CN105888745B - 一种汽轮机浮动式阀门支架结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽轮机浮动式阀门支架结构，其特征在于：包括调整螺钉、阀门支撑板、支杆、套管、弹簧盖板、弹簧底板和组合弹簧；所述调整螺钉设置在机浮动式阀门支架结构顶部，其上部与阀门支撑板连接，其底部与支杆顶部连接；所述支杆安装在套管内，其底部与套管底部上的底块相接触；所述套管上端焊接在弹簧盖板内壁上，套管穿过组合弹簧，套管底部放置在弹簧底板的中心孔位置并与弹簧底板存在一定间隙；所述套管的底部焊接有垫块，所述底块直接放置在垫块上；所述组合弹簧位于弹簧盖板与弹簧底板之间，所述弹簧底板与弹簧盖板四角位置上设置有拉杆螺栓。本发明的结构简单，设计先进、新颖，有效解决了布置在汽缸两侧的阀门支撑问题。

Description

一种汽轮机浮动式阀门支架结构

技术领域

本发明涉及汽轮机阀门支撑设备，具体地讲一种汽轮机浮动式阀门支架结构。

背景技术

众所周知，阀门是汽轮机系统中一个重要的不可缺少的组成部分，不仅要求在异常情况下能迅速遮断高压蒸汽，还能根据负荷需求调整机组进气流量，因此对阀壳要求非常高，阀壳设计得比较厚，同时阀门中带有一系列阀芯件、油动机以实现其功能，整体阀门重量在30T~60T之间，只有通过阀门支架或吊架结构将其重力传递到设备基础上。而阀门与汽缸分别与管道的两端连接，正常运行时，阀门均会承受管道传递过来的热位移以及管道力，因此对阀门支架要求相当高，阀门支架结构设计也是汽轮机设计中一大难点问题。

目前市场上投运的大部分300MW~1000MW亚临界、超临界以及超超临界机组高压阀门位于机组机头侧，而中压阀门位于运行平台下，靠单点弹簧支架支撑，如图1至图2所示。如此设计，高压阀门采用两个高压主汽阀B加四个高压调节阀C的组合结构，高压主汽阀B与高压调节阀C分别铸造，待加工完毕后焊接在一起，在阀门上设置吊点，通过高压阀门吊架G将整个阀组悬吊在机头侧，高压主汽管A通过高压主汽阀B给高压缸F供汽，高压主汽阀B与高压缸F进口之间有一段高压导汽管D，高压导汽管D上设置有吊架支撑。由于高压主汽阀B与高压缸F之间存在一段很长的管道，从高压主汽阀B出口到高压缸F进口存在若干弯头，不仅制造成本高，而且增加了气流的管道流动损失，降低了蒸汽品质。为了降低蒸汽在管道流动损失，节约成本，缩短主汽管道长度，可以将高压主汽阀B布置在高压缸F两侧，则高压主汽阀B的支撑结构需重新设计。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种汽轮机浮动式阀门支架结构，该支架有效解决了布置在汽缸两侧的阀门支撑问题，能够承受天地方向上支点载荷以及热位移，还能吸收水平方向的热位移；在机组安装、运行以及检修时能为阀门提供安全、可靠的支撑。

实现本发明的技术方案是：一种汽轮机浮动式阀门支架结构，其特征在于：包括调整螺钉、阀门支撑板、支杆、套管、弹簧盖板、弹簧底板和组合弹簧；所述调整螺钉设置在浮动式阀门支架结构顶部，其上部与阀门支撑板连接，其底部与支杆顶部连接；所述支杆安装在套管内，其底部与套管底部上的底块相接触；所述套管上端焊接在弹簧盖板内壁上，套管穿过组合弹簧，套管底部放置在弹簧底板的中心孔位置并与弹簧底板存在一定间隙；所述套管的底部焊接有垫块，所述底块直接放置在垫块上；所述组合弹簧位于弹簧盖板与弹簧底板之间，所述弹簧底板与弹簧盖板四角位置上设置有拉杆螺栓。

