用于压力传导系统的过压保护的安全装置.pdf

安全装置(2)，用于压力传导系统的、特别是核设施的压力容器(4)的过压保护，具有这样提供的安全阀(6)：所述安全阀(6)既在达到临界系统压力时高度可靠开启并可以将压力传导系统卸压，又在压力降至设定值后再度极可靠地关闭。根据本发明，所述安全阀(6)为此包括两个串联安置在流动通道(10)中的安全阀门(12、48)，其中每个安全阀门(12、48)都在控制端通过控制管道(38、70)与一个配属于它的控制装置(40、72)连接，所述控制装置在脉冲端通过压力采集管道(42、74)与压力传导系统相连，所述控制装置根据静原理工作。

1.  安全装置(2)，用于压力传导系统的、特别是核设施的压力容器(4)的过压保护，具有：安全阀(6)，所述安全阀包括两个串联安置在流动通道(10)中的安全阀门(12、48)，其中每个安全阀门(12、48)都在控制端通过控制管道(38、70)与一个配属于它的控制装置(40、72)连接，所述控制装置在脉冲端通过压力采集管道(42、74)与压力传导系统相连，所述控制装置根据静原理工作。

2.  根据权利要求1所述的安全装置(2)，其中安置于所述流动通道(10)中的上游的安全阀门(12)的开启压力被调整为高于其它下游安置的安全阀门(48)的开启压力。

3.  根据权利要求1或2所述的安全装置(2)，其中安置于所述流动通道(10)中的上游的安全阀门(12)的闭合压力被调整为高于其它下游安置的安全阀门(48)的闭合压力。

4.  根据权利要求1至3中的任一项所述的安全装置(2)，其中上游的安全阀门(12)根据卸载原理工作。

5.  根据权利要求1至4中的任一项所述的安全装置(2)，其中下游的安全阀门(48)根据负载原理工作。

6.  根据权利要求1至5中的任一项所述的安全装置(2)，其中上游安全阀门(12)具有与阀门活塞(28)相连的阀门锥(16)并且被这样直立地安置于所述安全阀(6)中，即所述阀门锥(16)位于所述阀门活塞(28)下方。

7.  根据权利要求1至6中的任一项所述的安全装置(2)，其中下游安全阀门(48)具有与阀门活塞(52)相连的阀门锥(56)并且被这样“倒立”地安置于所述安全阀(6)中，即所述阀门锥(56)位于阀门活塞(52)上方。

8.  根据权利要求1至7中的任一项所述的安全装置(2)，其中所述两个安全阀门(12、48)彼此紧邻地安置于共用阀壳(82)内。

9.  根据权利要求1至8中的任一项所述的安全装置(2)，其中每个控制装置(40、72)具有压力-路程-转换器，其中一个压力室和与其分开的另一压力室之间的压力差可以转化为调节体的运动，其中控制部件可以利用调节体触发，用以控制配属于控制装置(40、72)的所述安全阀(12、48)。

10.  根据权利要求9所述的安全装置(2)，其中所述控制装置(40、72)的所述一个压力室通过压力采集管道(42、74)之一与所述压力传导系统相连，而所述另一压力室通过排出管道(44、86)与排放容器相连。

用于压力传导系统的过压保护的安全装置
技术领域
本发明涉及安全装置，用于压力传导系统、特别是核设施压力容器的过压保护，该安全装置具有安全阀。
背景技术
在承压容器或管道技术的所有领域中，特别是为压力卸载和压力控制，所谓安全阀或者压力阀得到应用。在此，既可以在正常工况期间又可以为带有承压组件的设备的安全保护而进行压力卸载和压力控制。特别是压力容器经常被依据现有技术规则保护防止过压。通过及时而充分的压力卸载，处于过压区域的潜在的临界工作状态被一贯地而且即时地抑制；灵活的安全措施的实施得以改进。对于带有承压初级系统、具有诸如反应堆核芯的待保护组件的核电站，这尤其关系重大。
