CN105257873B - 可控式双保护全启式弹簧安全阀及锅炉汽水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可控式双保护全启式弹簧安全阀及锅炉汽水系统。包括阀体和阀杆，所述阀体内腔下部设有阀座，所述阀体内腔顶部开口处设有导向套，所述阀杆下部穿入所述导向套中，且所述阀杆底端联动连接有可与所述阀座密封配合的阀瓣，所述阀体上对应所述阀座顶部位置处横向开有排气口，所述阀杆上部设有上弹簧座和下弹簧座，所述上弹簧座和下弹簧座间连有弹簧，所述阀杆穿过所述弹簧，所述阀杆上部套设有拨叉，所述拨叉通过连接装置与动作装置联动连接，所述动作装置与压力传感装置电连接。本发明采用电磁铁，通过电磁力将拨叉拉起来，带动阀杆提升，驱动阀门起跳排放。

Description

可控式双保护全启式弹簧安全阀及锅炉汽水系统
技术领域
本发明涉及安全阀，具体涉及一种可控式双保护全启式弹簧安全阀及锅炉汽水系统。
背景技术
电站锅炉为防止汽包超压，通常在汽包上安装冲量安全装置，该装置是通过安装在汽包上的脉冲安全阀达到整定压力开启排出介质，从而驱动安装在过热器上的主安全阀开启。该装置依靠从导阀排出介质来驱动主阀开启。
在锅炉的运行过程中，一旦脉冲安全阀(即导阀)失效，介质无法排出至主安全阀(主安全阀为倒密封结构)，则会导致主安全阀拒动作；随着锅炉的运行年限越来越长，可能产生由于管道陈旧堵塞等问题导致压力衰减，主安全阀的起跳压力点发生漂移，甚至拒动作。上述两种情况都会导致汽包超压蒸汽无法排放，非常危险。
现如今，在锅炉安全阀的改造项目中，往往都会把冲量安全装置替换为全启式弹簧安全阀，该安全阀是一种自动阀门，无需导阀，达到起跳压力后直接排放蒸汽，排放能力高、动作迅速。在安全阀改造过程中，发现全启式弹簧安全阀虽能避免由于导阀失效造成的主安全阀拒动作的现象，但无法避免由于锅炉管道陈旧引起的压力衰减，造成锅炉汽包压力已达到安全阀的整定压力,而过热器压力还未达到整定压力导致全启式弹簧安全阀无法及时开启排放蒸汽的现象。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种可控式双保护全启式弹簧安全阀。
本发明采用的技术方案是：一种可控式双保护全启式弹簧安全阀，包括阀体和阀杆，所述阀体内腔下部设有阀座，所述阀体内腔顶部开口处设有导向套，所述阀杆下部穿入所述导向套中，且所述阀杆底端联动连接有可与所述阀座密封配合的阀瓣，所述阀体上对应所述阀座顶部位置处横向开有排气口，所述阀杆上部设有上弹簧座和下弹簧座，所述上弹簧座和下弹簧座间连有弹簧，所述阀杆穿过所述弹簧，所述阀杆上部套设有拨叉，所述拨叉通过连接装置与动作装置联动连接，所述动作装置与压力传感装置电连接。
进一步优选的结构，所述连接装置包括阀体上方固定连接的连接法兰、设置于连接法兰上的立柱、固定连接于立柱顶端的支座和设置于支座上的支架，所述支架内设有用于拨叉插入的U形板。
进一步优选的结构，所述U形板底部设有从下方顶住拨叉的下限位螺栓。用于从下方顶住拨叉防止拨叉从U型铁中滑脱。
进一步优选的结构，所述支座上设有阀罩，所述阀杆顶部位于阀罩内。
进一步优选的结构，所述拨叉一端与连接装置连接，另一端铰接于阀罩外壁上。
进一步优选的结构，所述拨叉中部套设于阀杆上部且通过顶部限位装置限位。
进一步优选的结构，所述动作装置包括与U形板上部固定连接的铁芯，所述铁芯上方设有电磁铁，所述电磁铁与压力传感装置电连接。
进一步优选的结构，所述铁芯位于导向座内，所述导向座固定于支架上方。
一种包括可控式双保护全启式弹簧安全阀的锅炉汽水系统，包括汽包、过热器和安装于过热器管道上的可控式双保护全启式弹簧安全阀，所述可控式双保护全启式弹簧安全阀与压力传感装置电连接，所述压力传感装置安装于汽包上。