所述支杆顶部、底部为球面支杆头，中间为两头带螺纹结构的圆管，支杆底部球面与套管底部上的底块球面相接触。

所述调整螺钉底部有凹进去的球面结构，与支杆顶部凸出来的球面相互接触。

所述组合弹簧为内、外双弹簧结构型式。

所述拉杆螺栓倒置，螺母沉在弹簧底板里，螺杆依次穿过弹簧底板、弹簧盖板后与紧定螺母、防旋螺母相连接。

所述弹簧盖板顶部设置圆板，该圆板中心穿过套管并自由放置在弹簧盖板上。

所述弹簧底板预偏移后直接焊接在基础埋板上。

所述调整螺钉与阀门支撑板的连接处、支杆上以及拉杆螺栓的防旋螺母处均安装有防转销。

本发明的有益效果是：

1、本发明的结构简单，设计先进、新颖，有效解决了布置在汽缸两侧的阀门支撑问题；

2、本发明不仅能够承受天地方向上支点载荷以及热位移，还能吸收水平方向的热位移；根据阀门支点热位移方向以及热位移值，可以将弹簧底板预先偏移并直接焊接在基础预埋件上，安装状态下支杆存在一个较小的偏角，保证机组正常运行时整个支杆处于竖直状态，通过调整支杆顶部调整螺钉相对位置，可以有效解决支架安装过程中出现的安装偏差；

3、调整螺钉、防旋螺母以及支杆上均设置防转销，保证不同工况下阀门支架的稳定性；

4、弹簧盖板顶部设置圆板，可以防止异物掉入弹簧支架内；长时间运行后可以打开检修门，清理弹簧支架底部的积灰。

附图说明

图1为传统高压阀门吊架结构型式图；

图2为图1的A向视图；

图3为本发明汽轮机高压阀门布置结构型式图；

图4为图3的C-C视图；

图5为本发明汽轮机浮动式阀门支架安装状态下结构示意图；

图6为图5的D-D视图；

图7为图5的E向视图；

图8为本发明阀门支杆结构示意图；

图9为图8的E-E视图；

图10为是本发明汽轮机浮动式阀门支架工作状态下结构示意图。

图中标号：1—调整螺钉、2—阀门支撑板、3—支杆、31—支杆头、32—带内螺纹圆管、4—套管、5—底块、6—垫块、7—弹簧盖板、8—组合弹簧、81—内弹簧、82—外弹簧、9—弹簧底板、10—拉杆螺栓、11—紧定螺母、12—防旋螺母、13—基础埋板、14—检修门、15—螺钉、16—防转销、17—圆板、A—高压主汽管、B—高压主汽阀、C—高压调节阀、D—高压导汽管、F—高压缸、G—高压阀门吊架、LK1至LK3—左侧浮动支架结构、RK1至RK3—右侧浮动支架结构。

具体实施方式

如图3、图4所示，某350MW超临界汽轮机机组的高压主汽阀B布置在高压缸F两侧运行平台上，每台高压主汽阀B由三个汽轮机浮动阀门支架结构支撑；在高压缸F左侧的高压主汽阀B分别用左侧浮动支架结构LK1至LK3支撑；在高压缸F右侧的高压主汽阀B分别用右侧浮动支架结构RK1至RK3支撑。包括阀芯件、保温层、油动机等在内的阀门总重量约为30T。经过管系计算后确定阀门支撑板2支点荷载为112KN，刚度为1800N/mm，天地方向热位移向下为3.5mm，轴向方向热位移为25mm，远离汽轮机横向热位移为30mm。

如图5至图10所示，本发明的汽轮机浮动阀门支架结构，所述阀门支架结构的支杆3两端为凸球面的支杆头31，中部有带内螺纹圆管32，所述支杆3两端球面分别与调整螺钉1底部球面、套管4内的垫块5顶部球面相接触；套管4直接焊接在弹簧盖板7内壁，组合弹簧8放置在弹簧盖板7与弹簧底板9之间。

具体实施时，根据支点荷载可以设计调整螺钉1外螺纹为M120，同时调整螺钉1上端面长度为150mm，阀门支撑板2厚度为100 mm；调整螺钉1底部球面与支杆3顶部球面以及支杆3底部球面与垫块5上端面球面半径均相同，半径值为R50；支杆3总长度为745mm，最小直径为φ90mm，同时经校核支杆3的稳定性合格；套管4规格为φ180×10.5，直接焊接在弹簧盖板7内壁，距离弹簧盖板7上端面50mm；弹簧盖板7、弹簧底板9厚度均为100mm，截面为500×500形状，中心位置存在一个通孔，两者之间弹簧设计为组合弹簧结构型式，内弹簧81刚度为1000N/mm而外弹簧82刚度为800N/mm；弹簧底板9沿水平面内热位移方向偏移相应热位移值后直接焊接在基础埋板13上，即弹簧底板9中心位置相对于阀门支撑板2中心位置向机头侧偏移25mm，远离汽轮机汽缸方向偏移30mm；弹簧底板9四角位置处均布置一个带沉孔的通孔，沉孔位于弹簧底板9底部，当组合弹簧8处于自由状态下拉杆螺栓10能露出弹簧盖板7外至少一个螺母高度；拉杆螺栓10螺纹端依次拧上两M36螺母；弹簧盖板7顶部位置设置一个厚度为5mm，外径为φ250，内径为φ125的圆板17，可防止安装过程中杂物掉入弹簧支架内部；弹簧底板9底部中心位置处开通一个矩形通孔，在弹簧底板9两通孔端部设置检修门14，长时间运行后弹簧内部若有积灰，可以打开检修门14，通过矩形通孔清理积灰；检修门通过螺钉15直接安装在弹簧底板9端部上。

