CN110593965B - 一种主汽门遮断阀组及其控制方法和汽轮机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种主汽门遮断阀组，所述遮断阀组包括先导油路，及与其相连接的安全油路，所述安全油路与主汽门压力腔相连接，所述先导油路用于控制安全油路内的液压油流向，从而控制主汽门的遮断，所述遮断阀组还包括回油路，所述回油路与先导油路及安全油路相连接，用于将主汽门压力腔内液压油的排出，本发明还提供了一种汽轮机，所述汽轮机包括上述主汽门遮断阀组，进一步的，本发明还提供了一种主汽门遮断阀组控制方法，所述控制方法为上述主汽门遮断阀组所用控制方法。本发明能够快速遮断安全油路进油，确保主汽门压力腔油压迅速降低至零，保证汽轮机主汽门迅速关闭，提高遮断阀组对汽轮机主汽门的控制安全性。

Description

一种主汽门遮断阀组及其控制方法和汽轮机

技术领域：

本发明涉及汽轮机控制领域，尤其涉及一种主汽门遮断阀组及其控制方法和汽轮机。

背景技术：

目前，现有的25MW以下容量的汽轮机组多采用低压透平油作为的调节系统，低压透平油调节系统中绝大部分使用低压主汽门，所述低压主汽门包括主汽门压力腔，通过为低压主汽门全部配套磁力断路油门，进行电气打闸遮断的动作，控制主汽门压力腔内液压的变化，实现对汽轮机组的控制。

由于磁力断路油门每个汽轮机制造厂的生产标准不一，且配套的电磁铁线圈多是手工或者单件定制，没有规模化的大批量生产，造成电厂用户实际使用过程中的诸多生产问题，如磁力断路油门线圈烧坏时，由于一个电厂内的汽轮机组可能具有多个型号，无法实现磁力断路油门间的互通使用，而导致汽轮机组停机造成巨大损失。

因此，本领域亟需一种主汽门遮断阀组及其控制方法和汽轮机。

有鉴于此，提出本发明。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种能够更好控制主汽门的遮断阀组及其控制方法和汽轮机，以解决现有技术中的至少一项技术问题。

具体的，本发明提供了一种主汽门遮断阀组，所述主汽门遮断阀组包括先导油路，及与其相连接的安全油路，所述安全油路与主汽门压力腔相连接，所述先导油路用于控制安全油路内的液压油流向，从而控制主汽门的遮断，所述主汽门遮断阀组还包括回油路，所述回油路与先导油路及安全油路相连接，用于主汽门遮断阀组及主汽门压力腔内的液压油排出，所述先导油路及安全油路与压力油母管相连接，所述回油路与回油管路相连接。

采用上述方案，本发明能够快速遮断安全油路进油，并使主汽门压力腔内的液压油从回油路中快速排出，以确保主汽门压力腔内的油压迅速降低至零，保证汽轮机主汽门迅速关闭，提高主汽门遮断阀组对汽轮机主汽门的控制安全性。

优选的，所述先导油路上设置有第一控制组件，所述第一控制组件用于控制先导油路内液压油的流向，所述安全油路上设置有第二控制组件，所述第二控制组件用于控制安全油路内的液压油流向。

进一步的，所述先导油路包括先导总路、先导第一支路、先导第二支路，所述先导总路与先导第一支路、先导第二支路相连接，所述先导第一支路一端与第一控制组件相连接，另一端与安全油路相连接，所述先导第二支路一端与第一控制组件相连接，另一端与回油路相连接。

进一步的，所述第一控制组件包括先导控制元件，所述先导控制元件设置在先导总路与先导第一支路、先导第二支路的连接处，优选的，所述先导控制元件包括多个电磁阀，且多个电磁阀互为冗余，一并控制先导油路，更优选的，所述先导控制元件包括2个电磁阀。

