CN113775930A - 一种自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统，补水机构由自力式压力调节阀与电动减温阀串联组成，所述自力式压力调节阀，用于常用补水，所述电动减温阀，用于备用补水。本发明采用自力式压力调节阀作为常用的补水手段，可以利用自力式压力调节阀自动进行压力调节的特性简化补水系统的控制系统，避免了仅采用电动减温阀可能产生的电磁兼容、压力温度探头失效、信号干扰、探头接触不良等多发故障，增加了系统的稳定性；采用电动减温阀作为备用的补水手段，采用传感器监控蒸汽管路的温度和压力等参数，对于特殊工况、故障工况具有更强的判断能力，可在自力式压力调节阀发生故障的情况下投入使用，增加了整个减温系统的可靠性。

Description

一种自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统

技术领域

本发明涉及一种船用汽轮机，尤其是一种适用于船用汽轮机旁排系统。

背景技术

船用环境中汽轮机输出工况变化较为频繁，各工况之间蒸汽量耗量之间有较大的差异，但是系统需要汽轮机消耗的蒸汽总量在汽轮机变工况时的变化较小。因此需要设置旁排系统在汽轮机低功率运行及停机状态下吸收多余的工作蒸汽。因此旁排系统式船用汽轮发电机组中不可缺少的结构。

旁排结构一般由减压结构、减温结构两部分组成。其中的减温结构负责降低压力下降后的旁排蒸汽温度的降温的功能。减温机构的失效或减温功能不完善可能导致进入冷凝器的蒸汽温度过高，对冷凝器的冷却能力及汽轮机的稳定运行带来更大的挑战。同时也会造成旁排管温度过高，向外进行热辐射。对管道周围的工作人员的生命健康及其他设备的正常运转造成威胁。

目前，旁排结构的减温水补水多采用单阀进行。

图1中展示了现有的减压减温结构。该结构中包含了减压阀、三个减压级及两个减温阀组成。第一减压级及第二减压级后均对应

其中减温阀的位置绘制为手动阀，实际使用中该位置手动阀、自力式压力调节阀及电动阀三种结构均有采用。

高压蒸汽首先进过减压阀进行减压，随后通过第一减压级进行二次减压。减温水通过阀门进入管道，与第一减压级后的蒸汽相互混合，对蒸汽一次减温。蒸汽随后经过第二减压级、第二减温阀及第三减压级后排入冷凝器喉部。

采用手动阀、自力式压力调节阀及电动阀等三种减温阀的传统结构中，各自均具有一定的问题。

手动阀能够为管道提供固定的减温水量，但是无法对旁排入口高压蒸汽的物性状态变化进行反应。

自力式压力调节阀能够按照设计的程序对管道内的压力进行水量调整，但是若使用中遇到特殊工况，需要增大减温水量的情况下，操纵者没有方法对水量进行自主调节。且自力式压力调节阀一旦遇到阀杆卡涩等故障的时候需要立刻对阀体进行整体拆解进行维修。这将对于整体机组的长时间连续稳定运行造成风险。

电动减温阀及能够按照程序的设定，根据压力探头及温度探头的测定数值控制减温水的水量，也能够由操纵者自如控制减温水的水量。但是采用的执行机构需要在机组运行时保持常供电状态，需要消耗额外的电力。采用执行机构也需要在运行中考虑其电磁兼容、压力温度探头失效、信号干扰、探头接触不良等隐患。

发明内容

为了使得船用汽轮机旁排系统中减温水供应更为经济安全，本发明提出一种自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统，包括补水机构，所述补水机构由自力式压力调节阀与电动减温阀串联组成，所述自力式压力调节阀，用于常用补水，所述电动减温阀，用于备用补水。

进一步，一台自力式压力调节阀与一台电动减温阀作为一组，其出口流量总和为各级的减温水流量的总和。

进一步，所述自力式压力调节阀由调节阀壳体，弹簧、阀杆、减温水入口、减温水出口、推杆及控制入口组成，其中控制入口通过信号管连接蒸汽管路，用于通过蒸汽管路的压力变化自主调节阀杆所在的位置进而调整通过阀门的流量，控制入口压力上升时推杆推动阀杆上移，弹簧被压缩，通过阀门的流量随之上升。

进一步，所述自力式压力调节阀与电动减温阀之间通过控制箱连接，所述控制箱还连接信号管的压力传感器。

进一步，当自力式压力调节阀发生阀杆卡涩、流量不足，使得蒸汽管路压力持续上升时，所述控制箱接收至所述压力传感器传入的电信号超过设定数值后，输出控制信号给电动减温阀，使电动减温阀开启。

进一步，所述自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统的入口与蒸汽入口管路相连接，出口与冷凝器喉部相连接，完成自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统的安装。

进一步，所述自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统中，旁排蒸汽经过减压阀进行减压，随后经过第一减压级、第一级自力式压力调节阀、第一级电动减温阀、第二减压级、第二级自力式压力调节阀、第二级电动减温阀与第三减压级。

进一步，所述减压阀、第一减压级、第二减压级、第三减压级为减压结构。

进一步，所述第一级自力式压力调节阀、第一级电动减温阀、第二级自力式压力调节阀、第二级电动减温阀为减温结构。

本发明的有益效果是：

本发明采用自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统具有以下好处：

1.采用自力式压力调节阀作为常用的补水手段，可以利用自力式压力调节阀自动进行压力调节的特性简化补水系统的控制系统，避免了仅采用电动减温阀可能产生的电磁兼容、压力温度探头失效、信号干扰、探头接触不良等多发故障，增加了系统的稳定性。