进一步优选的结构，所述过热器管道上还设置有过热器安全阀。
本发明不仅继承了全启式弹簧安全阀排放能力高、调试方便、动作迅速等特点，还可将汽包上提供的压力信号通过压力传感装置转换为电信号控制阀门开启，整定压力更精确，避免了由于锅炉管道陈旧造成的压力衰减，导致全启式弹簧安全阀无法及时排放。可控式双保护全启式弹簧安全阀安装在过热器管道上，通过安装在汽包上的压力传感装置将整定压力Pk1转换为电信号传递给阀门动作装置，动作装置可采用电磁铁，通过电磁力将拨叉拉起来，带动阀杆提升，驱动阀门起跳排放。如果压力传感装置失效，或者动作装置失效，当过热器压力上升到(1.02～1.03)Pk2(PK2过热器整定压力)时，全启式弹簧安全阀也会自动起跳排放。
本发明机械与电器双开启保证：既可依靠介质作用力使阀门开启(自动开启，机械保证)，也可依靠压力电信号使阀门开启(驱动开启，电器保证)，并且达到机械电器动作互不干扰；整定压力精确可调：通过压力传感装置将汽包上的压力转换成电信号传递给过热器上的全启式弹簧安全阀动作装置，整定压力更精确；开启时间＜0.5s：动作装置可采用电磁铁，通过电磁力将拨叉拉起来，从而提升阀杆，迅速开启阀门，开启时间在0.5s以内，有效地减少了全启式弹簧安全阀的前泄现象，节约能源；便于调试：当全启式弹簧安全阀调试时为防止频跳，调试人员需站在距离阀门有一定距离的地方拉动系在安全阀手柄上的绳子，提升阀杆排放蒸汽，有一定的危险，可控式双保护全启式弹簧安全阀需要调试时，调试人员可直接在控制室内按动动作装置的控制按钮，即可提升阀杆排放蒸汽，在调试过程中，后者比前者更方便安全。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中B向示意图；
图3为图1中阀瓣的剖面结构示意图；
图4为图1中阀瓣的仰视结构示意图；
图5为上调整环与上调整螺钉的配合状态示意图；
图6为背压螺母的剖面结构示意图；
图7为一种锅炉汽水系统示意图。
图中，1-阀体、2-阀杆、3-阀座、4-导向套、5-阀瓣、6-排气口、7-上弹簧座、8-下弹簧座、9-弹簧、10-单层阀瓣主体、11-沟状密封结构、12-支撑环、13-密封环、14-环形排气槽、15-排气通道、16-上调整环、17-下调整环、18-连接法兰、19-立柱、20-支座、21-限位凸台、22-反冲盘、23-齿槽、24-上调整螺钉、25-环形支撑板、26-背压螺母、27-阀罩、28-支架、29-铁芯、30-电磁铁、31-U形板、32-拨叉、33-螺母、34-导向座、35-下限位螺栓、36-定位槽口、37-下调整螺钉、38-压力传感装置、39-汽包、40-过热器、41-可控式双保护全启式弹簧安全阀、42-过热器安全阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1、图2所示，本发明包括阀体1和阀杆2，所述阀体1内腔下部设有阀座3，所述阀体1内腔顶部开口处设有导向套4，所述阀杆2下部穿入所述导向套4中，且所述阀杆2底端联动连接有可与所述阀座3密封配合的阀瓣5，所述阀瓣5上同轴套有反冲盘22，所述阀体1上对应所述阀座3顶部位置处横向开有排气口6，所述阀杆2上部设有上弹簧座7和下弹簧座8，所述上弹簧座7和下弹簧座8间连有弹簧9，所述阀杆2穿过所述弹簧9，所述阀杆2上部套设有拨叉32，所述拨叉32通过连接装置与动作装置联动连接，所述动作装置与压力传感装置38电连接。所述连接装置包括阀体1上方固定连接的连接法兰18、设置于连接法兰18上的立柱19、固定连接于立柱19顶端的支座20和设置于支座20上的支架28，所述支架28内设有用于拨叉32插入的U形板31。所述U形板31底部设有从下方顶住拨叉32的下限位螺栓35。所述支座20上设有阀罩27，所述阀杆2顶部位于阀罩27内。所述拨叉32一端与连接装置连接，另一端铰接于阀罩27外壁上。所述拨叉32中部套设于阀杆2上部且通过顶部螺母33限位。所述动作装置包括与U形板31上部固定连接的铁芯29，所述铁芯29上方设有电磁铁30，所述电磁铁30与压力传感装置38电连接。所述铁芯29位于导向座34内，所述导向座34固定于支架28上方。
