CN108799620A - 一种阀壳冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温阀壳冷却系统，主汽阀和调节阀均采用双层壳体结构，内层阀壳采用适用于较高温度的高成本材料，外层阀壳采用价格较低的常规金属材料；主汽阀内、外壳体夹层以及调节阀内、外壳体夹层连通为一个整体并且其中引入合适温度、压力的蒸汽用以冷却内层阀壳，并同时减小了内层阀壳和外层阀壳的一次应力，保证阀门安全稳定运行。

Description

一种阀壳冷却系统

技术领域

本发明涉及汽轮机技术领域，特别是涉及一种阀壳冷却结构。

背景技术

高压主汽调节阀组是汽轮机装置的关键部套之一，其可靠性对机组运行安全至关重要。随着绿色低碳发展和能源结构升级要求的不断提高，国家也对更高参数的汽轮机加大了研究力度，作为汽轮机装置的关键部套，超高温度的高压主汽调节阀组的材料和结构是高参数汽轮机的研究重点之一。

由于汽轮机主蒸汽参数提高和常规材料的材料性能限制，采用单层阀门的设计壁厚越来越厚，一方面导致阀组及其附件结构尺寸设计困难，另一方面会造成较大的阀门热应力，影响机组的安全运行；如果采用全部镍基高温材料制造阀门，则成本将大大提高。所以如何解决上述问题，是本领域技术人员一直在思考的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提出一种阀壳冷却结构，主汽阀和调节阀均采用双层壳体的连接密封、夹层隔断的结构。内层阀壳采用较高温度的高成本材料，外层阀壳采用价格较低的常规金属材料；高压进汽管接与主汽阀外壳体、主汽阀外壳体和调节阀外壳体采用螺纹连接的分体式结构，主汽阀内、外壳体夹层以及调节阀内、外壳体夹层分为两个不同的相对（内壳体）低温的蒸汽腔室，形成特定的温度场；且主汽阀内、外壳体夹层与调节阀内、外壳体夹层连通。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种阀壳冷却结构，包括：主汽阀外壳，所述主汽阀外壳上具有主汽阀内壳装入口和调节阀内壳装入口，所述主汽阀外壳内具有主汽阀内壳和调节阀内壳，所述主汽阀外壳具有主汽阀压圈和调节汽阀压圈，所述主汽阀压圈和调节汽阀压圈分别用于主汽阀内壳和调节阀内壳压紧定位，所述主汽阀内壳和调节阀内壳相贯通，所述主汽阀内壳装入口处具有主汽阀端盖，所述调节阀内壳装入口处具有调节阀端盖，所述主汽阀外壳上具有进汽管，所述进汽管与主汽阀内壳贯通，所述主汽阀内壳具有主汽阀结构，所述调节阀内壳具有调节阀结构，所述主汽阀结构调节进汽管进入主汽阀内壳的流量大小，所述调节阀结构调节主汽阀内壳进入调节阀内壳的流量，所述主汽阀外壳与主汽阀内壳和调节阀内壳之间的间隙形成夹层冷却腔，所述调节阀内壳穿过外层汽缸并穿入内层汽缸，所述外层汽缸和内层汽缸之间的间隙形成夹层蒸汽入口，所述夹层蒸汽入口与夹层冷却腔连通，所述主汽阀外壳上具有夹层蒸汽出口，所述夹层蒸汽出口靠近进汽管一侧，所述夹层蒸汽出口与夹层冷却腔连通。

本发明的一种阀壳冷却结构，所述主汽阀端盖与主汽阀结构之间具有主端盖冷却腔。

本发明的一种阀壳冷却结构，所述主汽阀端盖上具有主端盖进口和主端盖出口，所述主端盖进口和主端盖出口分别与主端盖冷却腔连通。

本发明的一种阀壳冷却结构，所述调节端盖与调节阀结构之间具有调节端盖冷却腔。

本发明的一种阀壳冷却结构，所述调节端盖上具有调节端盖出口，所述调节端盖出口与调节端盖冷却腔相连通。

本发明的一种阀壳冷却结构，所述调节端盖上具有调节端盖入口，所述调节端盖入口与调节端盖冷却腔相连通

本发明的一种阀壳冷却结构，所述进汽管与主汽阀内壳通过管螺纹进行连接，所述进汽管与主汽阀内壳的结合面设置有进汽密封圈，所述过渡密封圈为C形密封圈。

本发明的一种阀壳冷却结构，所述主汽阀内壳和调节阀内壳的结合面处设置有过渡密封圈，所述进汽密封圈为C形密封圈。

本发明的一种阀壳冷却结构，所述主汽阀外壳为分体式结构，所述分体式结构处通过螺套进行连接。

根据上述技术方案，本发明的有益效果是：提出一种阀壳冷却结构，主汽阀和调节阀均采用双层壳体的连接密封、夹层隔断的结构。内层阀壳采用较高温度的高成本材料，外层阀壳采用价格较低的常规金属材料；高压进汽管接与主汽阀外壳体、主汽阀外壳体和调节阀外壳体采用螺纹连接的分体式结构，主端盖冷却腔和调节端盖冷却腔分为两个不同的相对内壳体低温的蒸汽腔室，形成特定的温度场；且夹层冷却腔和调节端盖冷却腔相连通从而可以共用冷却汽体。