优选的，所述主汽门遮断阀组还包括回油控制元件，所述回油控制元件与先导第一支路、回油路相连接，优选的，所述回油控制元件为插装阀，所述插装阀能够有效弥补电磁阀的通流能力不够的缺陷，加大主汽门遮断阀组对主汽门压力腔内的液压油的卸荷能力。

进一步的，所述回油控制元件包括第一主油口、第二主油口及控制油口，所述控制油口与先导第一支路相连接，所述第一主油口、第二主油口与回油路相连接。

采用上述方案，使先导控制元件无需长期供电，保证了先导控制元件不会由于长期通电而导致线圈发热的问题，以及机组自动开关机的问题，同时上述的回油控制元件灵敏性也大大提高，能够在先导控制元件得电动作后，立即打开，使主汽门压力腔内的液压油立即大流量卸荷到回油管内，对先导控制元件起到放大流量的作用，从而保证主汽门的关闭时间。

优选的，所述安全油路包括进油路、出油路，所述进油路与出油路相连接，所述第二控制组件设置在进油路与出油路的连接处。

进一步的，所述第二控制组件为液压单向阀，所述液压单向阀包括第一液压口、第二液压口、液压控制口，所述第一液压口与进油路相连接，所述第二液压口与出油路相连接，所述液压控制口与先导第一支路相连接。

进一步的，所述出油路与回油路相连接。

进一步的，所述出油路及回油路上分别设置有第一控制阀及第二控制阀，所述第一控制阀与第二控制阀为手动截止阀，用于控制出油路及回油路管道内液压油的通入及通出，在保证主汽门遮断阀组正常工作的同时，也能在紧急情况下迅速切断出油路及回油路管道内液压油的通入或通出，防止因为意外事故而造成更大的损失。

优选的，所述回油路包括安全支路、先导支路、回油支路、回油总路，所述安全支路一端与出油路相连接，另一端与第一主油口相连接，所述先导支路一端与先导第二支路相连接，另一端与回油总路相连接，所述回油支路一端与第二主油口相连接，另一端与回油总路相连接。

具体的，本发明的另一方面，提供了一种汽轮机，所述汽轮机包括上述主汽门遮断阀组。

具体的，本发明的另一方面，提供了一种主汽门遮断阀组控制方法，所述控制方法为上述主汽门遮断阀组所用方法，包括以下步骤：

接收信息，接收主汽门的工作状态信息，并根据工作状态信息调节先导控制元件；

先导控制，根据先导控制元件的状态，控制先导油路中的油压；

安全控制，根据先导油路中的油压变化控制安全控制元件及回油控制元件；

主汽门控制，根据安全控制元件及回油控制元件的状态，控制主汽门的开启或关闭，以及主汽门压力腔内的液压油卸荷。

将通过先导总路、先导第一支路、先导第二支路、进油路、出油路、第一液压口、第二液压口、液压控制口、安全支路、先导支路、回油支路、回油总路、第一主油口、第二主油口控制油口内的液压油压力，分别记为P12、P13、P14、P21、P22、P231、P232、P233、P31、P32、P33、P34、P411、P412、P413，将压力油箱、回油管路内的液压油压力，分别记为P1、P0，将安全油路进口处的液压油压力记为P2，将安全油出口处的液压油压力记为P3。

在汽轮机正常工作时，压力油母管内的高压油通过先导总路管道进入电磁阀内，通过电磁阀进入先导第一支路内，然后分别进入回油控制元件的控制油口内及液压单向阀的液压控制口内，液压油进入控制油口内，使回油控制元件关闭，从而使安全支路及回油支路间保持隔断状态，液压油进入液压控制口内，使液压单向阀开启，从而使第一液压口与第二液压口间形成通路，使液压油能够自由流动，为主汽门压力腔提供所需的压力，保证主汽门能够打开。上述过程中存在以下压力关系：

