CN112128465B - 一种超临界二氧化碳调节阀阀杆密封结构 - Google Patents

一种超临界二氧化碳调节阀阀杆密封结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种超临界二氧化碳调节阀阀杆密封结构，包括：阀体、阀杆、阀门行程调节装置和漏气结构；所述阀门行程调节装置与所述阀体连接；所述阀杆依次穿过所述阀体和所述阀门行程调节装置；所述漏气结构分别设置在所述阀杆与所述阀门行程调节装置上。本发明结构安全、可靠，可有效解决超临界二氧化碳调节阀阀杆的密封问题。

Description

一种超临界二氧化碳调节阀阀杆密封结构
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，尤其是涉及一种超临界二氧化碳调节阀阀杆密封结构。
背景技术
超临界二氧化碳发电技术被普遍认为是具有革命性、颠覆性的国际前沿技术，其动力循环系统具有结构紧凑、成本低、效率高等优点,被认为是新兴能源领域最具应用前景的能量转换系统之一。
当循环工质由水蒸气更改为二氧化碳后，整个发电系统及其设备均需重新设计，调节阀阀杆密封亦须重新设计。传统蒸汽循环系统的调节阀按两段漏气进行设计，则第一段前往再热热段或者除氧器，第二段前往汽封加热器，外界空气能够沿阀杆与阀盖的间隙进入阀壳内部，最后通过第二段阀杆漏汽流出。当循环工质为二氧化碳时，整个发电系统取消轴封加热器等辅助系统，同时不允许外部空气进入循环系统引起二氧化碳纯度的变化，因此调节阀阀杆密封结构需要重新设计。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，确保循环工质由水蒸气更改为二氧化碳后，调节阀阀杆的密封能够严密。
本发明提供一种超临界二氧化碳调节阀阀杆密封结构，包括：阀体、阀杆、阀门行程调节装置和漏气结构；所述阀门行程调节装置与所述阀体连接；所述阀杆依次穿过所述阀体和所述阀门行程调节装置；所述阀杆与所述阀门行程调节装置连接；所述漏气结构分别设置在所述阀杆与所述阀门行程调节装置上。在所述活动段顶端与所述阀杆之间设置用于轴向定位的凸台。
优选地，所述阀体包括：阀壳和阀盖；所述阀壳与所述阀盖通过第一紧固组件连接；所述阀盖与所述阀门行程调节装置通过第二紧固组件连接。
优选地，所述第一紧固组件为螺栓。
优选地，所述第二紧固组件为螺栓。
优选地，所述阀门行程调节装置包括：活动段和固定段，所述活动段与所述固定段连接；所述活动段的底端与所述阀盖连接，所述活动段的顶端与所述阀杆连接；所述固定段与所述阀盖通过所述第二紧固组件连接。
优选地，所述活动段和所述固定段均采用波纹管制成。
优选地，所述漏气结构包括：第一漏气段和第二漏气段；所述第一漏气段设置在所述阀盖上；所述第二漏气段设置在所述阀门行程调节装置的所述活动段上。
优选地，所述活动段顶端与所述凸台焊接在一起。
优选地，所述阀杆与所述凸台焊接在一起。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：阀门行程调节装置和阀杆连接可以有效防止阀体内部气体流出，同时也可以防止外部空气流入阀体内部；同时，阀门行程调节装置在工作状态下可以改变轴向长度来满足阀门行程要求，在安装状态下可以缩短其轴向长度，使结构紧凑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例一种超临界二氧化碳调节阀阀杆密封结构示意图；
图2为本发明图1的A部放大图。
附图标记说明：
1：阀壳；2：阀盖；3：阀杆；4：阀门行程调节装置；5：第一紧固组件；6：第二紧固组件；7：第一漏气段；8：第二漏气段；9：凸台。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图2所示，本发明提供了一种超临界二氧化碳调节阀阀杆密封结构，包括：阀体、阀杆3、阀门行程调节装置4和漏气结构；阀门行程调节装置4与阀体连接；阀杆3依次穿过阀体和阀门行程调节装置4；阀杆3与阀门行程调节装置4连接；漏气结构分别设置在阀杆3与阀门行程调节装置4上。
