CN104632299A - 汽轮机联合进汽阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽轮机联合进汽阀，包括外阀、内阀、外阀控制器和内阀控制器，外阀和内阀共用阀壳、阀座、阀盖，阀壳设有进汽口，阀座设有出汽口，阀盖与出汽口相对；外阀包括外阀杆、外阀芯，外阀控制器包括第一活塞杆，第一活塞杆通过第一连接件与外阀杆连接，外阀和外阀控制器为空心结构；内阀包括内阀杆、内阀芯，内阀控制器包括第二活塞杆，第二活塞杆通过第二连接件与内阀杆连接；外阀与内阀同轴布置，内阀杆穿过外阀和外阀控制器的内孔，外阀杆穿过阀盖，外阀控制器与阀盖外壁固定在一起，内阀控制器与外阀控制器相互独立地串接布置于阀盖同侧。本发明连接可靠性好、能量损耗小。

Description

汽轮机联合进汽阀

技术领域

本发明涉及电站汽轮机技术领域，特别是涉及一种汽轮机联合进汽阀。

背景技术

汽轮发电机组是一种把热能转换成机械能进而转换成电能的能量转换装置，是电站建设中的关键动力设备之一。由锅炉产生的高温、高压蒸汽，经过蒸汽透平，将热能与压力势能转换，成为汽轮机的机械能，带动汽轮机转子输出轴做功，该机械能通过汽轮机转子输出轴传递给发电机，从而将机械能转换成电能，因此，汽轮机作为源动机常被称为“光明之源”。

汽轮机的主进汽阀和调节阀是汽轮机进口区域的关键部件，其结构型式的可靠性、气动性能不仅关系到阀门本身的性能，还对汽轮机组的安全性、机组效率有重要影响。现有技术的主进汽阀和调节阀往往共用同一个阀壳和阀座，形成联合进汽阀。而现有技术的联合式阀门，普遍采用主阀的阀杆、调节阀阀杆分别从阀壳两端穿出的结构形式，比如上海电气电站设备有限公司的D151型中联阀门、哈尔滨汽轮机厂以及法国阿尔斯通公司使用的中联阀门都是采用前述主阀的阀杆、调节阀阀杆分别从阀壳两端穿出的结构形式，相应地，油动机布置在阀壳的两端。这样的结构使阀壳结构复杂，制造成本高，且阀门占用空间大，蒸汽必须经过两次90度转角，能量损耗也大。西门子公司公开号为EP2270370A1的专利，公开了一种联合阀，主阀和调节阀阀杆从阀壳同侧穿出，它们的油动机采用一个套装在另一个内部的布置方式，这就使外侧阀门的阀杆必须分成若干处接头分别与各油动机内套筒连接，从而连接的可靠性差。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种连接可靠性好的汽轮机联合进汽阀，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种汽轮机联合进汽阀，包括外阀、内阀、外阀控制器和内阀控制器；

所述外阀和内阀共用一阀壳、一阀座、一阀盖，所述阀壳设有进汽口，所述阀座设有出汽口，所述阀盖与所述出汽口相对；

所述外阀包括外阀杆、设于外阀杆一端的外阀芯，所述外阀控制器包括第一活塞杆，所述第一活塞杆外端通过第一连接件与所述外阀杆的另一端连接，所述外阀芯、外阀杆、第一连接件、第一活塞杆均为空心结构；

所述内阀包括内阀杆、设于内阀杆一端的内阀芯，所述内阀控制器包括第二活塞杆，所述第二活塞杆外端通过第二连接件与所述内阀杆的另一端连接；

所述外阀与所述内阀同轴布置，所述内阀杆穿过所述外阀芯、外阀杆、第一连接件以及第一活塞杆的内孔，所述外阀杆穿过所述阀盖，所述外阀控制器与所述阀盖的外壁固定在一起，所述内阀控制器与所述外阀控制器相互独立地串接布置于所述阀盖的同侧。

优选地，所述阀座与阀壳为一体式结构。

优选地，所述外阀杆与所述外阀芯之间设有预启阀；所述预启阀包括预启阀芯、预启阀出汽通道和预启阀进汽通道；所述预启阀芯为设于所述外阀杆一端的凸缘，所述外阀芯的内孔为二级阶梯孔，所述阶梯孔的直径较大的孔口处设有压环，所述压环与所述阶梯孔的阶梯面之间形成环形腔室，所述预启阀芯设于所述环形腔室内且可沿环形腔室的轴线移动；所述预启阀出汽通道为所述环形腔室与所述出汽口之间的外阀芯内孔部分，所述预启阀进汽通道为设于所述外阀芯上或所述压环上或所述外阀芯及所述压环上、连通所述环形腔室与所述阀座的进汽口的汽道。

