CN106958466B - 多级蒸汽流量调节速关机构及汽轮机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了汽轮机多级蒸汽流量调节速关机构，包括前汽缸，其特征在于：所述前汽缸内有第一汽道，第二汽道，第三汽道，在上述汽道的进口处设有用于蒸汽流量调节速关的机构，所述蒸汽流量调节速关机构；第一汽道上装有第一扩散汽嘴座，第一扩散汽嘴座左右两端均设有台阶通孔；台阶通孔左端设有第一扩散汽嘴，右端设有第一阀密封圈。

Description

多级蒸汽流量调节速关机构及汽轮机

技术领域

本发明涉及一种汽轮机，尤其涉及多级蒸汽流量调节速关机构及汽轮机，属于汽轮机技术领域。

背景技术

现有中小型汽轮机，特别是25MW以下的汽轮机，新蒸汽进入汽轮机都是通过一个开关型主汽门控制进汽开、关，通过调节汽阀及连杆调节汽轮机进汽量。主汽门由一套油动机控制开、关和速关，调节汽阀及连杆由一套油动机控制调节进汽量。现有中小型汽轮机结构，主汽门仅能控制蒸汽进入汽轮机的全开、全关以及速关，不能进行蒸汽流量的调节；调节汽阀及连杆调节汽轮机进汽量，且能进行速关。且两套机构两套油动机，增加了设备的复杂程度，使汽轮机设备的重量增大，成本高，同时也增多了汽轮机设备的可能发的故障点。

因此，急需要发明设计一种将上述汽轮机主汽门和汽轮机调节汽阀及连杆机构合二为一的多级蒸汽流量调节速关机构，以降低汽轮机设备的复杂程度，减轻汽轮机设备的重量，降低汽轮机设备的成本，减少汽轮机对耐热铬钼钢材的消耗，减少汽轮机设备可能发生故障点。

发明内容

本发明主要是解决汽轮机油动机控制主汽门只能全开和速关，快速关闭时间小于0.5s，通过油动机动作实现，不能调节蒸汽流量的；调节汽阀连杆只能调节蒸汽流量，且能速关的问题。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

汽轮机多级蒸汽流量调节速关机构，包括前汽缸，其特征在于：所述前汽缸内有第一汽道，第二汽道，第三汽道，在上述汽道的进口处设有用于蒸汽流量调节速关的机构，所述蒸汽流量调节速关机构；

第一汽道上装有第一扩散汽嘴座，第一扩散汽嘴座左右两端均设有台阶通孔；

台阶通孔左端设有第一扩散汽嘴，右端设有第一阀密封圈。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

阀杆具有三个台阶部，台阶部为第一台阶部、第二台阶部、第三台阶部，所述阀杆的三个台阶处均设有螺纹；

第一阀碟通过第一锁止定位螺母安装固定在阀杆的第一个台阶处，且第一阀碟、第一锁止定位螺母和阀杆固定在一起。

阀杆的右端穿过第一扩散汽嘴座设有第一阀密封圈的右端，阀杆通过中间设有孔的第一阀法兰压紧密封。

所述第一扩散汽嘴座的两端均设有台阶孔，所述第一阀碟中间设有孔，第一阀碟设置在台阶处。

第二汽道上装有第二扩散汽嘴座，第二扩散汽嘴座左右两端均设有台阶通孔，台阶通孔左端设有第二扩散汽嘴，台阶通孔右端设有第二阀密封圈，第二阀碟通过第二锁止定位螺母安装固定在阀杆第二个台阶处，且第二阀碟、第二锁止定位螺母和阀杆是相对固定；第二阀碟和第二锁止定位螺母之间有个间隙,该间隙的距离为a。

