Innovative passive Sicherheitssysteme zur Verhinderung von Druckstößen und Kavitationsschlägen in Rohrleitungen

In diesem Beitrag werden neben einer Aufstellung bekannter Maßnahmen und Diskussion derer Einsatzgrenzen zwei neue, von Fraunhofer UMSICHT und dem Forschungszentrum Rossendorf entwickelte Verfahren zur Vermeidung unerwünschter Drücke in Rohrleitungen, insbesondere von Druckstößen und Kavitationsschlägen, vorgestellt. Durch Anordnung einer Hilfsarmatur hinter der eigentlichen Absperrarmatur ist eine Schnellabsperrung der Rohrleitung ohne Kavitationsschläge möglich. Der Einsatz von Rückschlagklappen stellt hierbei eine kostengünstige Variante dar. Die Kavitationsschläge hinter der Absperrarmatur werden vollständig unterdrückt. Darüber hinaus wird ein neues passives Sicherheitssystem (ABS-Armatur) zur Verhinderung von Druckstößen vorgestellt. Hierbei wirkt der Leitungsdruck stromaufwärts der Absperrarmatur auf ein Scheibenbremssystem, das die Schließbewegung der Armatur beim Ansteigen des Leitungsdrucks unterbricht. Sinkt der Druck wieder ab, so wird der Schließvorgang fortges etzt. Durch Kombination beider neuer Verfahren können sowohl der Druckanstieg stromaufwärts der Armatur als auch der Zusammenfall von Kavitationsblasen stromabwärts der Armatur sicher vermieden werden. Mit diesen innovativen Maßnahmen kann der Systemdruck in der Rohrleitung niemals unerwünschte Beträge annehmen. Sowohl einzeln als auch in Kombination stellen beide Verfahren passive Sicherheitssysteme für Rohrleitungen dar. This paper discusses the established methods of prevention of water and cavitational hammer versus new innovative methods developed by Fraunhofer UMSICHT and Forschungszentrum Rossendorf.

Using an additional valve (i.e. clapper check valves) downstream the main closing valve, fast valve closing is possible without any cavitational hammer. Additionally a new passive safety system (ABS-Armatur) for the prevention of water hammer upstream the main closing valve is introduced. Upstream the closure valve, a brake line connects the transport liquid of the m ain pipe with a hydraulic brake system. In case of valve action (closing), the pressure upstream the valve increases rapidly causing a fast interruption of the closing process. With decreasing pressure the closing process may continue. By combination of both methods pressure up - as well as downstream the closing valve may be safely controlled.