优选地，所述外阀芯的外侧面为圆柱面，所述阀盖内侧设有与所述外阀芯的外侧面配合的导向套，所述导向套上设至少一个透汽孔。

优选地，所述阶梯孔的直径较大的孔段与所述阀盖相邻。

如上所述，本发明的一种汽轮机联合进汽阀，具有以下有益效果：

1、外阀杆和第一活塞杆通过第一连接件即可实现对接，内阀杆和第二活塞杆通过第二连接件即可实现对接，从而连接的可靠性好；外阀与内阀的同轴布置，使通过的蒸汽只需经历一次转角，能量损耗小；还使阀壳的体积小、从而本发明占用空间小， 降低了对布置空间的要求。

2、预启阀的设置使本发明便于开启，操作方便。

附图说明

图1显示为本发明的汽轮机联合进汽阀在开启状态时的剖视示意图。

图2显示为本发明的汽轮机联合进汽阀在闭合状态时的剖视示意图。

元件标号说明

1   阀壳          1a  进汽口

2   阀盖           2a  导向套

2b  透汽孔         3   阀座

3a  出汽口         100 外阀

110 外阀杆         111 预启阀芯

120 外阀芯         121 环形腔室

122 预启阀出汽通道 123 预启阀进汽通道

124 压环           200 内阀

210 内阀杆         220 内阀芯

300 外阀控制器     311 第一活塞杆

320 第一连接件     400 内阀控制器

411 第二活塞杆     420 第二连接件

500 预启阀         510 预启阀阀座

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

鉴于现有技术的汽轮机联合式阀门，普遍采用主阀的阀杆、调节阀阀杆分别从阀壳两端穿出的结构形式，相应地，控制主阀和调节阀开启、关闭的油动机布置在阀壳的两端，这样的结构使阀壳结构复杂，制造成本高，且阀门占用空间大，蒸汽必须经过两次转角，能量损耗也大。西门子公司公开号为EP2270370A1的专利公开的一种联合阀，虽然主阀阀杆和调节阀阀杆从阀壳同侧穿出，使阀壳体积小、能量损耗小，但它们的油动机采用一个套装在另一个内部的布置方式，这就使外侧阀门的阀杆必须分成若干处接头分别与各油动机内套筒连接，从而连接的可靠性差。本发明的发明人设计出一种汽轮机联合进汽阀，使外阀和内阀同轴排布，且使外阀的控制机构和内阀的控制机构串联布置而又相互独立，以使汽轮机联合进汽阀的连接可靠性好，且能量损耗小、阀座体积小、占用空间小、对布置空间的要求低。

以下，将通过具体实施例来对本发明的汽轮机联合进汽阀进行详细说明。

如图1、图2所示，一种汽轮机联合进汽阀，包括外阀100、内阀200、外阀控制器300和内阀控制器400。

所述外阀100和内阀200共用一阀壳1、一阀座3、一阀盖2，所述阀壳设有进汽口1a，所述阀座3设有出汽口3a，进汽口1a与出汽口3a呈90度排布，所述阀盖2与所述出汽口3a相对。所述外阀100包括外阀杆110、设于外阀杆110一端的外阀芯120，所述外阀控制器300包括第一活塞杆311，所述第一活塞杆311外端通过第一连接件320与所述外阀杆110的另一端连接，所述外阀芯120、外阀杆110、第一连接件320、第一活塞杆311均为空心结构。

所述内阀200包括内阀杆210、设于内阀杆210一端的内阀芯220，所述内阀控制器400包括第二活塞杆411，所述第二活塞杆411外端通过第二连接件420与所述内阀杆210的另一端连接。

所述外阀100与所述内阀200同轴布置，所述内阀杆210穿过所述外阀芯120、外阀杆110、第一连接件320以及第一活塞杆311的内孔，所述外阀杆110穿过所述阀盖2，所述外阀控制器300与所述阀盖2的外壁固定在一起，所述内阀控制器400与所述外阀控制器300固定在一起，使外阀控制器300和内阀控制器400相互独立地串接布置于所述阀盖2的同侧。