第二阀碟的左端面设有第二阀弹簧，第二阀弹簧套在阀杆上，第二阀弹簧左端顶在第一扩散汽嘴座右端面；

阀杆的右端穿过第二扩散汽嘴座设有第二阀密封圈的右端，通过中间设有孔第二阀法兰压紧密封；

所述第二扩散汽嘴座两端均设有台阶孔，所述第二阀碟通过中间设有孔。

第三汽道上装有第三扩散汽嘴座，第三扩散汽嘴座左端设有台阶通孔，台阶通孔左端设有第三扩散汽嘴，右端封闭不开孔，第三阀碟中间设有孔，第三阀碟通过第三锁止定位螺母安装固定在阀杆第三个台阶处，且第三阀碟、第三锁止定位螺母和阀杆是相对固定在一起；

第三阀碟和第三锁止定位螺母之间有个2a距离的间隙；

第三阀碟的左端面设有第三阀弹簧，第三阀弹簧套在阀杆上，第三阀弹簧左端顶在第二扩散汽嘴座的右端；

所述第三扩散汽嘴座只有左端设有台阶孔，所述第三阀碟通过中间设有孔，所述阀杆此处设有第三个台阶和螺纹。

阀杆将第一阀碟、第二阀碟、第三阀碟等部件依次串联装配起来；

第二阀碟、第三阀碟左端均有弹簧限位，第一阀碟随阀杆一起移动；

第二阀碟将在阀杆向右移动大于等于a的距离后一起移动；第三阀碟将在阀杆向右移动大于等于2a的距离后一起移动。

第一扩散汽嘴座左右均设有台阶孔，第二扩散汽嘴座左右均设有台阶孔，第三扩散汽嘴座仅有左侧设有台阶孔；

第一扩散汽嘴座、第二扩散汽嘴座、第三扩散汽嘴座均通过螺栓螺母安装在前汽缸喷嘴室进汽口的上端。

油动机带动阀杆向左移动大于等于3a的距离时，第一阀、第二阀和第三阀依次顺序打开；

在全开的位置时，油动机带动阀杆向右移动大于等于3a的距离时，第三阀、第二阀和第一阀依次顺序关闭。

将两套机构的功能合二为一，一套油动机，一套阀门便能实现对汽轮机蒸汽全开、全关、速关以及调节蒸汽流量多级控制的功能。

简化结构，减少油动机和阀门的数量，减少故障点，降低设备故障率；多级蒸汽流量调节速关机构及汽轮机。

本发明采用上述方案，将中小型汽轮机原来的主汽阀和调节汽阀合二为一，减去了原来主汽门的阀门的节流损失，使的整个汽轮机的效率提高1%。

以12MW小型汽轮机计算，效率提高1个百分点，每年按照8000小时计算，多发电96万度电。

节省掉了主汽阀以及其液压机构，每台机组节省成本人民币10000元以上。将主汽门的功能完全由本发明的机构来代替，减少了设备发生故障点的环节。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明多级蒸汽流量调节速关机构全关状态；

附图3为本发明多级蒸汽流量调节速关机构全开状态，即油动机带动阀杆向左移动≥3a的行程图中。

1-油动机，2-连接件，3-法兰盖，4-密封套筒，5-进汽壳体，6-蒸汽滤网，7-前汽缸，8-阀杆，9-第一阀碟，10-第一锁止定位螺母，11-第一扩散汽嘴，12-第一扩散汽嘴座，13-第一阀密封圈，14-第一阀法兰，15-第二阀弹簧，16-第二阀碟、17-第二锁止定位螺母，18-第二扩散汽嘴，19-第二扩散汽嘴座，20-第二阀密封圈，21-第二阀法兰，22-第三阀弹簧，23-第三阀碟、24-第三锁止定位螺母，25-第三扩散汽嘴，26-第三扩散汽嘴座，27-蒸汽室盖，28-法兰盖。

下面结合附图对本发明做具体的介绍。

具体实施方式

实施例，如附图1、附图2所示，本发明方案是通过油动机1直接与阀杆8左端连接，将第一阀门、第二阀门、第三阀门按照顺序排列的方式，通过水平横置的8阀杆串联到一起，通过8阀杆上第一阀碟、第二阀碟、第三阀碟定位台阶、锁止定位螺母以及扩散汽嘴座的相对位置来确保如图所示的装配关系。

