SU767370A1 - Device for controlling steam flow - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к теплоэнергетике и может быть использовано в системах парораспределени  паротурбинных установок, напримерсудовых.The invention relates to a power system and can be used in steam distribution systems for steam turbine installations, such as ship installations.

Известны устройства Дл  регулиро- 5 вани  расхода пара, содержащие корпус с седлом и камерой подвода свежего пара, чашку с окнами, взаимодействующую с седлом, приводной шток и разгрузочный клапан, установленный вне 10 чашки и соединенный каналом с разгрузочной камерой внутри чашки Т.Devices are known for regulating steam consumption, comprising a housing with a saddle and a chamber for supplying fresh steam, a cup with windows cooperating with the saddle, a drive rod and a unloading valve installed outside the 10 cup and connected with a channel to the discharge chamber inside the cup T.

В этих устройствах приводной шток жестко соединен с чашкой, что позвол ет уменьшить паровое усилие и соот- з ветственно габариты приводного сервомотора . Однако пусковые режи1 1 обес печиваютс  указанными устройствами недостаточно эффективно.In these devices, the drive rod is rigidly connected to the cup, which makes it possible to reduce the steam force and, accordingly, the dimensions of the drive servo motor. However, the starting modes1 1 are provided with the indicated devices not efficiently enough.

Известно также устройство дл  ре- 20 гулировани  расхода napei, содержащее корпус с седлрм и камерой подвода свежего пара, чашку с окнами, взаимодействующую с седлом, приводной шток с пусковым клапаном и по1; инем, раз- 25 мещенными в чашке с образованием надпоршневой и разгрузочной камер, и разгрузочный клапан, установленный вне чашки и соединенный каналом с разгрузочной камерой 2 .30It is also known a device for controlling the flow rate of the napei, comprising a housing with a saddle and a chamber for supplying fresh steam, a cup with windows cooperating with the saddle, a drive rod with a starting valve and one; It is located in the cup with the formation of over-piston and unloading chambers, and a unloading valve installed outside the cup and connected to the discharge chamber 2 .30

Это устройство обеспечивает эффективную работу в пусковых режимах и Сниженное паровое усилие.This device provides effective start-up operation and reduced steam power.

Указанное устройство  вл етс  ближайшим из известных к данному по технической сущности и достигаемому результату.The specified device is the closest known to this technical essence and the achieved result.

Недостаток этого устройства - пониженное качество расходных и весогабаритных характеристик. Неоптимальность расходных характеристик св зана, с наличием горизонтального участка, где перемещение приводного штока используетс  только дл  открыти  разгрузочного клапана без увеличени  расхо-да пара в турбину. Увеличенный ход приводного штока ухудшает весогабаритные характеристики.The disadvantage of this device is the low quality of consumable and weight and size characteristics. The nonoptimality of the flow characteristics is associated with the presence of a horizontal section where the movement of the drive rod is used only to open the discharge valve without increasing the steam flow to the turbine. Increased stroke of the drive rod affects the weight and size characteristics.

Цель изобретени  - улучшение расходных и весогабаритных характеристик . The purpose of the invention is to improve the expenditure and weight and size characteristics.

