CN101285405A - 汽轮机抽汽调节阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种汽轮机抽汽调节阀，具有多只并联连接的阀门，其阀体是汽轮机的汽缸体；其阀芯是碟式阀芯，由阀碟和碟套组合构成，阀碟与阀杆连接，碟套与阀盖固接，阀碟套于碟套内，并与之纵向滑动配合；所述阀碟具有平衡腔，由平衡孔将平衡腔与出汽腔连通，阀碟的顶部表面构成上承压面，底部表面构成下承压面，阀碟下端的外周面上具有一环形凸起，使上、下承压面的承压面积满足关系式：S1/S2≈0.78；阀盖是整体结构的共用阀盖。优点是：阀芯具有自平衡功能，无须配置预启阀，简化了结构，大大减小了体积、重量，降低了成本，也改善了流量调节特性；共用阀盖，安装、拆卸方便，可缩短安装检修的时间。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机调节阀，具体说，是一种汽轮机抽汽调节阀。
背景技术
汽轮机在满足发电的同时，还需要为热网其它用户提供蒸汽，通常在汽轮机上需增设抽汽装置，将蒸汽抽出。抽汽时，要对蒸汽参数进行动态调控，故设置有调节阀。该阀是由多只并列的调节阀构成的阀组，与汽缸是同体结构，即以汽缸的缸体为阀体，阀盖直接与缸体连接，阀门的其它部件布置在阀盖内。与以往设计的调节阀相比存在以下问题：
(1)阀门卸载度采用的是100％卸载，调节的稳定性差；
(2)对于工业的抽汽调节阀，传统设计一般采用预启阀卸载，使阀门结构复杂，同时预启阀本身容易卡涩、损坏。
发明内容
本发明的目的，是为解决上述问题，提供一种汽轮机抽汽调节阀，该调节阀的结构简单、体积小、重量轻，调节效果好，安装、拆卸方便。
本发明的技术解决方案是：
一种汽轮机抽汽调节阀，具有多只并联连接的阀门，所述阀门包括阀体、阀盖、阀座、阀芯、阀杆、执行器，所述阀体是汽轮机的汽缸体；所述阀盖布置在阀体上；所述阀座固定在阀体内；所述阀芯对应阀座；所述阀杆的下端连接阀芯，上端伸出阀盖连接执行器；所述阀芯是碟式阀芯，由阀碟和碟套组合构成，阀碟与阀杆连接，碟套与阀盖固接，阀碟套于碟套内，并与之纵向滑动配合；所述阀碟具有平衡腔，由平衡孔将平衡腔与出汽腔连通，阀碟的顶部表面构成上承压面，底部表面构成下承压面，阀碟下端的外周面上具有一环形凸起，使上、下承压面的承压面积满足关系式：
S1＜S2
式中：S1一上承压面的有效承压面积
S2-下承压面的有效承压面积
最佳是：上、下承压面的承压面积满足关系式：
S1/S2≈0.78
所述碟套的壁上有微孔，将进汽腔与平衡腔连通。
所述碟套壁上的微孔是斜孔，其中心线不在碟套的直径上。
本发明的有益技术效果：
本阀芯具有自平衡功能，无须配置预启阀，简化了结构，大大减小了体积、重量，降低了成本，也改善了流量调节特性。
由于采用共用阀盖，安装、拆卸方便，可缩短安装检修的时间。
由于碟套上开有微孔，当阀门快关时，使平衡腔进入蒸汽，保持一定压力，可防止阀碟损伤。
下面以具有四只调节阀的阀组为例，详细说明本发明。
附图说明
图1是本调节阀的一种结构图(四只调节阀)
图2是图1的A-A视图
图3是阀芯结构放大图
图4是碟套结构图
图5是图4的俯视图
具体实施方式
参见图1、图2：本发明是在汽轮机中压缸上半设置一套抽汽调节阀，它包括四个抽汽调节阀，蒸汽经过中压第一级做功后从汽缸上部引入抽汽调节阀，通过调节阀调控汽流大小，提供热网用户所需的蒸汽量，满足热网用户的需求。
调节阀与汽轮机中压缸是连体结构，各调节阀没有自身的阀体，都以中压缸上半23为阀体，阀座21直接布置在中压缸上半23上，对应出汽通道B。阀盖22也被设计成整体，对应汽缸的抽汽口，形成一个大的进汽腔A，为所有调节阀共用，这是本发明的一个特点，共用阀盖结构简单，用料省，便于安装、拆卸。
本发明的突出特点，是对阀芯结构做了重大改进，包括如下两方面：