所述上弹簧座7固定在所述支座20底部，所述阀杆2依次穿过所述支座20，上弹簧座7，弹簧9，及下弹簧座8，所述阀杆2上设有限位凸台21，所述下弹簧座8限位于所述限位凸台21处。所述阀瓣5包括单层阀瓣主体10，所述单层阀瓣主体10包括中部筒体，所述筒体顶部敞开，底部呈弧形，所述筒体外壁中部设有环形支撑板25，所述环形支撑板25的底部设置沟状密封结构11，所述沟状密封结构11包括外周环形支撑环12和与所述支撑环12同轴的内周环形密封环13，所述支撑环12和所述密封环13间设有环形排气槽14，所述支撑环12上径向开有与所述环形排气槽14连通的排气通道15(如图3，图4所示)。所述导向套4底部外周壁上设有上调整环16，所述上调整环16与所述导向套4同轴螺纹连接，所述上调整环16内周设有螺纹，外周均布齿槽23，所述阀体1上开有螺纹孔，上调整螺钉24穿过阀体1上的螺纹孔后其端部与所述齿槽23配合嵌卡，上调整螺钉24用于固定上调整环16(如图5所示)。所述阀座3顶部外周壁上设有下调整环17，下调整环17的结构与上调整环16相同，所述下调整环17与所述阀座3同轴螺纹连接，所述阀体1上同样设有用于固定下调整环17的下调整螺钉37，所述下调整环17的顶面与所述反冲盘22的底面间留有间隙，当阀门开启瞬间，气体介质在下调整环17与反冲盘22之间间隙处的环状空间聚集，形成压力，使阀门在起跳时迅速达到全开，减少前泄现象，并且使阀门在关闭时有一定的缓冲。所述导向套4顶部开口处的阀杆2上套有调节背压大小的背压螺母26，所述背压螺母26与所述阀杆2螺纹连接，所述背压螺母26外周贴紧所述导向套4顶部开口周沿。所述背压螺母26呈中空圆筒状，其顶端开有定位槽口36，底端呈圆锥状(如图6所示)。
一种锅炉汽水系统，包括汽包39、过热器40和安装于过热器40管道上的可控式双保护全启式弹簧安全阀41，所述可控式双保护全启式弹簧安全阀41与压力传感装置38电连接，所述压力传感装置38安装于汽包39上，所述过热器40管道上还设置有过热器安全阀42。水加热后进去汽包39，进行汽水分离，饱和蒸汽进去过热器40继续加热至过热蒸汽，后进入汽轮机推动汽轮机叶片转动发电(如图7所示)。
当全启式弹簧安全阀带压时，单层阀瓣主体10底部的支撑环12及密封环13与阀座3的密封面紧密接触，支撑环12通过排气通道15和环形排气槽14与外界连通，不具有密封性，减少了阀门密封的必须比压，从而减少了密封力；当安全阀在介质压力临近整定压力时，介质施加压力在阀瓣5上时，密封位置处受到向上的介质压力和向下的弹簧力的同时，因密封环13向内勾进，在密封环13的勾进部位上方还受到介质向下的压力，从而，密封环13处在高温高压下产生变形，持续密封，避免了安全阀的前泄现象；当安全阀回座时，密封环13和支撑环12两部分共同承受回座力，增大了受力面积，减小了阀瓣密封环13的压应力，保护了密封面，从而提高了阀瓣5的使用寿命。
另外，阀瓣5在气体介质冲击下离开阀座3后，从排气口6处排出的气体介质会对阀瓣5产生反作用力，通过调整上调整环16的上下位移，可以改变蒸汽介质流向，从而改变蒸汽介质对阀瓣5的反作用力的大小，使阀瓣5获得合适的回座压力。取下上调整螺钉24，用工具从阀体1上的螺纹孔处拨动上调整环16，向上调整上调整环16，使其向上运动，从而蒸汽介质流向趋于水平向外，对阀瓣5的反作用力小，回座压力增大，回座压差减小；取下上调整螺钉24，用工具从阀体1上的螺纹孔处拨动上调整环16，向下调整上调整环16，使其向下运动，蒸汽介质流向趋于垂直向下，对阀瓣5的反作用力大，回座压力减小，回座压差增大，通过不断地调整，调整至合适的回座压差后，装入上调整螺钉24，固定上调整环16，即可解决安全阀回座压差不可调的问题。
