerer Schließdruckdifferenz als 5 % muß der Unterschied zwischen Druckverlust in der Zuleitung und Schließdruckdifferenz mindestens 2 % betragen.

Bei gesteuerten Ventilen gelten die Anforderungen für den Druckverlust in der Zuleitung nur, wenn sie auch bei Ausfall der Steuerung als direkt wirkende Sicherheitsventile arbeiten. Für den Druckverlust von 3 % in den Zuleitungen von Sicherheitsventilen kann mit Hilfe des Diagramms nach Bild 2 der zulässige Widerstandsbeiwert ξ_z der Zuleitung und damit deren maximale Länge L_E bestimmt werden.

Mit der Summe der Widerstandsbeiwerte ξ_i (Tafel 2) der einzelnen Leitungs- und Einbauteile sowie dem Widerstandsbeiwert des geraden Rohres λ ⋅ L_E / D_E läßt sich die zulässige Leitungslänge L_E mit λ aus Tafel 1 errechnen:

L_E= (ζ_z- Σ ζ_i) ⋅ D_E/λ (1).

Ist die errechnete Zuleitungslänge L_E kleiner als die benötigte, muß die sichere Funktionsweise unter den vorliegenden Einbaubedingungen durch Versuch festgestellt und der tatsächliche Druckverlust in der Zuleitung bei der Größenbemessung des Sicherheitsventils berücksichtigt werden.

6.3 Gegendrücke auf der Austrittseite, die sich auf den Ansprechüberdruck und auf die Öffnungskräfte oder den Massenstrom auswirken, sind zu berücksichtigen. Vom Hersteller ist anzugeben, bis zu welchem Gegendruck p, ein bestimmungsgemäßes Arbeiten des Sicherheitsventils gewährleistet ist und der abzuführende Massenstrom Abschnitt 2.2) zuverlässig erreicht wird. Führt die Abblaseleitung eines Sicherheitsventils in ein nachgeschaltetes Netz, ist das Sicherheitsventil so einzustellen und zu bemessen, daß es beim maximalen Fremdgegendruck p_af rechtzeitig abzublasen beginnt und bei dem höchstmöglichen Gegendruck p_a den geforderten Massenstrom abführen kann.

6.4 Sicherheitsventile müssen für die Prüfung der Funktionsfähigkeit und zur Wartung zugänglich sein

6.5 Einbauanleitungen des Herstellers sind zu beachten

7 Werkstoffe

Die Werkstoffe für alle durch das Medium beanspruchten Teile müssen entsprechend den einschlägigen allgemein anerkannten Regeln der Technik so ausgewählt werden, daß sie für die auftretenden Drücke und Temperaturen geeignet und ausreichend korrosionsbeständig sind. Dieses gilt auch für die Zuführungs-, Ausblase- und Kondensatabführungsleitungen. Werkstoffe für Steuerleitungen sind nach den TRD der Reihe 100 auszuwählen. Werkstoffe für Gehäuse müssen der TRD 110 entsprechen.

Sicherheitsventile sind so zu gestalten, daß die Funktionsfähigkeit durch ein Verbacken nicht beeinträchtigt wird. Dies ist z.B. zu erreichen, wenn für Ventilteller und Ventilsitz unterschiedliche Werkstofftypen z.B. martensitische und austenitische Werkstoffe oder korrosionsfeste Hartlegierungen verwendet werden.

8 Herstellung und Prüfung der Armaturengehäuse

Die drucktragenden Gehäuseteile der Armaturen sind nach TRD 110 herzustellen und zu prüfen. Die geforderte Druckprüfung kann gegebenenfalls bei größeren Druckunterschieden im Vordruck- und Nachdruckteil von Sicherheitsventilgehäusen für beide Teile getrennt und unter Berücksichtigung der maßgeblichen Drücke durchgeführt werden.

9 Größenbemessung

9.1 Der erforderliche engste Strömungsquerschnitt vor dem Ventilsitz A₀ ist nach den Formeln des Abschnittes 9.4 zu berechnen.

