CN115126552B - 一种机外布置安全阀的通流阀组结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机外布置安全阀的通流阀组结构，由系统截止阀、调节阀和安全阀组成，调节阀连接在汽轮机与调速器之间；安全阀连接在冷凝器与高速执行器之间；调节阀与安全阀并联，并与系统截止阀串联连接；系统截止阀与蒸汽主管路相连接。系统截止阀关闭前，进入通流管路及存在与管路内的蒸汽将直接进入冷凝器内部，而汽轮机的通流部分则得到了保护。不会发生由于超速导致的破坏等严重故障。安全阀不用考虑管道残余汽流对于通流部分的影响，选择采用独立布置的方法布置于机组一侧或较远位置，能够使得船舱内部套布置方式更为灵活，也避免了缸体由于需要承载主汽门及高速执行器而产生潜在破坏的可能。

Description

一种机外布置安全阀的通流阀组结构
技术领域
本发明涉及一种适用于船用汽轮机通流阀组结构，尤其是一种机外布置安全阀的通流阀组结构。
背景技术
船用汽轮机通流阀组为汽轮机提供高温高压蒸汽，以驱动汽轮机通流结构做功。蒸汽依次通过系统截止阀、主汽门及调节阀进入汽轮机，做功完成后进入冷凝器。
通流阀组需要具有高速流量调节及速关功能。如图1所示，传统的通流阀组由系统截止阀1、主汽门及调节阀2组成，三阀呈现为串联结构。其中系统截止阀1为常开阀门，无法进行快速关闭，且其布置位置常常远离于汽轮机。主汽门主要承担速关功能，调节阀2主要承担高速流量调节功能。当汽轮机发生超速、油温过高等故障时，控制装置向通流阀组传输速关指令，系统截止阀1、主汽门及调节阀2同时关闭，主汽门与调节阀2互为备用，以防止单个阀发生卡涩等故障而导致汽轮机无法关闭。系统截止阀1距离汽轮机较远且无速关功能，若采用该阀后仍将会有较多的残留蒸汽通过管道进入汽轮机内部，易造成汽轮机转速的进一步提升进而引发事故，因此该阀门无法作为速关使用，但是其依然具有关闭蒸汽通路的功能。
主汽门执行器采用的高速执行器需要在承受汽流冲击力的情况下完成快速关闭，因此其常常体积庞大且重量较重。主汽门本体由于需要不断承受大流量高温高压蒸汽的冲蚀，常采用重量及体积较大的铸造结构。而且为了确保主汽门速关的有效性，减少速关后的管道内残留蒸汽对于汽轮机转速的影响，主汽门无法独立布置在舱室内，必须与汽轮机进行整体布置。传统中常将主汽门与缸体刚性联结。
在舱室布置时，由于汽轮机主汽门重量大、体积大、且无法离机布置的特点，在部分情况下会产生主汽门位置发生局部突出、汽轮机缸体由于主汽门的重量导致缸体易发生破坏等问题。为汽轮机的舱室布置及安全运行造成威胁。
传统汽轮机通流阀布置结构如图1所示。图中采用箭头标出了汽轮机内部的整体流动方向。
发明内容
本发明是要提供一种机外布置安全阀的通流阀组结构，用于解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种机外布置安全阀的通流阀组结构，由系统截止阀、调节阀和安全阀组成，所述调节阀连接在汽轮机与调速器之间；所述安全阀连接在冷凝器与高速执行器之间；所述调节阀与安全阀并联，并与系统截止阀串联连接；所述系统截止阀与蒸汽主管路相连接。
进一步，所述调节阀与机组集成布置，所述安全阀布置于汽轮机的一侧或较远位置，所述系统截止阀布置于远端，使用三筒管路连接调节阀、安全阀和系统截止阀。。
进一步，所述安全阀采用高速执行器驱动，且装有安全弹簧，能够确保系统失电时，安全阀处于开启状态
进一步，在汽轮机正常运行时，所述高速执行器抵抗弹簧力，并使得安全阀处于常关状态。
进一步，所述调节阀采用速关调节一体阀，兼具速关和调速性能。
本发明的有益效果是：