在核电站领域，特别是压水反应堆设备在初级侧装备了这种安全阀(Sicherheitsarmaturen)。它通常包括一个或多个安全阀门(Sicherheitsventile)，其在正常工况期间关闭而在超出压力容器临界压力时开启，以防止进一步的、可能是危险的压力上升并将待保护系统的内压降至预期的非临界尺度。例如，在175bar左右的触发压力值时可以提供核反应堆压力容器的压力卸载，其中将压力减低至例如150bar之后各个安全阀门通常都应当再度自动关闭，以避免初级回路的持续渗漏以及由此与此相关的可能方式的放射性(物质)溢出到反应堆设备安全壳容积中。
为遵循核电站领域极高的安全要求以及官方规定的可靠性标准，压力传导系统的过压保护一般通过自介质驱动安全阀门来实现，其根据卸载或负载原理工作。就是说：对驱动和维持过程所必要的驱动力或维持力取决于作用于阀门活塞的待保护系统的系统压力。为了各阈值(开启和关闭压力)的极高调整精度，特别是为初级回路的过压保护，也称为压力容器安全阀门的自介质驱动安全阀门一般通过分开的控装装置或控制阀门来控制。安全阀门原理上有两种变体，即根据卸载或负载原理来工作。
根据所述安全阀门的工作原理控制阀门的任务在于：用压力加载或卸载其控制室。对于操作而言，要求有阀座中极端的密封性，其通常通过磁力额外负载来实现。此种额外负载特别对弹簧加载控制阀是常规构造类型，此种基于流入的脉冲锥(Impulskegel)工作原理的额外负载对于改善阀座密封性是必要的，因为决定于构造类型在系统压力上升时在阀座处的表面压力下降了。作为替代，已知有电机驱动的控制阀用于压力容器安全阀。
所有迄今为止已知的安全阀，其通过弹簧加载控制阀来控制压力容器安全阀，在要求的情况下最终失误可能性尽管非常地小，却不是零。然而为了特别是在核电站初级冷循环中在任何可能的情况下都能保证在达到或超出临界系统压力时压力被可靠和有效地释放，通常采用压力保护系统多重冗余设计/布置，特别是通过将多个所述类型的安全阀或安全阀门并联耦合在压力传导系统或压力容器上。只要所述安全阀门彼此独立工作(其通过本领域技术人员公知的相应的设计和构建原理的应用或者技术转化而达到)，在要求情况下就保证了：以接近于安全的概率开启至少一部分目前并联的安全阀门并由此启动有效的压力降低。相反更困难的是：对所述压力容器安全阀门最终关闭失误概率的问题进行掌控。如上所述，因而导致了此种虽然概率很小但非完全不可能的情况：在压力降低至期望值后安全阀门保持开启，造成压力传导系统例如压水反应堆初级回路()的小渗漏。尽管在核电站现今通用的安全系统中大多数都有此类渗漏，然而，由于渗漏水溢出到所述反应器安全壳中，应当从长期的中止状态(Stillstand)和广泛并且成比例的花费巨大的修理出发。
发明内容
本发明的任务因此是：提供上述类型的安全装置，其安全阀不仅在达到临界系统压力时高度可靠地开启，而且在压力下降后再次尤其可靠地关闭。
根据本发明该任务被如此解决：所述安全阀包括两个串联安置在流动通道中的安全阀门，其中每个安全阀门都在控制端通过控制管道与配属于它的控制装置连接，所述控制装置在脉冲端(impulsseitig)通过压力采集管道与压力传导系统相连，所述控制装置根据静原理(Ruheprinzip)工作。
所述各个控制装置在下文有时也分别被简称作“控制阀门”，然而也不能排除，根据具体的实施方式，其也涉及带有多个具有相作用连接的可动元件和所属的流体腔的、机械上相对复杂的装置。
