CN102022142A - 一种内置式汽轮机抽汽控制调节阀组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种简洁、高效并简化了热电联供汽轮机组总体结构布置的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，包括蒸汽室、阀碟组、连杆机构及执行机构，所述蒸汽室安装在汽轮机的流道内部，在该蒸汽室的进汽侧的端面上以上下且左右对称的方式开设有四个圆形阀门孔；所述阀碟组包括四个外形与阀门孔形状匹配的阀瓣，它们分别安装在所述的阀门孔上，每个阀瓣上均水平且与阀瓣偏心地安装一根阀轴，每根阀轴的端部均活动连接一摆杆的一头，该摆杆的另一头与连杆机构固定连接，通过连杆机构的上下运动使摆杆的工作角度α为-30°～30°；执行机构也有两套并分别与连杆机构连接，它们分别通过一中间体固定在汽轮机的外缸上并由油动机驱动。

Description

一种内置式汽轮机抽汽控制调节阀组
技术领域
本发明涉及一种汽轮机中的部件，特别涉及一种内置式汽轮机抽汽控制调节阀组。
背景技术
汽轮机除了能输出机械能之外，还具有输出热能(从汽轮机中抽出部分蒸汽供给热用户)的功能，称为供热抽汽，该种汽轮机称为热电联供汽轮机。大多数热用户需要的供热抽汽为可调整抽汽，即抽汽压力保持的要求的范围内。
热电联供汽轮机实现调整抽汽，一般有两种方法：一种是在汽轮机流道外部设置一个阀门，通过阀门的开度来实现控制调整抽汽。这样阀门前后被分割成两个汽缸，蒸汽从前一个汽缸排出后分为两路，一路作为调整抽汽抽出供热用户，另一路蒸汽经过阀门调节后，进入后一个汽缸继续做功；该种方法的缺点在于汽缸被分为两个缸，在两汽缸之间还要增设一个轴承座，内部设联轴器以连接前后两根转子；还需设置轴承以支承转子；还需设置轴承所必需的辅件如润滑油系统装置、测温装置及测振装置等等。该轴承座的设置，使机组整体布置繁锁、结构复杂，又大大加长了机组的长度，使机组的制造成本大为增加，整个工程的成本增高。而且采用此种阀门布置方式，不仅使得汽流弯道增多，还增加了流道损失，大大影响了机组的经济性；另外一种方法是，在汽轮机内设置一个“旋转隔板”，通过旋转隔板的转动环的转动调整隔板上的窗口的大小，从而实现控制调整抽汽。下种方法解决了上种方法的布置繁琐的问题，但其应用的调整抽汽压力范围不能过高(一般不大于1.6MPa)，因为压力过大会导致旋转隔板的转动环所受的摩擦阻力过大，容易卡涩。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种简洁、高效的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，它能简化热电联供汽轮机组，尤其是高压供热抽汽机组的总体结构布置。
实现上述目的的技术方案是：一种内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，包括蒸汽室、阀碟组、连杆机构及执行机构，其中，
所述蒸汽室安装在汽轮机的流道内部，其由一整体圆环在水平中分面上分割为上、下两个半圆环，再通过在上、下两个半圆环的水平中分面上设置螺栓而将上、下两半圆环连接为一个整体圆环，在该蒸汽室的进汽侧的端面上以上下且左右对称的方式开设有四个圆形阀门孔；
所述阀碟组包括四个外形与阀门孔形状匹配的阀瓣，它们分别安装在所述的阀门孔上，每个阀瓣上分别水平且与阀瓣偏心地安装一根阀轴，所述阀轴通过衬套固定在蒸汽室进汽侧的端面上，每根阀轴的端部均活动连接一摆杆的一头，该摆杆的另一头与连杆机构固定连接，通过连杆机构的上下运动使摆杆的工作角度α为-30°～30°；
所述连杆机构有两套并分别位于蒸汽室的左、右端，每套连杆机构包括垂直连杆及阻汽套，所述垂直连杆包括下垂直连杆及上垂直连杆，所述下垂直连杆分别与上下布置的两根摆杆的端部连接，所述阻汽套套装在下垂直连杆的上部并固定在汽轮机的流道外部，所述上垂直连杆通过连轴器与下垂直连杆的上端连接，它的上端延伸至汽轮机的外缸；
执行机构也有两套并分别与连杆机构连接，它们分别通过一中间体固定在汽轮机的外缸上并由油动机驱动，每套执行机构包括执行弹簧及杠杆；执行弹簧安装在一弹簧箱中并连接在上垂直连杆的上端；所述杠杆与上垂直连杆连接，该杠杆的支点固定在一与阻汽套上端连接的支架上，杠杆的内侧端固定连接在上垂直连杆的上部。