Дл  достижени  поставленной цели в чашке выполнена перегородка, отдел када  от разгрузочной камеры подпоршневую камеру, в приводном штоке выполнена проточка, соединенна  с камерой подвода свежего пара, с источником пониженного давлени  и посредством осевого канала в штоке - с подпоршйевой камерой , а разгрузочный клапан снабжен паровым сервомотором ) полости которого соединены с камерой подвода свежего пара соответственн& через посто нный дроссель и через проточку в штоке. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. В корпусе 1 с запрессованным седлом 2 помещена чашка 3 рёгулй рукйцёго клапана, подвижно скрепленна  с приводным штоком 4. Последний может перемещатьс  сервоприводом в расточке вставки 5. . На конце штока 4 выполнен пусково клапан б, который в верхнем положени Закрывает окно 7 в чашке 3. Поршень на штоке 4 с поршневыми кольцами 9 образует в верхней части чашки 3 над поршневую камеру 10 и подпоршневую камеру 11. в нижней части чашки 3 имеетс  разгрузочна  камера 12, изолированна  от подпоршневой камеры 1. перегородкой 13. Камера 10 через окна 14 сообщаетс с камерой 15 подвода свежего пара и через окно 7 при о крытом пусковом клапане б с полостью за седлом 2. Чашка 3 клапана при пер мещении направл етс  поршневыми коль цами 9 и кольцами 16, помещенными во вставку 5. Р дом с корпусом 1 установлен кор пус 17 разгрузочного клапана, в котором может перемещатьс  шток 18 с разгрузочным клапаном 19 и поршнем 20 парового сервомотора. Трубой 21 разгрузочна  камера 12 может соедин тьс  через канал 22 во вставке 5 и разгрузочный клапан 19 с полостью за седлом 2. В поршне 8 выполнены проточка 23, сверление 24 и осевой канал 25, соедин ющие камеру 11 с проточкой 23. Последн   соединена (при закрытом ос новном клапане) каналом 26 во вставке 5с камерой 15 подвода свежего па ра. Разгрузочный клапан 19 снабжен двусторонним паровым сервомотором 27 Верхн   полость 28 сервомотора 27 посто нно соединена с камерой 15 под вода свежего пара и источником понижённого давлени  - системой концевых уплотнений турбины (на чертеже источ ник не показан), где поддерживаетс  давление 1,2 ата. Подвод и отвод пара в верхнюю полость 28 сервомотора осуществл етс  через посто нные дрос сели 29 и 30, отверсти  в которых примерно одинаковы. Нижн   полость 31 сервомотора через дроссель 32 малого диаметра посто нно соединена с системой концевых уплотнений турбины и может (при закры iPciNl основном клапане) соедин тьс  через канал 33 во вставке 5,проточку 23 на штоке 4. и канал 26 с камерой 15 подвода свежего пара. На чертеже клапан показан в закрытом положении, когда он готов к пуску пара в турбину. В камерах 10 и 11 давление пара одинаково так как обе они соединены с камерой 15 подвода свежего пара, а суммарное проходное сечение окон 14 выбрано значительно большим, чем проходное сечение окна 7. Таким образом. Шток 4 с поршнем б разгружены от паровых сил и могут легко перемещатьс  сервоприводом в пределах хода А. Разгрузочный клапан 19 также закрыт, так как указанное выше Соотношение размеров дросселей 29, 30 и 32 обеспечивает поддержание давле«и  в зберхней полости 28 сервомотора примерно равным половине величины давлени  свежего пара, а в нижней по- , лости 31 - практически равным полному давлению свежего пара. Работает данное устройство следуюим о.бразом. Дл  пуска турЬоустановки шток 4 перемещаетс  вниз и открывает окно 7 в чашке 3. На участке хода А происходит открытие пусковоххэ клапана б и расход пара, поступающий через окна 14 и 7 из камеры 15 подвода свежего пара в турбину, обеспечивает пуск турбины и позвол ет поддерживать необходимую частоту вращени  на пусковых режимах. Чашка 3 регулирующего клапана .паровыми силами надежно прижата к седлу 2. При указанном перемещении штока 4 перекрываетс  подвод свежего, пара через проточку 23 в штоке в камеру 1 и в нижнюю полость 31 парового сервомотора 27. Давление в полости 31 сервомотора падает, разгрузочный клапан 19 открываетс , соедин   разгрузочную камеру 12 в чашке 3 клапана с полостью за седлом 2. В результате этого ча1шка 3 основ-, ного клапана разгружаетс  от паровых сил и может перемещатьс  сервоприводом , регулиру  расход пара на рабочих режимах турбоустановки. В начале хода основной чашки камера 11 через сверление 24, осевой ка-. нал 25, проточку 23 в штоке и канаш 34 во вставке 5 соедин етс  с системой концевых уплотнений и давление в камере 11 падает. В то же врем  полным давлением пара , действующим на по азень 8 со стороны камеры 10, чашка 3 осйовного клапана прижата к штоку 4, что делает работу устройства аналогичной дей-, ствию конструкции с жестким креплением чашки клапана на-штоке и позвол ет, выбрав соответствумвдее соотношение геометрических размеров клапана (степень его разгрузки), разгрузить его от действи  паровых сил. najpoBoe усилие, которым чашка основного клапана прижимаетс  к штоку.To achieve this goal, a partition is made in the cup, the cad is separated from the unloading chamber by a podporshne chamber, a groove is made in the drive rod connected to the fresh steam supply chamber with a reduced pressure source and an axial bore in the rod in the stem, and the unloading valve is equipped with a steam servomotor) the cavities of which are connected to the fresh steam supply chamber respectively & through a constant choke and through a groove in the rod. The drawing shows a diagram of the proposed device. In the housing 1 with a pressed-in seat 2, a cup of 3 round arms of the valve is placed, movably fastened to the drive rod 4. The latter can be moved with a servo actuator in the bore of the insert 5.. At the end of the stem 4 there is a start valve b, which in the upper position Closes the window 7 in the cup 3. The piston on the rod 4 with piston rings 9 forms in the upper part of the cup 3 above the piston chamber 10 and a sub-piston chamber 11. In the lower part of the cup 3 there is a relief the chamber 12 is isolated from the piston chamber 1. by a partition 13. The chamber 10 through the windows 14 communicates with the fresh steam supply chamber 15 and through the window 7 with the closed starting valve b with the cavity behind the saddle 2. The valve cup 3 is displaced by moving Zami 9 and rings 16, placing nnym the insert 5. Adjacent to the housing 1 is mounted armature pus discharge valve 17, which can move the stem 18 with a discharge valve 19 and the servo piston 20 of the steam. Pipe 21 unloading chamber 12 can be connected through channel 22 in insert 5 and unloading valve 19 with cavity behind saddle 2. Piston 8 has groove 23, drilling 24 and axial channel 25 connecting chamber 11 with groove 23. Last connected (with closed main valve) by channel 26 in insert 5c by chamber 15 for supplying fresh steam. The discharge valve 19 is provided with a double-sided steam servomotor 27 The upper cavity 28 of the servomotor 27 is permanently connected to the chamber 15 for fresh water and a low pressure source — a turbine end seal system (not shown in the drawing), where the pressure is maintained at 1.2 atm. Steam supply and removal to the upper cavity 28 of the servomotor is carried out through permanent throttles 29 and 30, the holes in which are approximately the same. The lower cavity 31 of the servomotor is connected via a small-diameter choke 32 to the turbine end-sealing system and can (when the main valve is closed, iPciNl) be connected via channel 33 in insert 5, groove 23 on rod 4. and channel 26 with fresh steam chamber 15 . In the drawing, the valve is shown in the closed position when it is ready to steam in the turbine. In chambers 10 and 11, the vapor pressure is the same as both of them are connected to the chamber 15 for supplying fresh steam, and the total flow area of the windows 14 is chosen significantly larger than the flow area of the window 7. Thus. Rod 4 with piston b is unloaded from steam forces and can be easily moved by servo within stroke A. The discharge valve 19 is also closed, since the above-mentioned aspect ratio of throttles 29, 30 and 32 maintains the pressure in the upper cavity 28 of the servomotor approximately equal to half the pressures of the fresh steam, and in the bottom of the cavity, 31, are almost equal to the total pressure of the fresh steam. This device works as follows. To start the turret, the stem 4 moves downwards and opens window 7 in cup 3. In valve section A, the valve start-up opening b opens and the steam flow arrives through the windows 14 and 7 from the fresh steam supply chamber 15 into the turbine, ensures that the turbine starts up and allows required rotational speed on start-up modes. The cup 3 of the control valve is firmly pressed by the steam forces to the seat 2. At the indicated movement of the stem 4, the fresh supply is blocked, steam through the groove 23 in the rod into chamber 1 and into the lower cavity 31 of the steam servomotor 27. The pressure in the cavity 31 of the servomotor drops, the discharge valve 19 It opens by connecting the discharge chamber 12 in the valve cup 3 to the cavity behind the seat 2. As a result of this, the main valve block 3 is discharged from the steam forces and can be moved by a servo drive, adjusting the steam consumption during turbine operating modes. At the beginning of the stroke of the main cup, the chamber 11 through the drilling 24, the axial ca- 25, a groove 23 in the stem and a hook 34 in the insert 5 are connected to the end seal system and the pressure in the chamber 11 drops. At the same time, the total vapor pressure acting on the azure 8 from the chamber 10 side, the cup 3 of the axial valve is pressed against the stem 4, which makes the device operation similar to the design with rigid mounting of the valve cup on-the-stem and allows Corresponding to the ratio of the geometric dimensions of the valve (the degree of its unloading), unload it from the action of steam forces. The najpoBoe force with which the main valve cup presses against the stem.