本发明从此考虑出发：根据迄今为止操作经验和理论和实践研究的结论，常用和证明合适的结构类型的受控安全阀的通常为10^-2/要求(Anforderung)的关闭失误概率值通常显著高于开启过程故障概率，其典型的值为10^-4/要求(Anforderung)。出于理论考虑另外结论还有：当有两个此种安全阀门串联于流动通道中时，考虑到所述通道在要求情况下不像为所述压力卸载所提供的那样被开放，总概率大约为单次开启概率的相加总和，因此提高至约仅接近2×10^-4/要求的一个值，而关闭失误概率则相乘，总的失误概率呈约(10^-2)²/要求＝10^-4/要求。通过将两个安全阀串联布置(Hintereinanderanordung)，优选在一个总安全阀中将两个安全阀串联布置，在要求情况下压力卸载措施的可靠性仅被稍微影响；通过此种方法，可以达到对关闭功能的实质显著改进。由此，特别是在压水反应堆中使用时，可以特别可靠地避免初级回路的所不希望的渗漏。
特别为核电站领域安全技术的关系，优选串联在安全阀中的两个安全阀门每个都是通过相应配置的控制阀门控制的自介质驱动安全阀。在此优选为两安全阀门中的每一个都提供一个自己的独立于另一控制阀门工作的控制阀门，该控制阀门此外还优选100％为被动的(passiv)，就是说依据所谓的静原理来工作，全无磁性额外负载以及类似物、即没有主动部件就足以胜任。
根据目的，有至少三条管道从一个这种类型控制阀门延伸出：第一管道是压力采集管道(Druckentnahmeleitung)(测量管道或者脉冲管道)，利用该压力采集管道控制阀门可被所述压力容器中系统压力加载。第二管道是控制管道，通过该控制管道所述控制阀门作用于安全阀门。例如为开启根据卸载原理工作的安全阀门，所述安全阀门被通过控制管道卸载。第三管道是排出管道(排放管道)，其或者通入空气中，或者特别是在核设施的情况下通入排放箱(压力容器排放箱Druckhalterabblasetank)。例如，根据卸载原理工作的安全阀门的卸载通过控制管道和排放箱中的排出管道来存在。
特别有利的是：基于所属控制阀的设计和调整，安置于所述流动通道中的上游安全阀门的开启压力被设置得(被调整为)高于其它下游设置的安全阀门的开启压力。在此朝向需保护的压力容器的上游安全阀的开启压力有利地对应于临界系统压力，在达到或者超过临界系统压力时应当实施卸压。就是说，在系统压力连续上升而尚未达到临界压力时-当上游安全阀门还关闭着-首先是两个安全阀门中的下游安全阀门利用配属于它的控制阀门借助于相应的控制被带至打开位置，只要其没有已经总是处于同样的位置并保持在该位置上。在此，系统精确处于可能的即将到来的卸压的“预备状态”。所述下游安全阀门的可能故障可以在此状态，就是说在临界系统压力被达到之前，就被识别、必要时排除，或者至少在接下来的安全措施中被考虑。只要压力继续上升并达到或超出所述临界值，上游安全阀门最终开启并打开流动通道进行卸压。
另外还明显有利的是：其中安置于所述流动通道中的上游安全阀门的闭合压力被设置得(调整为)高于其它下游设置的安全阀门的闭合压力。就是说系统压力降低之后又回复到正常水平，安置在流动通道中的上游安全阀门首先关闭。然而万一它由于未曾料想的关闭失误保持开启，流体介质从所述压力容器流出，系统压力继续下降，直至最终所述下游安全阀门通过所属于它的控制阀被带至关闭位置。由于所述安全阀中两安全阀门同时的(或者时间上相近的)关闭失误明显是不太可能的，可以可靠地避免所不希望的、超出压力传导系统的用于真正卸压过程所必要的泄露的尺度，例如压水反应堆初级回路冷却循环的渗漏。
在此意义上可以说这样说：上游的“第一”安全阀门代表所述安全装置的真正的压力保护阀门，而在第一安全阀门关闭失误的情况下，在流动方向上后接于它的在卸压时排出介质的“第二”安全阀可作为“后备”供使用，以便在需要时将压力容器与“外部世界”隔离。所述第二安全阀门因此可以被称为安全隔离阀门或者简称隔离阀门。