阀门由全关到全开阀碟移动的距离为a。

如附图2所示，油动机1被安装在事先设置好的基础上，油动机的活塞杆通过2连接件与阀杆8左端连接，进汽壳体5与前汽缸7焊接在一起。

进汽壳体5内装有蒸汽滤网6，蒸汽滤网6靠前汽缸7和法兰盖3两端面夹紧定位，法兰盖3通过双头螺栓和螺母与进汽壳体5连接在一起。

法兰盖3中心设有孔，孔内装有密封套筒4，密封套筒4内装有阀杆8。

阀杆8通过设有通孔的法兰盖3和密封套筒4穿出，阀杆8左端与油动机1活塞杆相连。

第一扩散汽嘴座12通过双头螺柱与螺母装配在前汽缸7第一喷嘴室进汽口上端，第一扩散汽嘴座12左侧设有安装第一扩散汽嘴11台阶孔。

第一扩散汽嘴11通过过盈配合的方式安装在第一扩散汽嘴座12上。

第一扩散汽嘴座12右边设有台阶孔，里面装有第一阀密封圈13，安装8阀杆后，通过螺栓螺母把第一阀法兰压紧14，从而保证了此处的密封。

第一阀碟9中心设有孔，将第一阀碟9套入阀杆8第一个台阶处，用第一锁止定位螺母10将其锁紧固定。

8阀杆移动，会同步带动9第一阀碟移动。

如图2所示，19第二扩散汽嘴座通过螺栓螺母安装在7前汽缸第二喷嘴室进汽口上端，19第二扩散汽嘴座左右两边分别设有台阶孔，18第二扩散汽嘴通过盈配合的方式安装在19第二扩散汽嘴座左边的台阶孔里，16第二阀碟中间设有孔，安装在8阀杆的第二个台阶处，左边靠阀杆8的台阶定位，右边靠第二锁止定位螺母17定位，第二阀碟16安装后与第二锁止定位螺母17之间形成一个a距离的间隙。

第二阀弹簧15左边顶在第一扩散汽嘴座12右端面，右边顶在第二阀碟16的左端面，在阀杆8向左移动小于等于a的距离时，第二阀碟16在第二阀弹簧15的作用下始终与第二扩散汽嘴18贴合在一起的。

在阀杆8向左移动大于a的距离时，第二阀碟16在第二阀弹簧15和阀杆8和第二锁止定位螺母17的共同作用下向左移动，此时第二阀开始打开。

第二扩散汽嘴座19右边设有台阶孔，里面装有第二阀密封圈20，安装阀杆8后，通过螺栓螺母把第二阀法兰21压紧，从而保证了此处的密封。

如图2所示，第三扩散汽嘴座26通过螺栓螺母安装在前汽缸第三喷嘴室进汽口上端面，第三扩散汽嘴座26左边设有台阶孔，第三扩散汽嘴25通过盈配合的方式安装在第三扩散汽嘴座26右边的台阶孔里，第三阀碟23中间设有孔，安装在阀杆8的第三个台阶处，左边靠阀杆8的台阶定位，右边靠第三锁止定位螺母24定位，第三阀碟23安装后与第三锁止定位螺母24之间形成一个2a距离的间隙。

22第三阀弹簧左边顶在19第二扩散汽嘴座右端面，右边顶在23第三阀碟的左端面，形成如图所示的装配关系，在8阀杆向左移动小于等于2a的距离时，23第三阀碟在22第三阀弹簧的作用下始终与25第三扩散汽嘴贴合在一起的。在8阀杆向左移动大于2a的距离时，23第三阀碟在22第三阀弹簧和8阀杆和24第三锁止定位螺母的共同作用下向左移动，此时第三阀开始打开。

如图一二所示，1油动机活塞将8阀杆推动到最右的位置，第一阀碟、第二阀碟和第三阀碟都在阀杆8的推动作用下分别紧紧贴合在第一扩散汽嘴11，第二扩散汽嘴18，第三扩散汽嘴25上，此时多级蒸汽流量调节速关机构处于全关状态。