P1＝P2＝P12＝P13＝P21＝P22＝P231＝P232＝P3＝P233＝P31＝P32＝P411＝P413大于0，P14＝P33＝P34＝P412＝P0＝0。

当汽轮机需要紧急关闭时，将第一控制组件的电磁阀通电，使先导第一支路与先导第二支路联通，从而将先导油路内的液压油卸荷，此时存在压力关系：

P13＝P14＝P32＝P231＝P233＝P412＝P413＝P34＝P33＝P0＝0，由于P233＝0，导致液控单向阀关闭，使第一液压口与第二液压口间隔断，从而使进油路与出油路间形成断路，此时存在压力关系：P1＝P2＝P21＝P231。由于P413＝0，P31＝P411远大于0，故P411远大于回油控制元件内弹簧压力加P413，使回油控制元件迅速被打开，从而使安全支路与回油支路相接通，此时存在压力关系：P22＝P31＝P232＝P233＝P33＝P34＝P0＝0，使主汽门压力腔内的液压油通过安全支路及先导支路向回油管路卸荷，从而将主汽门关闭。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.本发明能够快速遮断安全油路进油，保证汽轮机主汽门迅速关闭，并使主汽门压力腔内的液压油从回油路中快速排出，以确保主汽门压力腔油压迅速降低至零，提高主汽门遮断阀组对汽轮机主汽门的控制安全性；

2.本发明的先导控制元件无需长期供电，保证了先导控制元件不会由于长期通电而导致线圈发热的问题，以及机组自动开关机的问题；

3.本发明的回油控制元件灵敏性也大大提高，能够在先导控制元件得电动作后，立即打开，使主汽门压力腔油液立即大流量卸荷到回油管内，对先导控制元件起到放大流量的作用，从而保证主汽门的关闭时间。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明主汽门遮断阀组的第一示意图；

图2为本发明主汽门遮断阀组的第二示意图；

图3为本发明主汽门遮断阀组示意图的第一局部放大图；

图4为本发明主汽门遮断阀组示意图的第二局部放大图；

图5为本发明主汽门遮断阀组的立体图；

图6为本发明主汽门遮断阀组控制方法的流程图。

附图标记说明：

通过上述附图标记说明，结合本发明的实施例，可以更加清楚的理解和说明本发明的技术方案。

1、先导油路；11、第一控制组件；12、先导总路；13、先导第一支路；14、先导第二支路；2、安全油路；21、进油路；22、出油路；23、第二控制组件；231、第一液压口；232、第二液压口；233、液压控制口；3、回油路；31、安全支路；32、先导支路；33、回油支路；34、回油总路；41、回油控制元件；411、第一主油口；412、第二主油口；413、控制油口。

具体实施方式：

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种主汽门遮断阀组，所述主汽门遮断阀组包括先导油路1，及与其相连接的安全油路2，所述安全油路2与主汽门压力腔相连接，所述先导油路1用于控制安全油路2内的液压油流向，从而控制主汽门的遮断，所述主汽门遮断阀组还包括回油路3，所述回油路3与先导油路1及安全油路2相连接，用于将主汽门遮断阀组及主汽门压力腔内的液压油排出。所述先导油路1及安全油路2与压力油母管相连接，所述回油路3与回油管路相连接。采用上述方案，本发明能够快速遮断安全油路2进油，并使主汽门压力腔内的液压油从回油路3中快速排出，以确保主汽门压力腔油压迅速降低至零，保证汽轮机主汽门迅速关闭，提高主汽门遮断阀组对汽轮机主汽门的控制安全性。

如图2及图5所示，所述先导油路1上设置有第一控制组件11，所述第一控制组件11用于控制先导油路1内液压油的流向，所述安全油路2上设置有第二控制组件23，所述第二控制组件23用于控制安全油路2内的液压油流向，所述先导油路1包括先导总路12、先导第一支路13、先导第二支路14，所述先导总路12与先导第一支路13、先导第二支路14相连接，所述先导第一支路13一端与第一控制组件11相连接，另一端与安全油路2相连接，所述先导第二支路14一端与第一控制组件11相连接，另一端与回油路3相连接。