所述上游安全阀门优选根据卸载原理工作，而所述下游安全阀门(隔离阀门)优选根据负载原理工作。换句话说：一旦配属于上游安全阀门的控制阀将连接于所述安全阀控制室的控制管道开启，并由此将所述控制室卸压，上游安全阀门就开启。不仅所述开启过程自身而且上游安全阀的之前的关闭保持也优选仅凭借压力容器中的初级压力用作驱动介质。相反，下游安全隔离阀门优选通过它的控制室的压力加载来保持开启和关闭，一旦由介质决定在流动通道处于压力下时候控制室的压力加载通过所属的控制阀中断。即使在此处，驱动和保持过程优选仅依靠由压力容器中初级压力所提供或带来的力来实现。
在优选的实施方案中，所述上游安全阀门被这样直立地安置于安全阀中，即它的阀门锥位于所述阀门活塞的下方并从上方将所属阀座封闭。凭借所述阀门活塞自重并由此在正常工况特别地结合按卸载原理的安全阀工作方式，特别可靠的高密封性的关闭保持是可以实现的。与此相对，所述下游安全阀门，其称为安全隔离阀门，根据目的如此被倒立地安置在安全阀内：所述阀门锥位于阀门活塞上方，并从下方将所属阀座封闭。在此情况下，所述阀门锥在流动通道中流动介质所产生的闭合力不存在下，由于其自重决定的闭合力-特别是当上游的“第一”安全阀门关闭时-具有这样的趋势：降到其下抵靠位置(Anschlagposition)并由此开放流动通道，也就是说开启。由此，在所述安全装置的正常工况期间(此时上游安全阀门阻塞所述流动通道)以及在卸压即将到来的“预备阶段”、和在卸压期间甚至-必要时被控制室的压力加载所支持，所述安全隔离阀门可靠地保持开启。仅上游安全阀门必须通过所属的控制阀响应相应的打开要求，以便在临界系统压力被达到时引导所述系统卸压。
尽管用真正的(上游)安全阀门串联安全隔离阀门，压力卸载措施的失误概率总地来说只取决于上游安全阀门及其控制阀门的通常明显小的开启失误概率；反过来，压力卸载之后的随后再关闭被双倍保证，因为两个安全阀门至少之一被再度关闭的概率极高，这足以总地完全阻塞所述流动通道。
尽管原则上有此可能：将两个安全阀门空间比较彼此远离地分隔，并且分开地布置在或者说安装在连接于压力传导系统的压力卸载管道中，然而特别优选的是：所述两安全阀门彼此紧邻地安置在共用阀壳内。在作为一体铸件实施的阀门外壳中，特别紧凑并且压力稳定的实施方式可被实现。
优选的是，每个控制装置(“控制阀门”)包括压力-路程-转换器，其中一个压力室和与其分开的另一压力室之间的压力差可以转化为调节体的运动，其中控制部件可以利用调节体触发，用以控制配属于控制装置的所述安全阀。有利的是，所述控制装置的一个压力室在此被通过压力采集管道之一与所述压力传导系统相连，而另一压力室通过排出管道与排放容器相连。此种控制阀门的具体的实施方式变体，其基本特征以“SIERION”来标记，Herion和AREVA(前身Framatome，以前Siemens)公司合作研制，并被AREVA公司改进，详细参见DE 196 28 610C1号或者DE 198 24 494C1描述。在此，它涉及带有流体不流过的转换器(Umformer)的弹簧加载控制阀门，其无磁性额外负载或者类似物，完全是被动的(passiv)，也就是说根据静原理来工作。其特点在于很高的阀座密封性，其中通过压力采集管道以初级回路压力加载，在提高的压力下产生更高的平面压力。以下是有利的：所述压力采样管道本身不被流过；就是说，初级回路介质不会经此路径泄露至外。但是在一些应用中，不依赖于外壳的孔道(脉冲孔道、压力采集孔道、控制孔道)的每个实施方式，带有可流过的压力采集管道的变体也是有利的。此外，在介质(氢(Wasserstoff)、蒸汽、饱和水、过冷的和冷的压水)的所有可能的状态中，SIERION-控制阀可以稳定地工作。对于依据负载原理的安全阀门或者根据卸载原理的安全阀门存在许多变体。