本发明的所述阀座3与阀壳1最好采用一体式结构，以使制造工艺得到简化，一次加工即可成形。

本发明的第一活塞杆311通过所述第一连接件320，带动所述外阀杆110，最终带动外阀芯120做轴向移动，使外阀芯120堵住阀座的出汽口3a或远离阀座的出汽口3a，从而实现所述外阀100的关闭和开启。本发明的第二活塞杆411通过所述第二连接件420，带动所述内阀杆210，最终带动内阀芯220做轴向移动，以调整内阀芯220与阀座的出汽口3a的距离，实现所述内阀200开度的调节，达到本发明的汽轮机联合进汽阀调整进汽流量的目的。本发明的外阀100的外阀杆110和第一活塞杆311通过第一连接件320即可实现对接，内阀200的内阀杆210和第二活塞杆411通过第二连接件420即可实现对接，从而连接的可靠性好；阀壳的进汽口1a与阀座的出汽口3a呈90度排布，以及外阀100与内阀200同轴布置，使经过本发明的汽轮机联合进汽阀的蒸汽只需经过一次90度转角，从而能量损耗小，还使阀壳1和阀座3的体积小；从而本发明的汽轮机联合进汽阀占用空间小，对布置空间的要求低。

为了使所述外阀100的开启力小、便于开启，优选地，如图1、图2所示，所述外阀杆110与所述外阀芯120之间设有预启阀500；所述预启阀500包括预启阀芯111、预启阀出汽通道122和预启阀进汽通道123；所述预启阀芯111为设于所述外阀杆110一端的凸缘，所述外阀芯120的内孔为二级阶梯孔，所述阶梯孔的直径较大的孔口处设有压环124，所述压环124与所述阶梯孔的阶梯面之间形成环形腔室121，所述预启阀芯111设于所述环形腔室121内且可沿环形腔室121的轴线移动；所述预启阀出汽通道122为所述环形腔室121与所述出汽口3a之间的外阀芯120内孔部分，所述预启阀进汽通道123为设于所述外阀芯120上或所述压环124上或者设于所述外阀芯120及所述压环124上、连通所述环形腔室121与所述进汽口1a的汽道。如图1所示，所述阶梯孔的直径较小的孔口处还可以设置一预启阀阀座510，当然，所述预启阀阀座510最好与所述外阀芯120为一体式结构。则本发明的汽轮机联合进汽阀在关闭状态时，所述外阀100处于关闭状态，所述内阀200处于最小开度状态；所述预启阀芯111紧抵所述环形腔室121的距离阀座的出汽口3a较近的一端面，从而堵住所述预启阀出汽通道122，使所述预启阀500也处于关闭状态；使所述外阀芯120与内阀芯220相邻的端面不承受蒸汽压强，而所述外阀芯120与进汽口1a相连通的端面承受蒸汽压强，在压强差的作用下，所述外阀芯120将阀座的出汽口3a牢牢堵住。当本发明的汽轮机联合进汽阀需要开启时，首先，启动外阀控制器300，使第一活塞杆311移动，通过第一连接件320带动所述外阀杆110远离阀座的出汽口3a，使预启阀芯111与所述环形腔室121的距离阀座的出汽口3a较近的一端面脱离，从而预启阀出汽通道122畅通，即所述预启阀500开启，压力蒸汽由预启阀500进入所述外阀芯120与内阀芯220之间的腔体，从而所述外阀芯120基本不再承受压力差，在预启阀芯111抵住所述环形腔室121的另一端面后，外阀杆110在很小力的作用下即可带动外阀芯120远离阀座的出汽口3a，实现外阀100的开启工作，操作非常方便。之后，再启动内阀控制器400，使第二活塞杆411移动，通过第二连接件420带动所述内阀杆210，最终带动内阀芯220做轴向移动，实现所述内阀200的开启工作。本发明既可以将外阀100作为主汽阀，将内阀200作为调节阀，通过控制第二活塞杆411的轴向移动来实现内阀200开度的调节；也可以将外阀100作为调节阀，将内阀200作为主汽阀，通过控制第一活塞杆311的轴向移动来实现外阀100开度的调节；使用非常灵活、方便。本发明的第一活塞杆311、第二活塞杆411的轴向移动，均可以通过液压缸驱动，或者通过其他驱动件进行驱动。

为了使所述外阀100在开启和关闭过程中，外阀芯120的直线运动平稳、振动小，以保证外阀100的闭合可靠，优选地，所述外阀芯120的外侧面为圆柱面，所述阀盖2内侧设有与所述外阀芯120的外侧面配合的导向套2a，所述导向套2a上设至少一个透汽孔2b，以使所述外阀100在关闭状态时，所述预启阀500的进汽通道123保持畅通。