如图2及图3所示，所述第一控制组件11包括先导控制元件，所述先导控制元件设置在先导总路12与先导第一支路13、先导第二支路14的连接处，所述先导控制元件包括多个电磁阀，且多个电磁阀互为冗余，一并控制先导油路1，在本发明的一个优选实施方式中，所述先导控制元件包括2个电磁阀。

在本发明的一个在本发明的一个优选实施方式中实施方式中，采用了6通径标准电磁阀作为先导控制元件执行原件，在本发明的一个优选实施方式中的，该电磁阀采用双线圈电磁铁，带位置自保持功能，使两个电磁阀互为冗余和备用，同时电磁铁也不需要长期得电，当电磁阀得到指令得电停机后，得电2秒脉冲，则主汽门立即关闭并遮断进汽，不会导致主汽门在电磁阀失电情况下自动开启，当需要开机的时候，另外一端电磁铁得电2秒脉冲，电磁阀复位，主汽门正常开启。

如图2及图4所示，所述主汽门遮断阀组还包括回油控制元件41，所述回油控制元件41与先导第一支路13、回油路3相连接，在本发明的一个优选实施方式中，所述回油控制元件41为插装阀，所述插装阀能够有效弥补电磁阀的通流能力不够的缺陷，加大主汽门遮断阀组对主汽门压力腔内液压油的卸荷能力。所述回油控制元件41包括第一主油口411、第二主油口412及控制油口413，所述控制油口413与先导第一支路13相连接，所述第一主油口411、第二主油口412与回油路3相连接。

采用上述方案，使先导控制元件无需长期供电，保证了先导控制元件不会由于长期通电而导致线圈发热的问题，以及机组自动开关机的问题，同时上述的回油控制元件41灵敏性也大大提高，能够在先导控制元件得电动作后，立即打开，使主汽门压力腔油液立即大流量卸荷到回油管内，对先导控制元件起到放大流量的作用，从而保证主汽门的关闭时间。

如图2所示，所述安全油路2包括进油路21、出油路22，所述进油路21与出油路22相连接，所述出油路22与回油路3相连接，所述第二控制组件23设置在进油路21与出油路22的连接处，所述第二控制组件23为液压单向阀，所述液压单向阀包括第一液压口231、第二液压口232、液压控制口233，所述第一液压口231与进油路21相连接，所述第二液压口232与出油路22相连接，所述液压控制口233与先导第一支路13相连接。

所述出油路22及回油路3上分别设置有第一控制阀及第二控制阀，所述第一控制阀与第二控制阀为手动截止阀，用于控制出油路22及回油路3管道内液压油的通入及通出，在保证主汽门遮断阀组正常工作的同时，也能在紧急情况下迅速切断出油路22及回油路3管道内液压油的通入或通出，防止因为意外事故而造成更大的损失。

所述回油路3包括安全支路31、先导支路32、回油支路33、回油总路34，所述安全支路31一端与出油路22相连接，另一端与第一主油口411相连接，所述先导支路32一端与先导第二支路14相连接，另一端与回油总路34相连接，所述回油支路33一端与第二主油口412相连接，另一端与回油总路34相连接。

在本发明的一个在本发明的一个优选实施方式中实施方式中，上述主汽门遮断阀组的对外接口全部采用焊接接口。

工作时，主汽门遮断阀组中采用电磁阀作为先导控制元件，且所述电磁阀设置有2个，2个电磁阀互为冗余，一并控制先导油路1中的液压油流向，从而控制先导油路1内的液压油压，而先导油路1内的液压油压则驱动插装阀和液控单向阀的开启或者关闭，液控单向阀作为阻断安全油来油，插装阀作为放大流量的执行原件，从而完成对汽轮机主汽门遮断停机的功能。