9.2 Der engste Strömungsdurchmesser vor dem Ventilsitz muß mindestens 15 mm (der von Steuerventilen gemäß Abschnitt 5.8.1 jedoch mindestens 10 mm) betragen. Bei Sicherheitsventilen für Dampfkessel der Gruppe I kann der engste Strömungsdurchmesser bis auf 6 mm ermäßigt. werden.

9.3 Die Ausflußziffer soll bei Vollhub-Sicherheitsventilen den Wert α_w = 0,5 - ausgenommen Ventile, die im Hub begrenzt sind - und bei Normal- bzw. Proportional-Sicherheitsventilen den Wert α_w = 0,08 nicht unterschreiten.

Konstruktive Hub-Begrenzungen müssen einen Hub von mindestens 1 mm zulassen.

9.4 Wasserdampf

Mit Hilfe des Druckmittelbeiwertes x, der die Eigenschaften des ausströmenden Wasserdampfes und die Umrechnung der nicht kohärenten Einheiten berücksichtigt, ergibt sich für Wasserdampf der engste Strömungsquerschnitt

       (2)

mit

Der Druckmittelbeiwert x ist für überkritische Entspannung in Bild 3 dargestellt.

Für unterkritische Entspannung und für Drücke < 2 bar ist der Druckmittelbeiwert rechnerisch zu ermitteln.

Für unterkritische Druckverhältnisse ist

 (3)

Für überkritische Druckverhältnisse kann die Ausflußfunktion nach Formel (4) errechnet oder in Abhängigkeit vom Druckverhältnis und vom Isentropenexponenten dem Bild 4 entnommen werden.

  (4)

Hierin bedeuten:

A0	=engster Strömungsquerschnitt vor dem Ventilsitz	[mm2]
d0	= engster Strömungsdurchmesser vor dem Ventilsitz	[mm]
qm	= abzuführender Massenstrom (siehe TRD 401 Abschnitt 2.8)	[kg/h]
p0 =	absoluter Druck im Druckraum des Dampfkessels; das 1,1-fache des zulässigen Betriebsüberdruckes zuzüglich Umgebungsdruck von einem bar Wenn aus verfahrenstechnischen Gründen am abzusichernden Dampfkessel ein kleinerer Druck bei der Bemessung eingesetzt werden soll, z.B. der absolute zulässige Betriebsdruck, ist dies zu vereinbaren."	[bar]
v	= spezifisches Volumen im Druckraum	[m3/kg]
Ψ	= Ausflußfunktion	-
αw	= Ausflußziffer	-
pa0	= absoluter Gegendruck	[bar]
k	= Isentropenexponent des Mediums im Druckraum	-
Für Wasserdampf sind das spezifische Volumen v und der Isentropenexponent k aus VDI-Wasserdampftafel, 7. Auflage 1968, VDI-Verlag, Düsseldorf, zu entnehmen

9.5 Heißwasser für Heißwasser sind Bemessungsregeln in Vorbereitung 

10 Kennzeichnung

10.1 Armaturengehäuse müssen gemäß TRD 110 gekennzeichnet werden. Bauteilgeprüfte Sicherheitsventile müssen zusätzlich mit dem zuerkannten Bauteilkennzeichen dauerhaft und gut lesbar versehen sein. Klebefolien sind nicht zulässig.

10.2 Durch Anbringen des Bauteilkennzeichens übernimmt der Hersteller die Gewähr für die Übereinstimmung des Sicherheitsventils mit dem Bauteilprüfbericht einschließlich Anlagen, die richtige Einstellung übereinstimmend mit der Druckangabe im Bauteilkennzeichen und für die Sicherung gegen Verstellen.

10.3 Das Bauteilkennzeichen setzt sich aus folgenden Angaben zusammen:

Bei Sicherheitsventilen, die für verschiedene Medien geprüft wurden, können mehrere Kennbuchstaben angegeben werden.