本发明达到的优点特别在于：通过串联控制的、自身介质驱动的安全阀门结合完全被动工作、用初级压力加载触发的控制阀门，特别是在打开压力和关闭压力差的适合的相互协调一致的同时，特别是在简单的结构和连接成本的同时实现了一个特别可靠的压力容器的压力保护系统，其在压力卸载之后特别安全可靠地再度回到“正常状态”，在该正常状态中所述压力容器在介质方面与外界隔离。避免了在其它情形下在安全阀门串联时所必要的复杂的“风箱”结构或类似物。特别是在压水反应堆设备初级回路压力保护的应用，可能的流失到安全壳中的放射性(物质)(Aktivitaet)被极为可靠地降低至对压力卸载必需的最低值，以便可以设计出相应的外部安全系统用于控制很小的放射性(物质)量控制。
通过下图进一步阐释了本发明的实施例。其中表明了：
附图说明
图1带有用截面表示的、包括两个串联的安全阀门的安全阀的、用于压力容器的压力保护的安全装置的连接图，和
图2带压力标尺的图，其中根据图1的安全装置的两个安全阀门的关闭和开启压力被记入。
具体实施方式
由图1所示出的安全装置2用于被承压的液体或者气体流体介质M(此处：反应堆制冷剂)所充满的压力容器4的过压保护，在此是一个压水反应堆的反应堆压力容器。安全装置2的任务是：一旦在该压力容器的内部的压力达到或超出了预设的被视为临界的值，则开始对压力容器4进行卸压，其方式为为承受过压的流体介质M提供机会，使其至少部分地和以尽可能受控的方式从压力容器4中排出。此外，该压力容器上还连接了配备有安全阀6(Sicherheitsarmatur)的压力管道8。该压力管道8的内部空间形成了流动通道10，通过该流动通道可以使流体介质M-由其本身的内压所驱动-在卸载情况下以减压的方式从该压力容器4中流出。该流体介质在安全阀6的出口侧被收集至在此未被进一步示出的收集容器或收集系统中。
正常情况下，即在低于在此是例如175bar的临界系统压力时，该流动通道10由集成在安全阀6中的安全阀门12(Sicherheitsventil)闭合。为此目的，安全阀门12具有沿主轴14可推移放置着的、大约洋葱形状的阀门锥16，其在正常状态下在其下侧的抵靠位置中以相对大的表面压力平放在相应的、设置在其下方的阀座18上，并且由此将用于在流动通道10的入口部段20与中间部段22之间的流动介质M的穿过孔压力密封地且介质密封地封锁。
阀门锥16在其远离阀座18的上侧，通过在导向缸24中所引导的柱状活塞杆26与同样柱状的阀门活塞28相连，该阀门活塞具有比活塞杆26更大的直径并且在其一侧在与它的直径相协调的、在下文被标记为活塞缸30的导向缸中这样引导，从而使由阀门活塞28、活塞杆26和阀门锥16构成的可活动的阀门单元沿安全阀门12的主轴14在上抵靠位置和下抵靠位置之间可以推移，而在横的方向上被安置得尽可能是无游隙的。阀门活塞28借助于在此未进一步示出的活塞密封圈相对于包围它的活塞缸30密封，并将其分隔为-参照在此示出的安装位置-上阀门室32和下阀门室34。在下阀门室34和流动通道10的入口部段20之间，通过活塞杆26外侧与导向缸24内侧之间的缝隙泄漏实现了流体介质M的节流溢出()。另外，承压的流体介质M通过集成在活塞杆26和阀门活塞28中的过流通道36，从流动通道10的入口部段20溢出(übertreten)到上阀门室32中并且-只要连接到该上阀门室上的、作为卸压管道起作用的控制管道38是关闭的-则将该上阀门室置于压力之下。由于用于闭合力的有效表面之和、即在阀门活塞28和阀门锥16的上侧的表面大于用于逆向的开启力的在阀门活塞28的下侧上的有效面积，阀门锥16被朝下压在其阀座18上，且该朝下的压力随着在压力容器4中、和因此在连接到其上的压力管道8中、或在流动通道10的入口部段20中的系统压力的升高而增强。这同时是由阀门活塞28、活塞杆26和阀门锥16所组成的可活动的阀门单元的下面的抵靠位置，在该位置处下阀门室34的体积最小，而反之上阀门室32(所谓的控制室)的体积最大。通过该可活动的阀门单元的自重-结合安全阀门12垂直“直立”(stehenden)安装在安全阀6中-闭合力被进一步增强了。