从装配的便利性考虑，优选地，所述二级阶梯孔的直径较大的孔段与所述阀盖2相邻，这样的结构设计可不必考虑所述压环124与所述外阀芯120之间的密封性；当然所述二级阶梯孔的直径较大的孔段也可以与所述阀座的出汽口3a相邻，则所述压环124与所述外阀芯120之间应密封，以免所述外阀100在闭合状态时发生漏汽。

综上所述，本发明的汽轮机联合进汽阀的外阀杆和第一活塞杆通过第一连接件即可实现对接，内阀杆和第二活塞杆通过第二连接件即可实现对接，从而连接的可靠性好；阀座的进汽口与出汽口呈90度排布，以及外阀与内阀的同轴布置，使通过的蒸汽只需经历一次90度转角，从而能量损耗小；本发明还使阀壳的体积小、从而本发明占用空间小，对布置空间的要求低。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种汽轮机联合进汽阀，包括外阀(100)、内阀(200)、外阀控制器(300)和内阀控制器(400)；其特征在于，

所述外阀(100)和内阀(200)共用一阀壳(1)、一阀座(3)、一阀盖(2)，所述阀壳设有进汽口(1a)，所述阀座(3)设有出汽口(3a)，所述阀盖(2)与所述出汽口(3a)相对；

所述外阀(100)包括外阀杆(110)、设于外阀杆(110)一端的外阀芯(120)，所述外阀控制器(300)包括第一活塞杆(311)，所述第一活塞杆(311)外端通过第一连接件(320)与所述外阀杆(110)的另一端连接，所述外阀芯(120)、外阀杆(110)、第一连接件(320)、第一活塞杆(311)均为空心结构；

所述内阀(200)包括内阀杆(210)、设于内阀杆(210)一端的内阀芯(220)，所述内阀控制器(400)包括第二活塞杆(411)，所述第二活塞杆(411)外端通过第二连接件(420)与所述内阀杆(210)的另一端连接；

所述外阀(100)与所述内阀(200)同轴布置，所述内阀杆(210)穿过所述外阀芯(120)、外阀杆(110)、第一连接件(320)以及第一活塞杆(311)的内孔，所述外阀杆(110)穿过所述阀盖(2)，所述外阀控制器(300)与所述阀盖(2)的外壁固定在一起，所述内阀控制器(400)与所述外阀控制器(300)相互独立地串接布置于所述阀盖(2)的同侧。

2.根据权利要求1所述的汽轮机联合进汽阀，其特征在于：所述阀座(3)与阀壳(1)为一体式结构。

3.根据权利要求1或2所述的汽轮机联合进汽阀，其特征在于：所述外阀杆(110)与所述外阀芯(120)之间设有预启阀(500)；所述预启阀(500)包括预启阀芯(111)、预启阀出汽通道(122)和预启阀进汽通道(123)；所述预启阀芯(111)为设于所述外阀杆(110)一端的凸缘，所述外阀芯(120)的内孔为二级阶梯孔，所述阶梯孔的直径较大的孔口处设有压环(124)，所述压环(124)与所述阶梯孔的阶梯面之间形成环形腔室(121)，所述预启阀芯(111)设于所述环形腔室(121)内且可沿环形腔室(121)的轴线移动；所述预启阀出汽通道(122)为所述环形腔室(121)与所述出汽口(3a)之间的外阀芯(120)内孔部分，所述预启阀进汽通道(123)为设于所述外阀芯(120)上或所述压环(124)上或所述外阀芯(120)及所述压环(124)上、连通所述环形腔室(121)与所述阀壳的进汽口(1a)的汽道。

4.根据权利要求3所述的汽轮机联合进汽阀，其特征在于：所述阶梯孔的直径较小的孔口处设置有一预启阀阀座(510)，所述预启阀出汽通道(122)为所述环形腔室(121)与所述预启阀阀座(510)的内孔部分。

5.根据权利要求1至4任一项所述的汽轮机联合进汽阀，其特征在于：所述外阀芯(120)的外侧面为圆柱面，所述阀盖(2)内侧设有与所述外阀芯(120)的外侧面配合的导向套(2a)，所述导向套(2a)上设至少一个透汽孔(2b)。

6.根据权利要求3所述的汽轮机联合进汽阀，其特征在于：所述阶梯孔的直径较大的孔段与所述阀盖(200)相邻。