①卸载度由100％改为78％。采用碟式阀芯(参见图3)，它由阀碟20、碟套18组合构成，碟套18由螺栓16固定在阀盖22上，阀碟20套于碟套18内，纵向滑动配合，阀碟20的密封端面对应阀座21。阀杆1的下端连接阀碟20，上端伸出阀盖22与执行器25连接，由执行器25驱动阀杆1上、下运动，带动阀碟20同步运动，调节阀门的开启度。阀碟20上端与阀盖22之间有一平衡腔C，阀碟20上开有平衡孔D，将该平衡腔C与阀碟20下部出汽通道B连通，使出汽汽流进入平衡腔C，这样，出汽蒸汽压力同时作用于阀碟20的顶面和底面，方向相反，相互抵消，可减小阀杆1的提升力，从而减小执行器25的功率；并可改善流量特性。但是，不应完全平衡，其平衡度小于100％，故在阀碟20下端外周面上设一环状凸起，使阀碟20的下承压面的面积S2大于上承压面的面积S1，本例中，S1/S2≈0.78，这是经实验验证的最佳平衡度。
②取消预启阀。工业抽汽调节阀后需要一定的冷却流量，因此，调节阀无须设计为严密阀，阀碟和阀套之间有间隙，进口蒸汽直接经该间隙进入平衡腔C，再经平衡孔D流出阀后，具有预启阀同等的功能，可以取消预启阀。这样，阀门结构简化，尺寸变小，重量变轻。也避免了阀碟在预启阀行程范围内上下浮动而引起振动的问题。
本发明的另一特点是，参见图4、图5：在碟套18的壁上开有4个微孔，将进汽腔与平衡腔连通。其作用是，当阀门快关时，平衡腔的容积骤然增大，压力陡降，阀碟20因上、下承压面的压差过大可能损坏。微孔m与进汽腔连通，能够补充平衡腔内的蒸汽，保持一定压力，避免损坏阀碟20。同时，这4个微孔m是斜孔，其中心线不在碟套18的直径上，这种特殊的布置形式可避免汽流直接吹向阀杆，引起的阀杆振动、旋转、汽蚀及固体颗粒冲击造成的损伤。
阀杆1的下端是通过外螺纹螺母19与阀碟20的内螺纹连接，螺母19上也有平衡孔D。阀杆1下端与螺母19的孔轴配合部采用方孔、方轴配合，防止阀杆在升降过程中发生转动。阀杆1的上端与执行器25连接，具体结构是，阀杆1穿过执行器25的衬套6，由螺母3、垫圈4固定连接，螺母3有锁紧销2，可防止螺母3松动。衬套6由夹紧环5固定在执行器25上。衬套6的下端有罩盖7，可防止灰尘落进阀杆1的密封面。
阀杆1与阀盖22是动密封关系，具有两层套筒，外层套筒14主要起导向作用，使阀杆1动作灵活；内层是汽封套13，主要起密封作用，防止漏汽。汽封套13是分段结构，段与段之间有隔离套12，可增强密封效果。套筒的上端由法兰10定位，法兰10由螺栓11固定在阀盖22上。套筒的下端由螺母15定位。外层套筒14与阀盖22之间有锁紧销17，可防止套筒14转动。
阀碟20、碟套18的配合面有导向键24，防止阀碟20、碟套18相对转动，同时，在阀碟20升降过程中起导向作用。
执行器25通过螺栓8、螺母9固定在阀盖22上。
Claims (4)
1. 一种汽轮机抽汽调节阀，具有多只并联连接的阀门，所述阀门包括阀体、阀盖、阀座、阀芯、阀杆、执行器，所述阀体是汽轮机的汽缸体；所述阀盖布置在阀体上；所述阀座固定在阀体内；所述阀芯对应阀座；所述阀杆的下端连接阀芯，上端伸出阀盖连接执行器；其特征在于：所述阀芯是碟式阀芯，由阀碟和碟套组合构成，阀碟与阀杆连接，碟套与阀盖固接，阀碟套于碟套内，并与之纵向滑动配合；所述阀碟具有平衡腔，由平衡孔将平衡腔与出汽腔连通，阀碟的顶部表面构成上承压面，底部表面构成下承压面，阀碟下端的外周面上具有一环形凸起，使上、下承压面的承压面积满足关系式：
S1＜S2
式中：S1-上承压面的承压面积
S2-下承压面的承压面积。
2. 根据权利要求1所述的汽轮机抽汽调节阀，其特征在于：所述上、下承压面的承压面积满足关系式：
S1/S2≈0.78。
3. 根据权利要求1所述的汽轮机抽汽调节阀，其特征在于：所述碟套的壁上有微孔，将进汽腔与平衡腔连通。
4. 根据权利要求3所述的汽轮机抽汽调节阀，其特征在于：所述碟套壁上的微孔是斜孔，其中心线不在碟套的直径上。
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