在一个更优选的实施例中，阀体包括：阀壳1和阀盖2；阀壳1与阀盖2通过第一紧固组件5连接；阀盖2与阀门行程调节装置4通过第二紧固组件6连接。第一紧固组件5采用螺栓，第二紧固组件6也采用螺栓。阀壳1与阀盖2通过螺栓连接，阀盖2与阀门行程调节装置4通过螺栓连接，可以有效防止阀体内部的超临界二氧化碳气体直接漏到外部大气中去。
在一个更优选的实施例中，阀门行程调节装置4包括：活动段和固定段，活动段与所述固定段连接；活动段的底端与阀盖2连接，活动段的顶端与阀杆3连接；固定段与阀盖2通过第二紧固组件6连接。活动段和固定段均采用波纹管制成。安装状态下压缩活动段波纹管，工作状态下拉伸活动段波纹管，通过活动段波纹管轴向长度的变化来满足阀门行程要求。
在一个更优选的实施例中，漏气结构包括：第一漏气段7和第二漏气段8；第一漏气段7设置在阀盖2上；第二漏气段8设置在阀门行程调节装置4的活动段上。第一漏气段7通往透平排气；第二漏气段8通往压力为0.1MPa～0.5MPa的低压稳压罐，可以有效降低第二紧固组件6的受力情况，同时确保阀门行程调节装置4安全工作。
在一个更优选的实施例中，在活动段顶端与阀杆3之间设置用于轴向定位的凸台9。活动段顶端与凸台9焊接在一起。阀杆3与凸台9焊接在一起。阀杆3与活动段之间轴向通过凸台9定位并焊接，可以有效防止阀壳1内部气体流出，同时也可以防止外部空气流入阀壳1内部。
以10MW超临界二氧化碳透平调节阀阀杆密封结构为例，透平进气压力在22PMa～25PMa之间，进气温度在450℃～500℃之间，排气压力在8.2MPa～9MPa之间。
阀壳1与阀盖2通过第一紧固组件5的螺栓连接，其螺栓规格为3-8UN；阀盖2与固定段波纹管通过第二紧固组件6的螺栓连接，其螺栓规格为M20。
该调节阀共设置两段漏气，第一漏气段7漏气通往透平排气，第二漏气段8通往低压稳压罐，稳压罐的设计压力为0.4MPa～0.5MPa。
如图2所示，安装时，压缩活动段波纹管使其上端面与凸台9接触，然后将阀杆3与活动段波纹管焊接在一起；工作状态时，通过外力提起阀杆3必要时拉伸活动段波纹管，使得阀门阀杆3行程满足要求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种超临界二氧化碳调节阀阀杆密封结构，其特征在于，包括：阀体、阀杆(3)、阀门行程调节装置(4)和漏气结构；所述阀门行程调节装置(4)与所述阀体连接；所述阀杆(3)依次穿过所述阀体和所述阀门行程调节装置(4)；所述阀杆(3)与所述阀门行程调节装置(4)连接；所述漏气结构分别设置在所述阀杆(3)与所述阀门行程调节装置(4)上；
所述阀体包括：阀壳(1)和阀盖(2)；所述阀壳(1)与所述阀盖(2)通过第一紧固组件(5)连接；所述阀盖(2)与所述阀门行程调节装置(4)通过第二紧固组件(6)连接；
所述阀门行程调节装置(4)包括：活动段和固定段，所述活动段与所述固定段连接；所述活动段的底端与所述阀盖(2)连接，所述活动段的顶端与所述阀杆(3)连接；所述固定段与所述阀盖(2)通过所述第二紧固组件(6)连接；
所述活动段和所述固定段均采用波纹管制成；
在所述活动段顶端与所述阀杆(3)之间设置用于轴向定位的凸台(9)，所述活动段顶端与所述凸台(9)焊接在一起；
所述漏气结构包括：第一漏气段(7)和第二漏气段(8)；所述第一漏气段(7)设置在所述阀盖(2)上；所述第二漏气段(8)设置在所述阀门行程调节装置(4)的所述活动段上，所述第一漏气段(7)通往透平排气；所述第二漏气段(8)通往压力为0.1MPa～0.5MPa的低压稳压罐。
2.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳调节阀阀杆密封结构，其特征在于，所述第一紧固组件(5)为螺栓。
3.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳调节阀阀杆密封结构，其特征在于，所述第二紧固组件(6)为螺栓。
4.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳调节阀阀杆密封结构，其特征在于，所述阀杆(3)与所述凸台(9)焊接在一起。
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