VDMA Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.v. (VDMA)

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1 VDMA-Einheitsblatt Januar 2016 VDMA ICS Turbomaschinen und Generatoren Anwendung der Prinzipien der Funktionalen Sicherheit Teil 8: Risikobeurteilung H 2 -gekühlte Kraftwerksgeneratoren Turbomachinery and generators Application of the principles of functional safety Part 8: Risk assessment hydrogen cooled generators Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.v. (VDMA) Fortsetzung Seite 2 bis 54 Das VDMA-Einheitsblatt ist urheberrechtlich geschützt und bleibt ausschließliches Eigentum des VDMA Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.v., Frankfurt/Main. Eine Änderung, Ergänzung, Bearbeitung, Einarbeitung, Übersetzung, Vervielfältigung und/oder Verbreitung bedarf der ausdrücklichen vorherigen schriftlichen Zustimmung des VDMA. Alleinverkauf der VDMA-Einheitsblätter durch Beuth Verlag GmbH, Berlin. Preisgr. 20

2 Seite 2 Inhalt Vorwort Anwendungsbereich Normative Verweisungen Begriffe Erläuterungen Methode zur Risikoeinschätzung Belegungsplan (Besetzungsplan zur Ermittlung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit F) Vorgehensweise bei der Risikobeurteilung Produktspezifische Festlegungen Kriterium für eine Schutzfunktion Personen im Gefährdungsbereich Risiken aus angrenzenden Systemen Hinweise zur Trennung vom Netz Maschinentechnische Generatorschutzkreise und dazugehörige Anwendungsbereiche Schutzkreisspezifische Gefährdungs- und Risikobeurteilung Niveauschutz Stromausleitungskasten (Für die Anordnung der Stromdurchführungen an der Unterseite des Generators) Kaltgastemperaturschutz/Warmgastemperaturschutz Generatorlager: Lagertemperaturschutz Generatorlager: Schutz vor zu hohen Wellenschwingungen oder Lagergehäuseschwingungen (Designabhängig) Ständerkühlwassertemperaturschutz hinter Ständerwicklung (Designabhängig) Ständerkühlwassertemperaturschutz hinter Ständerkühlwasserkühlern und/oder hinter Stromdurchführungen (Designabhängig) Ständerkühlwasserdurchflussschutz hinter Ständerwicklung (Designabhängig) Ständerkühlwasserdurchflussschutz hinter Stromdurchführungen bzw. hinter Generator gesamt (Designabhängig) Differenzdruckschutz Dichtöl / H Schutz vor unzulässiger H 2 -Leckage Überdrehzahlschutz (Betrachtungen für den Generator) Nuttemperaturschutz (Designabhängig) Niveauschutz Vakuumbehälter (Designabhängig) Schutz vor erhöhter elektrischer Leitfähigkeit des Ständerkühlwassers (Designabhängig) Niveauschutz Ständerkühlwassertank (Designabhängig) Erregerlager: Lagertemperaturschutz Erregerlager: Schutz vor zu hohen Wellenschwingungen oder Lagergehäuseschwingungen (Designabhängig) Netztrennung Risikobeurteilungen Übersicht der maschinentechnischen Generatorschutzkreise mit einer SIL-Einstufung >= Seite

