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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