上述的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，其中，所述蒸汽室是通过其下半圆环的中分面支撑在汽轮机的流道内的，并在该下半圆环的外周面设置用于限位的定位键。
上述的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，其中，所述摆杆的一头通过花键与阀轴连接，所述摆杆的另一头通过滑块及销轴与下垂直连杆连接。
上述的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，其中，所述每套执行机构还包括安装在杠杆外侧端与支架之间的阻尼弹簧。
上述的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，其中，所述每套连杆机构还包括固定在蒸汽室的水平中分面上的固定衬套，所述固定衬套滑动地套装在下垂直连杆的下部并位于上下布置的两根摆杆之间。
本发明的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组的技术方案，简化了热电联供汽轮机组，尤其是高压供热抽汽机组的总体结构布置；而结构布置的简化，使得流阻大大降低，从而提供了机组的效率，还能降低机组的成本和整个工程的成本；为热电联供汽轮机组的调整抽汽设计，尤其是为高压供热抽汽机组，提供了一种更优的选择。
附图说明
图1为本发明的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组的结构示意图；
图2为图1中的A向试图；
图3为图1中I部分的放大图。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：
请参阅图1至图3，本发明的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，包括蒸汽室1、阀碟组2、连杆机构及执行机构4，其中，
蒸汽室1安装在汽轮机的流道内部，其由一整体圆环在水平中分面上分割为上、下两个半圆环11、12，便于安装；安装完后，再通过在上、下两个半圆环11、12水平中分面上设置螺栓而将上、下两半圆环11、12连接为一个整体圆环；蒸汽室1是通过其下半圆环12的中分面支撑在汽轮机的流道内的，并在该下半圆环12的外周面设置用于限位的定位键13；蒸汽室1与汽轮机转子之间设置汽封14，以保证机组效率；在该蒸汽室1的进汽侧的端面上以上下且左右对称的方式开设有四个圆形阀门孔10；
阀碟组2包括四个与阀门匹配的阀瓣20，它们分别安装在阀门孔10上，阀瓣20与阀门孔10之间留有环型冷却面积，该冷却面积为汽轮机安全运行所需的最小冷却流量；每个阀瓣20上均通过销子水平安装一根阀轴21，以避免产生连接间隙；阀轴21相对阀瓣20偏心设置，一方面由于阀瓣20本身的重力对阀轴21始终形成一个方向的力矩，另一方面阀瓣20表面上所受的汽流作用力对阀轴21也始终形成一个方向的力矩，这两个作用力矩起到了阻尼阀瓣20振动、提高阀瓣20稳定性的作用；每根阀轴21通过衬套23固定在蒸汽室1进汽侧的端面上；每根阀轴21的端部均通过花键22活动连接一摆杆24的一头，该摆杆24的另一头与连杆机构连接，通过连杆机构的上下运动使摆杆24在-30°～30°内摆动；蒸汽室1的出汽侧安装有喷嘴组，故碟阀组、喷嘴组与蒸汽室1形成一个整体；
连杆机构有两套并分别位于蒸汽室1的左、右端，每套连杆机构包括垂直连杆、固定衬套32及阻汽套33，垂直连杆分为下垂直连杆31和上垂直连杆34；下垂直连杆31与上下布置的两根摆杆24的端部连接；下垂直连杆31的表面上相对上下布置的两根摆杆24开设连接方孔310，在该连接方孔310中嵌置滑块35，该滑块35通过销轴36与摆杆24端部连接，滑块35的上下端面与连接方孔之间还分别设有一垫片37；固定衬套32安装在蒸汽室1的水平中分面上，用于下垂直连杆31的限位，它滑动地套装在下垂直连杆31的下部并位于上下布置的两根摆杆24之间；阻汽套33套装在上垂直连杆的上部并固定在汽轮机的流道外部，具有汽封和下垂直连杆31的限位及导向作用；上垂直连杆34通过连轴器38与下垂直连杆31的上端连接，它的上端延伸至汽轮机的外缸；