10.4 Der Hersteller hat eine Einbau- und Betriebsanleitung mitzuliefern.

11 Prüfung am Einbauort

Die Prüfungen sind nach TRD 504, 505 und 601 Blatt 2 vorzunehmen.

12 Sicherheitsabsperrventile

12.1 Sicherheitsabsperrventile sind gesteuerte Sicherheitseinrichtungen entsprechend Abschnitt 3.2.2, jedoch mit entgegengesetzter Wirkungsrichtung des Hauptventils. Sie sind einem abzusichernden System vorgeschaltet und im Normalbetrieb geöffnet. Bei unzulässiger Drucksteigerung sperren sie den Mediumzustrom selbsttätig ab. Die Abschnitte 2.5, 4, 5, 6.5 bis 6.8, 7, 8, 10 und 11 sind hierfür sinngemäß anzuwenden. Eine Bemessung entsprechend Abschnitt 9 entfällt.

12.2 In Strömungsrichtung sind vor den Hauptventilen Einrichtungen wie z.B. gelochte Scheiben oder Siebe einzubauen, die sicher verhindern, daß größere Fremdkörper in den Sitz des Ventils gelangen.

12.3 Trotz vorgeschalteter Schutzeinrichtungen im Sinne von Abschnitt 12.2 können Fremdkörper vom Durchmesser der größten Siebbohrung das völlige Schließen des Hauptventils verhindern. Das dem Sicherheitsabsperrventil nachgeschaltete abzusichernde System muß daher zusätzlich mit einer Sicherheitseinrichtung gegen Drucküberschreitung ausgerüstet werden. Bei der Bemessung dieser Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung ist der nach Satz 1 mögliche Leckmassenstrom zu berücksichtigen.

Tafel 1 Rohr-Reibungsbeiwerte λ für K = 70 µm (Richtwert)

mit

" Tafel 2 Widerstandsbeiwerte ζ_i (Richtwerte)

Rohrbogen Für δ ≠ 90°   ζuδ = ζu90 ⋅ (δ /90°)0,5	Umlenkverluste für δ = 90° und K = 70 µm
	DE R/DE	20 mm	50	100	200	500
	1,0 1,25 1,6 2 2,5 3,15 4 5 6,3 8 10	0,42 0,35 0,29 0,25 0,22 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,14	0,33 0,28 0,23 0,19 0,17 0,15 0,14 0,12 0,11 0,10 0,11	0,27 0,23 0,19 0,16 0,15 0,13 0,12 0,10 0,10 0,10 0,10	0,24 0,20 0,17 0,14 0,13 0,11 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10	0,19 0,16 0,14 0,12 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10
Zuleitungsstutzen						ζi
	gut gerundet					0,1
	Kante normal gebrochen					0,25
	Kante scharf oder durchgestecktes Rohr					0,50
stetige Querschnittsverengung	bezogen auf den verengten Querschnitt					0,1
rechtwinklige T-Stücke	Stutzen scharfkantig eingesetzt			im Durchgang		0,353
				im Abzweig		1,283
	Stutzen ausgehalst oder aufgesetzt, Einlauf abgerundet1			im Durchgang		0,23
				im Abzweig		0,753
Wechselventil/Verblockungseinrichtungen						2
1) Für in Hochdruckrohrleitungen übliche erweiterte T-Stücke 2) ζ -Wert-Bestimmung erforderlich 3) Bezogen auf den Staudruck in der zum Sicherheitsventil abgehenden Leitung

8) Hieraus darf nicht geschlossen werden, daß beim Betrieb des Dampfkessels gegen die Grundforderung gemäß Abschnitt 2.2 verstoßen werden darf.

9) Dieser Wert gilt nach einer Übergangsfrist von 2 Jahren. Ab Inkrafttreten dieser TRD ist jedoch ein Faktor von mindestens 1,5 einzuhalten.

ENDE