通过开启前述的控制管道38，安全阀门12的上阀门室32，所谓的控制室被卸压，从而使从现在起阀门活塞上的朝向上的力由于作用于其下侧的液压力(由在活塞杆26与导向缸24之间的缝隙中的流体介质M的缝隙泄漏所决定)而占优势，并将阀门活塞28连同阀门锥16向上压至其开启位置。由此开始对压力容器4进行卸压。只要控制管道38不再度关闭，安全阀门12就保持一直开启，正如由流体介质M的自身压力所导致的提升力克服了从现在起基本上仅由重力决定的闭合力。
在反应堆压力容器的过压保护的情况下，通常应将安全阀门12基本更早再度关闭，以便在必要的程度上来限制流体介质M通过流动通道10溢出到收集容器中。根据上述实施方式，作为卸载管道工作的控制管道38被再度关闭，从而使由于流体介质M的被节流的过流穿过过流通道36进入从现在起封闭的控制室32而必需的关闭压力能够快速地再次建立。在阀门活塞28下降的情况下，位于下阀门室34中的流体介质M被再次压回到流动通道10中，其中阀门锥16的向下运动和在阀座18上的安置由活塞杆26和导向缸24之间泄漏缝隙的节流效应所抑制。
为特别精确而可靠地控制依赖于压力容器4中系统压力的安全阀门12的开启和关闭过程，设置有在此仅仅示意性地标出的弹簧加载的控制装置40(“控制阀门”)，其一方面通过压力采集管道42(测量管道或者脉冲管道)与压力容器4相连，另一方面通过控制管道38与安全阀门12的控制室32相连。连接到控制阀门40上的第三管道是排出管道44，该排出管道在其另一个端部上通入到在此未示出的排放箱或者收集容器中。在此特别涉及同一收集容器，压力管道8的流动通道10在安全阀6的出口侧也连接到该收集容器上。控制装置40的压力-路程转换器的压力室通过压力采集管道42利用在压力容器4中的系统压力来加载，从而使压力-路程转换器就其而言通过调节体触发控制部件，该控制部件或者是封闭住控制管道38，或者是在流动方面与排出管道44相连。以此方式，通过控制装置40来控制安全阀门12的控制室32的压力卸载和由此来控制如上详细描述的其自体介质驱动的开启和关闭。压力采集管道42在某种程度上仅用于测量实时系统压力；而它自身不被流过(流动介质M的质量流不存在)。
控制装置40的各个响应压力或者触发压力大致上通过其结构和尺寸或者其单个组件的设计来预设。在生产应用中的真正运行之前例如通过对调节体()或者对控制部件起作用的弹簧的弹簧预应力的变化来进行精密调整。由此得出了用于由控制装置40所控制的安全阀门12的开启压力和关闭压力的、在根据图2的压力图的左侧部分中通过双箭头46标出的图示(在说明文字SV＝安全阀门的下方)：压力容器4的正常工作区域(在该区域中，安全阀门12关闭)位于例如150bar至160bar之间的压力区间(图2中设置为灰)。如果在操作故障范畴中，压力容器4内的压力相对猛烈上升，则控制装置40响应于例如175bar的临界系统压力并开启安全阀门12，由此开始了压力容器4的所期望的压力卸载。左侧双箭头46的上箭头因此在图2中标出了安全阀门12的开启压力。通过流体介质M从压力容器4中流出，压力在短时间后再次降至正常水平。为防止流体介质M不必要地大量溢出至外部的反应堆安全壳，控制装置40被如此调节：即该控制装置在低于例如150bar的下临界值的情况下自动再次关闭此前开启了的安全阀门12。图2中双箭头46的下箭头因而标出了安全阀门12的关闭压力。