油动机1活塞带动阀杆8向左移动的距离L；当L=0时，第一阀碟9处于全关位置；当L=a时，第一阀碟处于全开位置；当0＜L＜a时，第一阀碟9处于全关到全开的近似线性中间位置。

当有动机带动阀杆8移动范围在0≤L≤a时，第一阀碟9将由全关到全开的位置，第一阀碟9的开度与L的大小程近似线性的关系。

通过第一阀碟9开度大小的调节，从而调节通过第一阀门的蒸汽流量，此处调节是根据L大小，是无级调节。

油动机1活塞带动阀杆8向左移动的距离L；当L≤a时，由于第二阀锁止螺母17与第二阀碟16之间有一个a距离的间隙，第二阀碟16在第二阀弹簧15的弹力的作用下，与第二扩散汽嘴18紧密贴合在一起，此时第二阀碟16处于全关位置；当L=2a时，此时第二阀碟16在阀杆8和第二阀锁止螺母17的共同作用下，向左移动了距离为a，第二阀碟处于全开位置；当a＜L＜2a时，第二阀碟16处于全关到全开的近似线性中间位置。

当油动机1带动阀杆8移动范围在a≤L≤2a时，第二阀碟16将在阀杆8和第二阀弹簧15的作用下由全关到全开的位置，此时第二阀碟16的开度与L的大小程近似线性的关系。通过16第二阀碟开度大小的调节，从而调节通过第二阀门的蒸汽流量，此处蒸汽流量的调节是根据L大小确定的，是无级调节。

油动机1活塞带动阀杆8向左移动的距离L；当L≤2a时，由于第三阀锁止螺母24与第三阀碟23之间有一个2a距离的间隙，第三阀碟23在第三阀弹簧22的弹力作用下，与第三扩散汽嘴25紧密贴合在一起，此时第三阀碟23处于全关位置；当L=3a时，此时第三阀碟23在阀杆8和第二阀锁止螺母24的共同作用下，向左移动了距离为a，第三阀碟23恰好处于全开位置；当2a＜L＜3a时，第三阀碟23处于全关到全开的近似线性中间位置。

当油动机1带动阀杆8移动范围在2a≤L≤3a时，第三阀碟23将在阀杆8和第三阀弹簧22的作用下由全关到全开的位置，第三阀碟23的开度与L的大小程近似线性的关系。通过第三阀碟23开度大小的调节，从而调节通过第三阀门的蒸汽流量，此处蒸汽调节是根据L大小，是无级调节。

综述：油动机1活塞带动阀杆8向左移动的距离L；当0≤L≤3a时，此时本多级蒸汽流量调节速关机构实现了从全关到全开的多级调节，从最小开度为0到最大开度为依次三个阀门的叠加总和。当汽轮机遇到紧急情况，需要快速关闭多级蒸汽流量调节速关机构时，阀杆8在油动机的带动下，迅速的向右移动，以小于0.5S的时间关闭。从而保证了汽轮机的安全，防止汽轮机的飞车等事故的发生。

本发明采用上述方案，将中小型汽轮机原来的主汽阀和调节汽阀合二为一，减去了原来主汽门的阀门的节流损失，使的整个汽轮机的效率提高1%。以12MW小型汽轮机计算，效率提高1个百分点，每年按照8000小时计算，多发电96万度电。

节省掉了主汽阀以及其液压机构，每台机组节省成本人民币10000元以上，经济效益可观。

将主汽门的功能拿到本发明的机构上来由本发明结构来实现，减少了设备发生故障点的环节，提高了汽轮机设备运行的稳定性。

Claims (2)

1.汽轮机多级蒸汽流量调节速关机构，包括前汽缸，其特征在于：所述前汽缸内有第一汽道、第二汽道和第三汽道，在上述汽道的进口处设有用于蒸汽流量调节速关的机构； 第一汽道上装有第一扩散汽嘴座（12），第一扩散汽嘴座（12）左右两端均设有台阶通孔；