在制造车间生产时，先将底块5直接焊接在套管4底部，而套管4焊接在弹簧盖板7内壁处，然后将弹簧底板9、弹簧盖板7、组合弹簧8、拉杆螺栓10、螺母组装在一起，参考安装荷载是弹簧变形量设置整定高度，通过调整两螺母位置而将弹簧压缩至整定高度，同时在最外侧螺母上打入φ12的防转销16固定螺母位置，此时压缩状态弹簧力通过弹簧盖板7、弹簧底板9从而作用在拉杆螺栓10的锁定螺母11、防旋螺母12上，组装完毕后将阀门支架下部整体发货至电厂。

在电厂安装时，根据支点水平方向热位移值调整弹簧底板9至预定位置后将其直接焊接在基础埋板13上，垫块6装入套管4后，将弹簧支杆3装入套管4中；将高压主汽阀B吊到预定位置并固定，在阀门支撑板2上装入调整螺钉1，并调节调整螺钉1位置，使其底部球面与支杆3顶部球面完全接触；待高压主汽阀B周围管道焊接完毕后松开螺母，使阀门支撑板2上作用力完全作用在支架上，此时支杆3沿竖直方向存在2.5°左右的摆角。

当机组进入运行状态，高压缸F、高压主汽阀B完全膨胀开后，阀门支撑板2沿轴向膨胀25mm，远离汽轮机方向膨胀30mm，天地方向向下膨胀3.5mm后，支杆3几乎完全处于竖直状态且阀门支撑板2荷载与组合弹簧8荷载完全相等。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种汽轮机浮动式阀门支架结构，其特征在于：包括调整螺钉、阀门支撑板、支杆、套管、弹簧盖板、弹簧底板和组合弹簧；所述调整螺钉设置在浮动式阀门支架结构顶部，其上部与阀门支撑板连接，其底部与支杆顶部连接；所述支杆安装在套管内，其底部与套管底部上的底块相接触；所述套管上端焊接在弹簧盖板内壁上，套管穿过组合弹簧，套管底部放置在弹簧底板的中心孔位置并与弹簧底板存在一定间隙；所述套管的底部焊接有垫块，所述底块直接放置在垫块上；所述组合弹簧位于弹簧盖板与弹簧底板之间，所述弹簧底板与弹簧盖板四角位置上设置有拉杆螺栓。

2.根据权利要求1所述汽轮机浮动式阀门支架结构，其特征在于：所述支杆的顶部及底部为球面支杆头，中间为两头带螺纹结构的圆管，支杆底部球面与套管底部上的底块球面相接触。

3.根据权利要求1所述汽轮机浮动式阀门支架结构，其特征在于：所述调整螺钉底部有凹进去的球面结构，与支杆顶部凸出来的球面相互接触。

4.根据权利要求1所述汽轮机浮动式阀门支架结构，其特征在于：所述组合弹簧为内、外双弹簧结构型式。

5.根据权利要求1所述汽轮机浮动式阀门支架结构，其特征在于：所述拉杆螺栓倒置，螺母沉在弹簧底板里，螺杆依次穿过弹簧底板、弹簧盖板后与紧定螺母、防旋螺母相连接。

6.根据权利要求1所述汽轮机浮动式阀门支架结构，其特征在于：所述弹簧盖板顶部设置圆板，该圆板中心穿过套管并自由放置在弹簧盖板上。

7.根据权利要求1所述汽轮机浮动式阀门支架结构，其特征在于：所述弹簧底板预偏移后直接焊接在基础埋板上。

8.根据权利要求1所述汽轮机浮动式阀门支架结构，其特征在于：所述调整螺钉与阀门支撑板的连接处、支杆上以及拉杆螺栓的防旋螺母处均安装有防转销。