然而在迄今为止操作上的经验的范畴中证实了：安全阀门12的再关闭过程具有不可完全忽略的失误概率。为了在此种失误情况下可靠地防止流体介质M超出对于把压力卸载到正常压力水平所必需的程度而不期望地从压力容器4中排出，安全阀6以中心安全标志的冗余设计形式具有在流动方面后接于安全阀12的第二安全阀48，该安全阀由于其在下面待描述的功能也可以称作安全隔离阀门或者简称隔离阀门。这个下游的第二安全阀门48通过其结构为此而特殊设计：一方面在上游的第一安全阀门12关闭失误情况下将流动通道10可靠地封闭；另一方面不防止在前的压力卸载过程。
作为隔离阀门起作用的安全阀门48在其机械部件方面基本上与另外设置在流动通道10中上游的安全阀门12相类似地构造，因而该安全阀门具有通过活塞杆50与阀门活塞52相连的、沿主轴54可推移地安置的阀门锥56，其在关闭状态压抵到所属的阀座58上。活塞杆50在导向缸60中引导，导向缸朝着阀门活塞52方向扩展至包围其的活塞缸62。利用未进一步示出的活塞密封圈使阀门活塞52相对于活塞缸62密封并将其分为-参照图1所示的安装位置-上阀门室64和下阀门室66。下阀门室66通过集成到活塞杆50和阀门活塞52中的溢流通道68与流动通道10的中间部段22流体相通。
不同于安全阀门12，安全阀门48根据负载原理工作。相应地，上阀门室64被设计为控制室，并且可以根据需要通过与它连接的、作为负载管道起作用的控制管道70来施加压力。需要的驱动压力-由所属的弹簧加载的控制装置72来控制-通过压力采集管道74来从待保护的压力容器4中被取出，其中适合于安全阀门48的负载原理的控制装置72在加载期间生成了压力采集管道74与控制管道70之间的、为此必要的流动方面的连接。
另外，安全阀门48在下列情况下不同于安全阀门12，即只要配备有节流阀76的排空管道78连接在下阀门室66上时，其中节流阀76的节流效果被选定或是调节得显著高于集成到活塞杆50中的溢流通道68的节流效果。在根据图1的实施例中，排空管道78与流动通道10的出口部段80相连。最终，安全阀门48相对于安全阀门12旋转180°地且被“倒立”地设置在共用的阀壳82中，从而使由阀门锥56、活塞杆50和阀门活塞52组成的可活动阀门单元的自重有趋势-也就是说在不存在液压/气压力时将可活动阀门单元下压至打开的阀门位置。
整个系统的工作方式可以如此描述：当容器压力在大约150bar至160bar的正常工作范围内，如前所述，安全阀门12被关闭。可活动阀门单元，特别是安全阀门48的阀门锥56由于它的自重和“倒立”的结构相反地位于其下抵靠位置，也就是说在开启位置。在阀门锥56上游和在阀门锥16下游所安置的中间部段22和在阀门锥56下游所安置的、通入收集容器中的流动通道10的出口部段80处于环境压力之下，而在阀门锥16上游则提供了在压力容器4工作压力下的流动介质M。控制管道70还未加载。如果压力容器4中的压力由于操作失误升至明显高于正常水平，例如，至大约170bar，则考虑马上就要到达175bar的临界压力，在此控制装置40根据预调整响应、通过控制管道38和排出管道44对安全阀门12的控制室32卸压，并由此将阀门锥16-由承压的流动介质M自身所驱动-调整至其开启位置；因此开始了压力容器4的卸压。
在对该过程的准备当中，特别是为了避免：由在压力卸载过程期间流动通道10中以及阀门室中的流体动力过程而产生的所不期望的对处于开启位置上的安全阀门48的封闭，控制装置72在实施例中这样来调节：其自170bar压力起对控制管道70进行加载以及由此对安全阀门48(所述“隔离阀门”)的控制室64进行加载。这在根据图2的压力图中通过右侧双箭头84(所用标号：IV＝隔离阀)的上箭头所标示。在此位于活塞杆50与导向缸60之间的流动介质M的缝隙泄漏在相应的无空隙的实施例中可忽略其体积。