将通过先导总路12、先导第一支路13、先导第二支路14、进油路21、出油路22、第一液压口231、第二液压口232、液压控制口233、安全支路31、先导支路32、回油支路33、回油总路34、第一主油口411、第二主油口412控制油口413内的液压油压力，分别记为P12、P13、P14、P21、P22、P231、P232、P233、P31、P32、P33、P34、P411、P412、P413，将压力油箱、回油管路内的液压油压力，分别记为P1、P0，将安全油路2进口处的液压油压力记为P2，将安全油出口处的液压油压力记为P3。

在汽轮机正常工作时，压力油母管内的高压液压油通过先导总路12管道进入电磁阀内，通过电磁阀进入先导第一支路13内，然后分别进入回油控制元件41的控制油口413内及液压单向阀的液压控制口233内，液压油进入控制油口413内，使回油控制元件41关闭，从而使安全支路31及回油支路33间保持隔断状态，液压油进入液压控制口233内，使液压单向阀开启，从而使第一液压口231与第二液压口232间形成通路，使液压油能够自由流动，为主汽门压力腔提供所需的压力，保证主汽门能够打开。上述过程中存在以下压力关系：

P1＝P2＝P12＝P13＝P21＝P22＝P231＝P232＝P3＝P233＝P31＝P32＝P411＝P413远大于0，P14＝P33＝P34＝P412＝P0＝0。

在本发明的一个在本发明的一个优选实施方式中实施方式中，所述回油控制元件41为存在有面积比的二通插装阀，所述二通插装阀的弹簧腔作用面积是下腔的2倍，故当先导支路32内的液压油压为1/2P1时，回油控制元件41就已经关闭，保持安全支路31与回油支路33隔断。

当汽轮机需要紧急关闭时，将第一控制组件11的电磁阀通电，使先导第一支路13与先导第二支路14联通，从而将先导油路1内的液压油卸荷，此时存在压力关系：P13＝P14＝P32＝P231＝P233＝P412＝P413＝P34＝P33＝P0＝0，由于P233＝0，导致液控单向阀关闭，使第一液压口231与第二液压口232间隔断，从而使进油路21与出油路22间形成断路，此时存在压力关系：P1＝P2＝P21＝P231。由于P413＝0，P31＝P411远大于0，故P411远大于回油控制元件41内弹簧压力加P413，使回油控制元件41迅速被打开，从而使安全支路31与回油支路33相接通，此时存在压力关系：P22＝P31＝P232＝P233＝P33＝P34＝P0＝0，使主汽门压力腔内的液压油通过安全支路31及先导支路32向回油管路卸荷，从而将主汽门关闭。