在汽轮机正常运行时，安全阀处于关闭状态。汽轮机需要进行速关时，系统截止阀缓慢关闭，调节阀进行速关，汽轮机转速下降。若此时由于调节阀发生故障进而导致阀门无法关闭，汽轮机转速持续上升的情况，则此时安全阀进行速开。蒸汽能够同时通过调节阀和安全阀两条流动路线进入冷凝器。进入调节阀的蒸汽需要经过调节阀和通流结构，需要克服较大的流动损失，而进入安全阀的蒸汽将直接进入压力为负压的冷凝器中，需要克服的流动损失较小。此时汽流会沿着安全阀通路流入冷凝器内。系统截止阀关闭前，进入通流管路及存在与管路内的蒸汽将直接进入冷凝器内部，而汽轮机的通流部分则得到了保护。不会发生由于超速导致的破坏等严重故障。
且与主汽门不同，安全阀不用考虑管道残余汽流对于通流部分的影响，因此不需要刚性安装于汽轮机缸体的上方。而可以选择采用独立布置的方法布置于机组一侧或较远位置。这样的设置方式能够使得船舱内部套布置方式更为灵活，也避免了缸体由于需要承载主汽门及高速执行器而产生潜在破坏的可能。
附图说明
图1为传统汽轮机通流阀组结构示意图；
图2为本发明的机外布置安全阀的通流阀组结构示意图。
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。
如图2所示，本发明的机外布置安全阀的通流阀组结构，由系统截止阀1、调节阀2和安全阀3组成。其中，调节阀2与安全阀3并联，并与系统截止阀1串联。安全阀3采用高速执行器驱动，且装有安全弹簧。在汽轮机正常运行时，高速执行器抵抗弹簧力，并使得安全阀3处于常关状态。安全阀3带有弹簧的结构能够确保系统失电时，安全阀处于开启状态。调节阀2采用速关调节一体阀，兼具速关和调速性能。系统截止阀采用传统结构。
调节阀2与机组集成布置，安全阀3布置于汽轮机的一侧或较远位置，系统截止阀布置于远端，使用三筒管路连接调节阀2、安全阀3和系统截止阀1。安全阀3与冷凝器相连接，系统截止阀1与蒸汽主管路相连接。
如图2所示，蒸汽通过系统截止阀后有两条流动路线。其中一路经过调节阀进入汽轮机做功，做功后的乏汽进入冷凝器(图中标为实线)。另一路由经过安全阀直接排入冷凝器中(图中标为虚线)。
在汽轮机正常运行时，安全阀处于关闭状态。汽轮机需要进行速关时，系统截止阀缓慢关闭，调节阀进行速关，汽轮机转速下降。若此时由于调节阀发生故障进而导致阀门无法关闭，汽轮机转速持续上升的情况，则此时安全阀进行速开。蒸汽能够同时通过调节阀和安全阀两条流动路线进入冷凝器。进入调节阀的蒸汽需要经过调节阀和通流结构，需要克服较大的流动损失，而进入安全阀的蒸汽将直接进入压力为负压的冷凝器中，需要克服的流动损失较小。此时汽流会沿着安全阀通路流入冷凝器内。系统截止阀关闭前，进入通流管路及存在与管路内的蒸汽将直接进入冷凝器内部，而汽轮机的通流部分则得到了保护。不会发生由于超速导致的破坏等严重故障。
且与主汽门不同，安全阀不用考虑管道残余汽流对于通流部分的影响，因此不需要刚性安装于汽轮机缸体的上方。而可以选择采用独立布置的方法布置于机组一侧或较远位置。这样的设置方式能够使得船舱内部套布置方式更为灵活，也避免了缸体由于需要承载主汽门及高速执行器而产生潜在破坏的可能。

Claims (5)

1.一种机外布置安全阀的通流阀组结构，其特征在于：由系统截止阀、调节阀和安全阀组成，所述调节阀连接在汽轮机与调速器之间；所述安全阀连接在冷凝器与高速执行器之间；所述调节阀与安全阀并联，并与系统截止阀串联连接；所述系统截止阀与蒸汽主管路相连接。
2.根据权利要求1所述的机外布置安全阀的通流阀组结构，其特征在于：所述调节阀与机组集成布置，所述安全阀布置于汽轮机的一侧或较远位置，所述系统截止阀布置于远端，使用三筒管路连接调节阀、安全阀和系统截止阀。
3.根据权利要求1所述的机外布置安全阀的通流阀组结构，其特征在于：所述安全阀采用高速执行器驱动，且装有安全弹簧，能够确保系统失电时，安全阀处于开启状态。
4.根据权利要求1所述的机外布置安全阀的通流阀组结构，其特征在于：在汽轮机正常运行时，所述高速执行器抵抗弹簧力，并使得安全阀处于常关状态。
5.根据权利要求1所述的机外布置安全阀的通流阀组结构，其特征在于：所述调节阀采用速关调节一体阀，兼具速关和调速性能。
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