如果在达到用于控制装置72的170bar的触发压力后仍能避免压力进一步升高至175bar的临界值特别是通过及时采取的反应措施再次达到正常工况状态，那么仅控制装置72必须被手动“归位”，以便把安全装置2再次调到其起始状态。否则会通过在175bar时所进行的对安全阀门12的开启而开始压力容器4的卸压。在此过程期间，安全阀门48由于其控制室64的压力负载而可靠地保持开启。
在压力成功降低至150bar之后，根据迄今为止的实施例，安全阀门12通常应当再度关闭(也见图2)。然而如果这由于尽管是不一定的、却非完全不可能的安全阀门12自身的故障或其控制阀门40的故障或由控制管道38未预期的关闭所导致的故障而没有发生，那么安全阀门48还一直可供用于封锁住流动通道10。对卸压过程的持续监控或者对安全阀门48的手动操作是不必要的，这是因为控制装置72这样来设计和调节：安全阀门48在压力降至140bar的值或更低后被自动关闭。这在图2中通过右双箭头84的下箭头所示出(关闭压力)。
此外，通过控制装置72的合适的调节体将压力采集管道74的阀门侧的端部封闭，并将控制管道70与排出管道86相连，由此中断或终结了安全阀门48的控制室64的压力负载。处于压力下的、经流动通道10流动的流动介质M现在可以经溢流通道68流入下阀门室66，并通过其扩张将阀门活塞52以及由此将共同的可活动阀门单元逆向于其重力地向上压至关闭位置，从而将阀门锥56牢牢地压抵在位于其上方的阀座58。之前必要时设在上阀门室64、并小范围地通过活塞杆50和导向缸60之间的缝隙从流动通道10中向后流出()的流动介质M在此通过控制管道70及现在后接于其的排出管道86流出并集中在收集容器中。由于极小的体积流量，此种渗漏的特征在于(ausgezeichnet)可以以简单地维持的手段来控制。这相应地对同样极小的泄漏流有效，其通过为了阀门活塞52以后返回运动到其下(开启)位置所必需的、带有节流阀76的排出管道78排到“室外”。
即使当真正的安全阀门12在卸压后没有按规定关闭，也可通过串联的安全阀门48来避免压力容器4的过度排空。
符号列表
2 安全装置                  4 压力容器
6 安全阀                    8 压力管道
10 流动通道                 12 安全阀
14 主轴                     16 阀门锥
18 阀座                     20 入口部段
22 中间部段                 24 导向缸
26 活塞杆                   28 阀门活塞
30 活塞                     32 上阀门室(控制室)
34 下阀门室                 36 过流通道
38 控制管道
40 控制装置(“控制阀门”)
42 压力采集管道             44 排出管道
46 双箭头                   48 安全阀门
50 活塞杆                   52 阀门活塞
54 主由                     56 阀门锥
58 阀座                     60 导向缸
62 活塞缸                   64 上阀门室(控制室)
66 下阀门室                 68 过流通道
70 控制管道
72 控制装置(“控制阀门”)
74 压力采集管道             76 节流阀
78 排空管道                 80 出口部段
82 阀壳                     84 双箭头
86 排出管道