2.采用电动减温阀作为备用的补水手段，可以采用传感器监控蒸汽管路的温度和压力等参数，对于特殊工况、故障工况具有更强的判断能力。可以在自力式压力调节阀发生故障的情况下投入使用，增加了整个减温系统的可靠性。

该系统的采用能够使得船用汽轮机旁排系统中减温水供应更为经济与安全。

附图说明

图1为现有的减压减温装置结构示意图；

图2为本发明的自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统图；

图3为自力式压力调节阀结构示意图；

图4为电动阀结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

一种自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统，其补水机构主要由自力式压力调节阀与电动减温阀串联组成。各部套组装位置详见图2。

旁排蒸汽从左侧进入旁排系统，首先经过减压阀1进行减压，随后经过第一减压级2、第一级自力式压力调节阀3、第一级电动减温阀4、第二减压级5、第二级自力式压力调节阀6、第二级电动减温阀7与第三减压级8。

其中减压阀1、第一减压级2、第二减压级5、第三减压级8为减压结构。第一级自力式压力调节阀3、第一级电动减温阀4、第二级自力式压力调节阀6、第二级电动减温阀7为减温结构。

一台自力式压力调节阀与一台电动减温阀作为一组其出口流量总和为各级的减温水流量的总和。自力式压力调节阀基本能够满足使用大部分的使用情况的需求，其自力式的特性能够使其在无外接电信号输入的情况下自动调整减温水流入的水量。而电动减温阀则作为额外远程控制及特殊工况的控制手段，在正常运行时保持备用状态。若自力式压力调节阀发生阀杆卡涩、流量不足等情况下，会使得蒸汽管路压力持续上升。传感器传入的电信号超过一定数值后，电动减温阀开启。在特殊工况需要远程进行控制时，也可以通过控制箱远程控制执行器调整减温水量。

该种结构在日常使用时采用自力式压力调节阀作为主要控制手段。使用该方式能够对管道内的蒸汽状态变化进行快速响应，规避了仅采用电动减温阀可能引起的喷水延迟造成的旁排汽流温度过高。

而且这种结构也避免了仅采用电动减温阀可能产生的电磁兼容、压力温度探头失效、信号干扰、探头接触不良等多发故障，增加了系统的稳定性。自力式压力调节阀故障工况下能够采用电动减温阀作为备用手段。电动减温阀可以通过传感器接收压力与温度信号，并使用故障诊断程序进行控制，对于特殊工况、故障工况的判断能力更强。

两种阀门互为备用，使得整个减温系统整体可靠性更强。

如图3所示，自力式压力调节阀主要由调节阀壳体11，弹簧12、阀杆13、减温水入口14、减温水出口15、推杆16及控制入口(17)组成。其中控制入口17通过信号管连接蒸汽管路。

自力式压力调节阀的主要功能为可以通过蒸汽管路的压力变化自主调节阀杆所在的位置进而调整通过阀门的流量。控制入口压力上升时推杆推动阀杆上移，弹簧被压缩，通过阀门的流量随之上升。

如图4所示，电动减温阀采用传统的阀门结构。主要由执行器21，阀杆22，壳体23，减温水入口24和减温水出口25组成。电动减温阀的主要功能为通过执行器控制阀杆位置的移动进而控制通过阀门的流量。

对减压阀、减压级、自力式压力调节阀、电动减温阀及连接管路等部套进行独立生产加工及连接。将自力式压力调节阀的控制入口接在蒸汽管路上，并将电动减温阀与控制箱及电源相连接。将系统入口与蒸汽入口管路相连接，并将系统出口与冷凝器喉部相连接，即可完成自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统的安装。

Claims (9)

1.一种自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统，包括补水机构，其特征在于：所述补水机构由自力式压力调节阀与电动减温阀串联组成，所述自力式压力调节阀，用于常用补水，所述电动减温阀，用于备用补水。

2.根据权利要求1所述的自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统，其特征在于：一台自力式压力调节阀与一台电动减温阀作为一组，其出口流量总和为各级的减温水流量的总和。

3.根据权利要求1所述的自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统，其特征在于：所述自力式压力调节阀由调节阀壳体，弹簧、阀杆、减温水入口、减温水出口、推杆及控制入口组成，其中控制入口通过信号管连接蒸汽管路，用于通过蒸汽管路的压力变化自主调节阀杆所在的位置进而调整通过阀门的流量，控制入口压力上升时推杆推动阀杆上移，弹簧被压缩，通过阀门的流量随之上升。

4.根据权利要求1所述的自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统，其特征在于：所述自力式压力调节阀与电动减温阀之间通过控制箱连接，所述控制箱还连接信号管中的压力传感器。

5.根据权利要求4所述的自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统，其特征在于：当自力式压力调节阀发生阀杆卡涩、流量不足，使得蒸汽管路压力持续上升时，所述控制箱接收到所述压力传感器传入的电信号超过设定数值后，输出控制信号给电动减温阀，使电动减温阀开启。

6.根据权利要求1所述的自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统，其特征在于：所述自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统的入口与蒸汽入口管路相连接，出口与冷凝器喉部相连接，完成自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统的安装。

7.根据权利要求1所述的自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统，其特征在于：所述自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统中，旁排蒸汽经过减压阀进行减压，随后经过第一减压级、第一级自力式压力调节阀、第一级电动减温阀、第二减压级、第二级自力式压力调节阀、第二级电动减温阀与第三减压级。

8.根据权利要求7所述的自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统，其特征在于：所述减压阀、第一减压级、第二减压级、第三减压级为减压结构。

9.根据权利要求7所述的自力式喷水与电动喷水互补的蒸汽旁排系统，其特征在于：所述第一级自力式压力调节阀、第一级电动减温阀、第二级自力式压力调节阀、第二级电动减温阀为减温结构。

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