执行机构4也有两套并分别与连杆机构连接，它们分别通过一中间体40固定在汽轮机的外缸上并由油动机(图中未示)驱动，每套执行机构4包括执行弹簧41、杠杆42及阻尼弹簧44；执行弹簧41安装在一弹簧箱410中并连接在下垂直连杆34的上端；杠杆42与上垂直连杆34连接，该杠杆42的支点固定在一与阻汽套33上端连接的支架43上，杠杆42的内侧端固定连接在上垂直连杆34的上部；阻尼弹簧44安装在杠杆42外侧端与支架43之间。
本发明的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组的执行机构4由单侧油动机驱动，通过油动机带动杠杆42克服弹簧力来实现阀门孔10的开启。通过执行弹簧41的弹力势能垂直连杆等的重力势能来实现阀门孔10的关闭。执行机构通过阻尼弹簧44以减小阀瓣20的振动。杠杆42驱使垂直连杆的垂直运动带动摆杆24摆动，并驱动阀轴21与阀瓣20旋转，上下两个阀瓣20通过各自摆杆24和垂直连杆联接同步动作，通过每个阀瓣20的转角来改变通流面积，从而实现调整抽汽控制，且阀瓣20转动方向与主汽流方向一致，使流场效率提高。
垂直连杆分为下垂直连杆31和上垂直连杆34，通过联接器35将分为下垂直连杆31和上垂直连杆34联接为一体。上垂直连杆34可与支架43、弹簧箱410、中间体40、杠杆42等一同被拆下，这样可以实现执行机构的整体拆装。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，包括蒸汽室、阀碟组、连杆机构及执行机构，其特征在于，
所述蒸汽室安装在汽轮机的流道内部，其由一整体圆环在水平中分面上分割为上、下两个半圆环，再通过在上、下两个半圆环的水平中分面上设置螺栓而将上、下两半圆环连接为一个整体圆环，在该蒸汽室的进汽侧的端面上以上下且左右对称的方式开设有四个圆形阀门孔；
所述阀碟组包括四个外形与阀门孔形状匹配的阀瓣，它们分别安装在所述的阀门孔上，每个阀瓣上分别水平且与阀瓣偏心地安装一根阀轴，所述阀轴通过衬套固定在蒸汽室进汽侧的端面上，每根阀轴的端部均活动连接一摆杆的一头，该摆杆的另一头与连杆机构固定连接，通过连杆机构的上下运动使摆杆的工作角度α为-30°～30°；
所述连杆机构有两套并分别位于蒸汽室的左、右端，每套连杆机构包括垂直连杆及阻汽套，所述垂直连杆包括下垂直连杆及上垂直连杆，所述下垂直连杆分别与上下布置的两根摆杆的端部连接，所述阻汽套套装在下垂直连杆的上部并固定在汽轮机的流道外部，所述上垂直连杆通过连轴器与下垂直连杆的上端连接，它的上端延伸至汽轮机的外缸；
执行机构也有两套并分别与连杆机构连接，它们分别通过一中间体固定在汽轮机的外缸上并由油动机驱动，每套执行机构包括执行弹簧及杠杆；执行弹簧安装在一弹簧箱中并连接在上垂直连杆的上端；所述杠杆与上垂直连杆连接，该杠杆的支点固定在一与阻汽套上端连接的支架上，杠杆的内侧端固定连接在上垂直连杆的上部。
2.根据权利要求1所述的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，其特征在于，所述蒸汽室是通过其下半圆环的中分面支撑在汽轮机的流道内的，并在该下半圆环的外周面设置用于限位的定位键。
3.根据权利要求1所述的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，其特征在于，所述摆杆的一头通过花键与阀轴连接，所述摆杆的另一头通过滑块及销轴与下垂直连杆连接。
4.根据权利要求1所述的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，其特征在于，所述每套执行机构还包括安装在杠杆外侧端与支架之间的阻尼弹簧。
5.根据权利要求1所述的内置式汽轮机抽汽控制调节阀组，其特征在于，所述每套连杆机构还包括固定在蒸汽室的水平中分面上的固定衬套，所述固定衬套滑动地套装在下垂直连杆的下部并位于上下布置的两根摆杆之间。
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