附图说明

图1是本发明一种阀壳冷却结构的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明

如图1为本发明一种阀壳冷却结构的实施例，一种阀壳冷却结构，包括：主汽阀外壳1，所述主汽阀外壳1上具有主汽阀内壳2装入口和调节阀内壳3装入口，所述主汽阀外壳1内具有主汽阀内壳2和调节阀内壳3，所述主汽阀外壳1具有主汽阀压圈24和调节汽阀压圈25，所述主汽阀压圈24和调节汽阀压圈25分别用于主汽阀内壳2和调节阀内壳3压紧定位，所述主汽阀内壳2和调节阀内壳3相贯通，所述主汽阀内壳2装入口处具有主汽阀端盖6，所述调节阀内壳3装入口处具有调节阀端盖7，所述主汽阀外壳1上具有进汽管26，所述进汽管26与主汽阀内壳2贯通，所述主汽阀内壳2具有主汽阀结构4，所述调节阀内壳3具有调节阀结构5，所述主汽阀结构4调节进汽管26进入主汽阀内壳2的流量大小，所述调节阀结构5调节主汽阀内壳2进入调节阀内壳3的流量，所述主汽阀内壳2和调节阀内壳3与主汽阀外壳1之间分别具有主垫块10和调节垫块12，所述主汽阀外壳1为分体式结构，所述分体式结构处通过螺套8进行连接，所述分体式结构两侧的螺纹旋向相反，即一侧左旋另一侧为右旋，所述分体式结构的结合面处具有密封垫9，所述进汽管26与主汽阀内壳2通过管螺纹进行连接，所述进汽管26与主汽阀内壳2的结合面设置有进汽密封圈27，所述主汽阀内壳2和调节阀内壳3的结合面处设置有过渡密封圈11，所述进汽密封圈27为C形密封圈，所述过渡密封圈11为C形密封圈，所述主汽阀结构4包括主汽阀套筒组件41和主汽阀蝶阀组件42，所述主汽阀套筒组件41与主汽阀内壳2相连接，所述主汽阀蝶阀组件42用于控制主汽阀内壳2的汽流通道开度，所述调节阀结构5包括调节阀套筒组件51和调节阀蝶阀组件52，所述调节阀套筒组件51与调节阀内壳3相连接，所述调节阀蝶阀组件52用于控制调节阀内壳3的汽流通道开度，所述主汽阀外壳1与主汽阀内壳2和调节阀内壳3之间的间隙形成夹层冷却腔15，所述调节阀内壳3穿过外层汽缸13并穿入内层汽缸14，所述外层汽缸13和内层汽缸14之间的间隙形成夹层蒸汽入口18，所述夹层蒸汽入口18与夹层冷却腔15连通，所述主汽阀外壳1上具有夹层蒸汽出口19，所述夹层蒸汽出口19靠近进汽管26一侧，所述夹层蒸汽出口19与夹层冷却腔15连通。所述主汽阀端盖6与主汽阀结构4之间具有主端盖冷却腔16。所述主汽阀端盖6上具有主端盖进口20和主端盖出口21，所述主端盖进口20和主端盖出口21分别与主端盖冷却腔16连通。所述调节端盖7与调节阀结构5之间具有调节端盖冷却腔17。所述调节端盖7上具有调节端盖出口23，所述调节端盖出口23与调节端盖冷却腔17相连通。所述调节端盖7上具有调节端盖入口22，所述调节端盖入口22与调节端盖冷却腔17相连通。

主蒸汽通过进汽管26直接流进内层汽缸14进行做功，对于夹层冷却腔15，630℃~700℃的汽轮机，汽轮机额定工况运行时，夹层冷却腔15内的蒸汽压力及温度相对主蒸汽较低，一般为主蒸汽压力的一半，蒸汽温度比主蒸汽低约200℃，因此夹层蒸汽入口18引来的汽缸夹层之间的蒸汽作为夹层冷却腔15的冷却蒸汽比较合适，并且汽缸夹层之间测蒸汽参数对外层阀壳结构设计及选材也比较简单；夹层蒸汽出口引出至再热热段，使得再热热段蒸汽压力较夹层冷却腔压力低，使之形成压差流动，不断与内层阀壳进行换热；

对于主端盖冷却腔16：由于主汽阀结构在运行时，阀杆无漏气，因此，主端盖冷却腔16必须引入冷却蒸汽，对主端盖冷却腔16及其结构件进行冷却以降低温度，以减少结构尺寸、用材及成本。例如，对于二次再热机组，主端盖进口20可来自二次再热冷段，以主端盖冷却腔16及其外层阀壳的温度及压力，主端盖出口21可引至二次再热热段或者引入压力合适的加热器，设立合适的压差，以进行流动换热。