实施例2

本发明提供了一种汽轮机，所述汽轮机采用实施例1中所述的主汽门遮断阀组作为控制开关。

实施例3

如图6所示，本发明还提供了一种主汽门遮断阀组控制方法，所述控制方法为实施例1中的主汽门遮断阀组所用控制方法，包括以下步骤：

接收信息，接收主汽门的工作状态信息，并根据工作状态信息调节先导控制元件；

先导控制，根据先导控制元件的状态，控制先导油路1中的油压；

安全控制，根据先导油路1中的油压变化控制安全控制元件及回油控制元件41；

主汽门控制，根据安全控制元件及回油控制元件41的状态，控制主汽门的开启或关闭，以及主汽门压力腔或上腔内的液压油卸荷。

综上所述，本发明能够快速遮断安全油路2进油，并使主汽门压力腔内的液压油从回油路3中快速排出，以确保主汽门压力腔内油压迅速降低至零，保证汽轮机主汽门迅速关闭，提高主汽门遮断阀组对汽轮机主汽门的控制安全性；本发明的先导控制元件无需长期供电，保证了先导控制元件不会由于长期通电而导致线圈发热的问题，以及机组自动开关机的问题；本发明的回油控制元件41灵敏性也大大提高，能够在先导控制元件得电动作后，立即打开，使主汽门压力腔油液立即大流量卸荷到回油管内，对先导控制元件起到放大流量的作用，从而保证主汽门的关闭时间。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种主汽门遮断阀组，其特征在于：所述主汽门遮断阀组包括先导油路(1)，及与其相连接的安全油路(2)，所述安全油路(2)与主汽门压力腔相连接，所述先导油路(1)用于控制安全油路(2)内的液压油流向，从而控制主汽门的遮断，所述主汽门遮断阀组还包括回油路(3)，所述回油路(3)与先导油路(1)及安全油路(2)相连接，用于将主汽门遮断阀组及主汽门压力腔内的液压油排出。

2.根据权利要求1所述主汽门遮断阀组，其特征在于：所述先导油路(1)上设置有第一控制组件(11)，所述第一控制组件(11)用于控制先导油路(1)内液压油的流向，所述安全油路(2)上设置有第二控制组件(23)，所述第二控制组件(23)用于控制安全油路(2)内的液压油流向。

3.根据权利要求2所述主汽门遮断阀组，其特征在于：所述先导油路(1)包括先导总路(12)、先导第一支路(13)、先导第二支路(14)，所述先导总路(12)与先导第一支路(13)、先导第二支路(14)相连接，所述先导第一支路(13)一端与第一控制组件(11)相连接，另一端与安全油路(2)相连接，所述先导第二支路(14)一端与第一控制组件(11)相连接，另一端与回油路(3)相连接，所述第一控制组件(11)包括先导控制元件，所述先导控制元件设置在先导总路(12)与先导第一支路(13)、先导第二支路(14)的连接处。

4.根据权利要求3所述主汽门遮断阀组，其特征在于：所述主汽门遮断阀组还包括回油控制元件(41)，所述回油控制元件(41)与先导第一支路(13)、回油路(3)相连接。

5.根据权利要求4所述主汽门遮断阀组，其特征在于：所述回油控制元件(41)包括第一主油口(411)、第二主油口(412)及控制油口(413)，所述控制油口(413)与先导第一支路(13)相连接，所述第一主油口(411)、第二主油口(412)与回油路(3)相连接。

6.根据权利要求5所述主汽门遮断阀组，其特征在于：所述安全油路(2)包括进油路(21)、出油路(22)，所述进油路(21)与出油路(22)相连接，所述第二控制组件(23)设置在进油路(21)与出油路(22)的连接处。

7.根据权利要求6所述主汽门遮断阀组，其特征在于：所述第二控制组件(23)为液压单向阀，所述液压单向阀包括第一液压口(231)、第二液压口(232)、液压控制口(233)，所述第一液压口(231)与进油路(21)相连接，所述第二液压口(232)与出油路(22)相连接，所述液压控制口(233)与先导第一支路(13)相连接。

8.根据权利要求7所述主汽门遮断阀组，其特征在于：所述回油路(3)包括安全支路(31)、先导支路(32)、回油支路(33)、回油总路(34)，所述安全支路(31)一端与出油路(22)相连接，另一端与第一主油口(411)相连接，所述先导支路(32)一端与先导第二支路(14)相连接，另一端与回油总路(34)相连接，所述回油支路(33)一端与第二主油口(412)相连接，另一端与回油总路(34)相连接。

9.一种汽轮机，其特征在于：所述汽轮机包括如权利要求1-8任一种所述的主汽门遮断阀组。

10.一种主汽门遮断阀组控制方法，其特征在于：所述控制方法为权利要求1-8任一种所述的主汽门遮断阀组所用方法，包括以下步骤：接收信息，接收主汽门的工作状态信息，并根据工作状态信息调节先导控制元件；先导控制，根据先导控制元件的状态，控制先导油路中的油压；安全控制，根据先导油路中的油压变化控制安全控制元件及回油控制元件；主汽门控制，根据安全控制元件及回油控制元件的状态，控制主汽门的开启或关闭，以及主汽门压力腔内的液压油卸荷。

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