 вл етс  внутренней силой и не пере:даетс  на сервопривод.It is an internal force and is not transferable to the servo.

При перемещении штока 4 в сторону закрыти  клапана процесс происходитWhen moving the stem 4 in the direction of closing the valve process occurs

в обратном пор дке.in reverse order.

1 . , Прин та  в данном устройстве конструкци  регулирующего клапана с пусковым клапа:ном, с изолированной |разгрузочной камерой и с разгрузочным клапаном, снабженным паровым сервомотором , позвол ет сократить число регулирующих устройств в турбоустановке и делает возможным регулирование частоты вращени  jpoToi a турбины во всем диапазоне одним клапаном, снизив одновременно величину требуемых перестановочнЕлх усилий.one . The design of a control valve with a starting valve: with an isolated discharge chamber and with a discharge valve equipped with a steam servo motor, which reduces the number of control devices in a turbo installation and makes it possible to control the rotational speed of a turbine jpoToi a in the whole range by one valve, reducing at the same time the value of the required permutation effort.

При этом может быть обеспечена работа турбоустановки по оптимальной расходной характеристике.In this case, the operation of the turbo-installation can be ensured according to the optimum flow characteristic.

Это значительно сокращает габариты и вес органов парораспределени , повышает экономичность установки за счет уменьшени  протечек пара и уйен шение производительности насосов рабочей жидкости дл  сервоприводов. Кроме того, уменьшаетс  количество и прот женность паропровода и трубопроводов рабочей жидкости, сокращгиотс  затраты на изготовление.This significantly reduces the size and weight of the steam distribution organs, increases the economics of the installation by reducing steam leaks and improving the performance of the working fluid pumps for servo drives. In addition, the number and extent of the steam line and the working fluid piping are reduced, reducing manufacturing costs.

Claims (2)

1.Авторс ое свидетельство СССР №556224, кл. F 01 D 17/14, 1974.1. Authors of USSR certificate №556224, cl. F 01 D 17/14, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР2. USSR author's certificate по за вке 2506339, кл. F 01 D 17/14, 1977.According to the application 2506339, cl. F 01 D 17/14, 1977. iii.. iii .. 767370  767370