3 Seite 3 Vorwort Das vorliegende VDMA-Einheitsblatt hat zum Ziel, eine standardisierte Sichtweise auf die Beurteilung von Risiken bei wasserstoffgasgekühlten Generatoren mit und ohne wassergekühlter Ständerwicklung zu gewährleisten, die mit einer steuerungstechnischen Maßnahme reduziert werden. Hierzu wurden Risikobeurteilungen vorgenommen, die zu einer Einstufung von Schutzfunktionen führen, die als Basis für anlagenspezifische Auslegungen dienen können. Die Anforderungen an die Schutzfunktionen (erforderliche Risikoreduktion) wurden mit einem Risikographen ermittelt, der sich an turbomaschinenspezifischen Anforderungen orientiert und der anhand der quantitativen Methode kalibriert wurde. Detaillierte Erläuterungen und Hintergrundinformationen zur Risikobeurteilung können dem VDMA- Einheitsblatt 4315 Turbomaschinen und Generatoren - Anwendung der Prinzipien der Funktionalen Sicherheit - Teil 1: Verfahren zur Ermittlung der notwendigen Risikoreduktion entnommen werden. Bei diesem VDMA-Einheitsblatt und den darin enthaltenen Risikobeurteilungen kann es sich naturgemäß nur um eine exemplarische Beschreibung auf der Basis der breiten Erfahrung der mitarbeitenden Experten und mit Blick auf typische Maschinen aus dem Anwendungsbereich und ihre gängigen Anwendungen handeln. Da Rahmenbedingungen, technologie-, anwendungs- und prozessspezifische Einflüsse und sich aus dem Umfeld ergebende Risikokomponenten im Realfall zu berücksichtigen sind, sind die hier dargestellten Schritte und Ergebnisse als praxisnahe Ausgangsbasis für eine spezifische Beurteilung zu verstehen. Insofern kann das Dokument nur als Basis zur Beurteilung von Risiken dienen. Es erhebt weder einen Anspruch auf Vollständigkeit noch auf die exakte Auslegung der bestehenden Rechtsvorschriften. Er darf nicht das Studium der relevanten Richtlinien, Gesetze und Verordnungen und insbesondere die Prüfung im Einzelfall ersetzen. Dieses VDMA-Einheitsblatt ist Teil einer Einheitsblattreihe mit den folgenden Teilen: "Turbomaschinen und Generatoren Anwendung der Prinzipien der Funktionalen Sicherheit Teil 1: Verfahren zur Ermittlung der notwendigen Risikoreduktion Teil 2: Bestandsmaschinen Teil 3: frei Teil 4: frei Teil 5: Risikobeurteilung Dampfturbinen Teil 6: Risikobeurteilung Gasturbinen Teil 7: Risikobeurteilung Verdichterstränge Teil 8: Risikobeurteilung H 2 -gekühlte Kraftwerksgeneratoren An der Projektarbeit zur funktionalen Sicherheit bei der Risikobeurteilung wasserstoffgasgekühlter Generatoren mit und ohne wassergekühlte Ständerwicklung waren die Unternehmen Alstom Power Siemens Energy sowie der VDMA-Fachverband Power Systems beteiligt. Das vorliegende VDMA-Einheitsblatt wurde im Wesentlichen von den folgenden Experten erarbeitet: Edmund Eisenburger Christoph Graser Dr. Armin Heger Dr. Stefan Keller Klaus Langenbacher Christian Lehmann Thorsten Müller Markus Murawa-Galen Dr. Jörg Oesterheld Peter Reinartz Peter Schönfeld Christian Wojatzek Siemens AG, Erlangen Siemens AG, Erlangen

4 Seite 4 Die Inhalte des VDMA-Einheitsblattes wurden intensiv mit den Experten der Betreiberseite (Projektgruppen "Generatoren", "Elektrischer Blockschutz" und "Betriebssicherheit Elektrotechnik") abgestimmt. Diese wurden repräsentiert durch die Herren: Bernhard Hoffmann Norbert Marzecki Michael Mühl Bernd-Christian Pago RWE, Grevenbroich Mark-E, Werdohl Steag, Essen Evonik, Marl Das VDMA-Einheitsblatt wird daher veröffentlicht in Kooperation mit dem VGB PowerTech, Essen.

5 Seite 5 1 Anwendungsbereich Wasserstoffgasgekühlte Generatoren mit und ohne wassergekühlte Ständerwicklung werden typischerweise in Kraftwerksanlagen eingesetzt. Das VDMA-Einheitsblatt gilt für Personenschäden, Sach- und Umweltschäden sind kein Bestandteil des Betrachtungsumfangs. Nähere Erläuterungen werden in Teil 1 dieser VDMA-Einheitsblatt-Reihe, Kapitel 2.1 gegeben.