对于调节端盖冷却腔17：对于调节阀结构5，根据调节阀结构进行设计冷却蒸汽。例如：1.当调节阀在运行时，阀杆无漏汽，此时，冷却蒸汽汽源可与主端盖冷却腔16，即主端盖进口20可调节端盖入口22连通，调节端盖出口23可主端盖出口21连通；2. 调节阀结构在运行时，阀杆有漏气，因阀杆漏汽已经进行了等焓温降，则其可作为冷却蒸汽对调节端盖冷却腔17进行冷却，以降低调节阀外壳体的运行温度，此时，无需设置冷却蒸汽入口，即取消调节端盖入口22，只保留调节端盖出口23并将其进入压力、温度合适的加热器，形成流动换热。

由于采用了上述技术方案，有益效果是，针对高参数汽轮机双层阀壳的阀门，通过连接密封结构，保证内外阀壳连接密封安全可靠，通过夹层隔断的设计，将夹层分隔三个独立腔室，满足双层阀壳和双层阀盖对冷却蒸汽压力的不同要求，通过C形密封圈，能够满足膨胀需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种阀壳冷却结构，其特征在于，包括：主汽阀外壳（1），所述主汽阀外壳（1）上具有主汽阀内壳（2）装入口和调节阀内壳（3）装入口，所述主汽阀外壳（1）内具有主汽阀内壳（2）和调节阀内壳（3），所述主汽阀外壳（1）具有主汽阀压圈（24）和调节汽阀压圈（25），所述主汽阀压圈（24）和调节汽阀压圈（25）分别用于主汽阀内壳（2）和调节阀内壳（3）压紧定位，所述主汽阀内壳（2）和调节阀内壳（3）相贯通，所述主汽阀内壳（2）装入口处具有主汽阀端盖（6），所述调节阀内壳（3）装入口处具有调节阀端盖（7），所述主汽阀外壳（1）上具有进汽管（26），所述进汽管（26）与主汽阀内壳（2）贯通，所述主汽阀内壳（2）具有主汽阀结构（4），所述调节阀内壳（3）具有调节阀结构（5），所述主汽阀结构（4）调节进汽管（26）进入主汽阀内壳（2）的流量大小，所述调节阀结构（5）调节主汽阀内壳（2）进入调节阀内壳（3）的流量，所述主汽阀外壳（1）与主汽阀内壳（2）和调节阀内壳（3）之间的间隙形成夹层冷却腔（15），所述调节阀内壳（3）穿过外层汽缸（13）并穿入内层汽缸（14），所述外层汽缸（13）和内层汽缸（14）之间的间隙形成夹层蒸汽入口（18），所述夹层蒸汽入口（18）与夹层冷却腔（15）连通，所述主汽阀外壳（1）上具有夹层蒸汽出口（19），所述夹层蒸汽出口（19）靠近进汽管（26）一侧，所述夹层蒸汽出口（19）与夹层冷却腔（15）连通。

2.根据权利要求1所述的一种阀壳冷却结构，其特征在于：所述主汽阀端盖（6）与主汽阀结构（4）之间具有主端盖冷却腔（16）。

3.根据权利要求2所述的一种阀壳冷却结构，其特征在于：所述主汽阀端盖（6）上具有主端盖进口（20）和主端盖出口（21），所述主端盖进口（20）和主端盖出口（21）分别与主端盖冷却腔（16）连通。

4.根据权利要求1所述的一种阀壳冷却结构，其特征在于：所述调节端盖（7）与调节阀结构（5）之间具有调节端盖冷却腔（17）。

5. 根据权利要求4所述的一种阀壳冷却结构，其特征在于：所述调节端盖（7）上具有调节端盖出口（23），所述调节端盖出口（23）与调节端盖冷却腔（17）相连通。

6.根据权利要求5所述的一种阀壳冷却结构，其特征在于：所述调节端盖（7）上具有调节端盖入口（22），所述调节端盖入口（22）与调节端盖冷却腔（17）相连通

根据权利要求1所述的一种阀壳冷却结构，其特征在于：所述进汽管（26）与主汽阀内壳（2）通过管螺纹进行连接，所述进汽管（26）与主汽阀内壳（2）的结合面设置有进汽密封圈（27），所述过渡密封圈（11）为C形密封圈。

7.根据权利要求1所述的一种阀壳冷却结构，其特征在于：所述主汽阀内壳（2）和调节阀内壳（3）的结合面处设置有过渡密封圈（11），所述进汽密封圈（27）为C形密封圈。

8.根据权利要求1所述的一种阀壳冷却结构，其特征在于：所述主汽阀外壳（1）为分体式结构，所述分体式结构处通过螺套（8）进行连接。