本发明锅炉汽水系统的工作原理如下：安装在汽包39上的压力传感装置38将整定压力Pk转换为电信号传递给动作装置，动作装置可采用电磁铁30，通过电磁力将铁芯29吸起，带动U形板31将拨叉32拉起，从而提升阀杆2，迅速开启阀门。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种可控式双保护全启式弹簧安全阀用于锅炉汽水系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：通过安装在汽包(39)上的压力传感装置(38)将整定压力Pk转换为电信号传递给电磁铁(30)，通过电磁力将铁芯吸起，带动过热器(40)管道上的可控式双保护全启式弹簧安全阀(41)的阀门开启，若电磁铁(30)失效，当过热器(40)压力上升到设定的整定压力时，过热器(40)管道上的可控式双保护全启式弹簧安全阀(41)将在弹簧(9)的作用下开启；
其中，所述可控式双保护全启式弹簧安全阀(41)包括阀体(1)和阀杆(2)，所述阀体(1)内腔下部设有阀座(3)，所述阀体(1)内腔顶部开口处设有导向套(4)，所述阀杆(2)下部穿入所述导向套(4)中，且所述阀杆(2)底端联动连接有可与所述阀座(3)密封配合的阀瓣(5)，所述阀体(1)上对应所述阀座(3)顶部位置处横向开有排气口(6)，所述阀杆(2)上部设有上弹簧座(7)和下弹簧座(8)，所述上弹簧座(7)和下弹簧座(8)间连有弹簧(9)，所述阀杆(2)穿过所述弹簧(9)，所述阀杆(2)上部套设有拨叉(32)，所述拨叉(32)通过连接装置与动作装置联动连接，所述动作装置与压力传感装置(38)电连接；
所述动作装置包括与U形板(31)上部固定连接的铁芯(29)，所述铁芯(29)上方设有电磁铁(30)，所述电磁铁(30)与压力传感装置(38)电连接；
所述可控式双保护全启式弹簧安全阀(41)与压力传感装置(38)电连接，所述压力传感装置(38)安装于汽包(39)上；
所述过热器(40)管道上还设置有过热器安全阀(42)。
2.根据权利要求1所述的可控式双保护全启式弹簧安全阀用于锅炉汽水系统的控制方法，其特征在于：所述连接装置包括阀体(1)上方固定连接的连接法兰(18)、设置于连接法兰(18)上的立柱(19)、固定连接于立柱(19)顶端的支座(20)和设置于支座(20)上的支架(28)，所述支架(28)内设有用于拨叉(32)插入的U形板(31)。
3.根据权利要求2所述的可控式双保护全启式弹簧安全阀用于锅炉汽水系统的控制方法，其特征在于：所述U形板(31)底部设有从下方顶住拨叉(32)的下限位螺栓(35)。
4.根据权利要求2所述的可控式双保护全启式弹簧安全阀用于锅炉汽水系统的控制方法，其特征在于：所述支座(20)上设有阀罩(27)，所述阀杆(2)顶部位于阀罩(27)内。
5.根据权利要求4所述的可控式双保护全启式弹簧安全阀用于锅炉汽水系统的控制方法，其特征在于：所述拨叉(32)一端与连接装置连接，另一端铰接于阀罩(27)外壁上。
6.根据权利要求1所述的可控式双保护全启式弹簧安全阀用于锅炉汽水系统的控制方法，其特征在于：所述拨叉(32)中部套设于阀杆(2)上部且通过顶部限位装置(33)限位。
7.根据权利要求1所述的可控式双保护全启式弹簧安全阀用于锅炉汽水系统的控制方法，其特征在于：所述铁芯(29)位于导向座(34)内，所述导向座(34)固定于支架(28)上方。
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