左端台阶通孔的左端设有第一扩散汽嘴（11），右端台阶通孔的右端设有第一阀密封圈（13）；

阀杆（8）具有三个台阶部，台阶部分别为第一台阶部（81）、第二台阶部（82）、第三台阶部（83），所述阀杆（8）的三个台阶处均设有螺纹； 第一阀碟（9）通过第一锁止定位螺母（10）安装固定在阀杆（8）的第一台阶部（81）处，且第一阀碟（9）、第一锁止定位螺母（10）和阀杆（8）固定在一起；

阀杆（8）的右端穿过第一扩散汽嘴座（12）设有第一阀密封圈（13）的右端，阀杆（8）通过中间设有孔的第一阀法兰（14）压紧密封；

所述第一阀碟（9）中间设有孔，第一阀碟（9）设置在第一台阶部（81）处；

第二汽道上装有第二扩散汽嘴座（19），第二扩散汽嘴座（19）左右两端均设有台阶通孔，左端台阶通孔的左端设有第二扩散汽嘴（18），右端台阶通孔的右端设有第二阀密封圈（20），第二阀碟（16）通过第二锁止定位螺母（17）安装固定在阀杆（8）第二个台阶部（82）处，且第二阀碟（16）、第二锁止定位螺母(17)和阀杆(8)是相对固定；第二阀碟(16)和第二锁止定位螺母（17）之间有个间隙,该间隙的距离为a；

第二阀碟（16）的左端面设有第二阀弹簧（15），第二阀弹簧（15）套在阀杆（8）上，第二阀弹簧（15）左端顶在第一扩散汽嘴座（12）右端面； 阀杆（8）的右端穿过第二扩散汽嘴座（19）设有第二阀密封圈（20）的右端，通过中间设有孔第二阀法兰（21）压紧密封； 所述第二扩散汽嘴座（19）两端均设有台阶孔，所述第二阀碟（16）通过中间设有孔；

第三汽道上装有第三扩散汽嘴座（26），第三扩散汽嘴座（26）左端设有台阶通孔，台阶通孔左端设有第三扩散汽嘴（25），右端封闭不开孔，第三阀碟（23）中间设有孔，第三阀碟（23）通过第三锁止定位螺母（24）安装固定在阀杆（8）第三台阶部（83）处，且第三阀碟（23）、第三锁止定位螺母（24）和阀杆（8）是相对固定在一起； 第三阀碟（23）和第三锁止定位螺母（24）之间有个2a距离的间隙； 第三阀碟（23）的左端面设有第三阀弹簧（22），第三阀弹簧（22）套在阀杆上（8），第三阀弹簧（22）左端顶在第二扩散汽嘴座（19）的右端； 所述第三扩散汽嘴座（26）只有左端设有台阶孔，所述第三阀碟（23）通过中间设有孔，所述阀杆（8）此处设有第三个台阶和螺纹；

阀杆（8）将第一阀碟（9）、第二阀碟（16）、第三阀碟（23）等部件依次串联装配起来； 第二阀碟（16）、第三阀碟（23）左端均有弹簧限位，第一阀碟（9）随阀杆（8）一起移动； 第二阀碟（16）将在阀杆（8）向右移动大于等于a的距离后一起移动；第三阀碟（23）将在阀杆（8）向右移动大于等于2a的距离后一起移动；

第一扩散汽嘴座（12）左右均设有台阶孔，第二扩散汽嘴座（19）左右均设有台阶孔，第三扩散汽嘴座（26）仅有左侧设有台阶孔； 第一扩散汽嘴座（12）、第二扩散汽嘴座（19）、第三扩散汽嘴座(26)均通过螺栓螺母安装在前汽缸喷嘴室进汽口(7)的上端。

2.如权利要求1所述的汽轮机多级蒸汽流量调节速关机构，其特征在于： 油动机(1)带动阀杆(8)向左移动大于等于3a的距离时，第一阀、第二阀和第三阀依次顺序打开； 在全开的位置时，油动机(1)带动阀杆(8)向右移动大于等于3a的距离时，第三阀、第二阀和第一阀依次顺序关闭。