CN204628668U - 电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构，所述阀门为双侧排气、主辅阀整体式结构，阀体为铸件或锻件，阀瓣组件由热阀瓣和外阀瓣构成，密封面上侧设置有由锥面构成的弹性间隙，在热阀瓣锥面处还设置有弹性槽、弹性槽处向外钻有多个小孔，外阀瓣下端在靠近密封面外侧设有防卡护边，针对辅阀密封设置有热补偿槽、凝结水收纳结构，体、盖采用多重组合密封结构，阀瓣组件内增设了弹簧，阀盖上端设有防蒸汽逸出结构，立柱采用散热立柱，流道结构经优化设计。其优点：主、辅阀的密封性能得到显著改善，弹性间隙不易卡堵，中腔高度降低、维修方便，中腔密封性好，开关阀速度提高，阀门工作更安全、可靠，排放时振动和噪音更小。

Description

电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构

技术领域

本实用新型涉及一种阀门结构，具体涉及一种电站主蒸汽系统所使用的侧排汽电磁泄压阀的产品结构。

背景技术

电磁泄压阀是一种重要的安全泄压阀门，用于在电站主蒸汽(过热汽)压力超过规定值时快速开启排放蒸汽，尽可能避免主蒸汽系统的弹簧安全阀动作，从而维持主蒸汽安全阀的性能和可靠性、延长主蒸汽安全阀的使用和维修周期，使机组保持足够的安全保证能力，是火电机组的重要配套阀门和关键阀门。目前火力发电厂主蒸汽系统所配套的安全泄压阀从产品工作原理和驱动方式来看主要有两大类，一类是以气动驱动装置驱动的快开硬密封球阀结构的安全泄压阀，另一类是以电磁铁驱动装置等驱动先导阀瓣泄放蒸汽使主阀瓣动作的先导式的电磁泄压阀。气动快开硬密封球阀结构的安全泄压阀虽然在电厂也有不少的应用，但由于气动驱动的开启和关闭速度与电磁驱动相比还有较大差距，同时针对主蒸汽安全泄压阀要求阀门在高温高压工况下尤其是在超临界和超超临界的极端温压工况下能够维持持久的零泄漏的苛刻的性能要求，现行的硬密封球阀技术基于产品的结构、密封寿命和可靠性方面的原因，在实际应用中往往还不能满足要求，产品使用方面存在：密封寿命短、碳化钨涂层容易脱落导致严重内漏和卡涩、涂层划伤或脱落后很难修复、备件更换成本高等难以解决的问题，因而以电磁铁等驱动装置驱动的先导式的电磁泄压阀今后仍然还会是电站主蒸汽系统安全泄压阀门的发展方向。

电磁泄压阀与控制系统的控制器和操作器配套，可自动和手动开阀；控制系统选用高精度的压力开关，可控制启闭压差达到2％。产品结构方面，目前电磁泄放阀结构上主要有两种类型，一类是以美国德莱赛-康索里德(Dresser-Consolidated)和克罗斯比(Crosby)等企业的产品为代表的美式结构，采用主阀瓣密封面朝上、顶排汽、辅阀分体侧装的形式；另一类是以日本冈野和东亚两公司的产品为代表的采用主阀瓣密封面朝下、左右双侧排气、主阀和辅阀整体式设计的结构。现行的主阀瓣密封面朝上、顶排汽、辅阀分体侧装的电磁泄压阀产品所存在的缺点是：1、由于蒸汽排放的原因，排气管和出口连接法兰的内腔会较快地氧化锈蚀，因为阀门为顶排汽结构，氧化皮等锈蚀产物会掉落或随冷凝水的流动而积聚在主阀瓣密封面附近，从而影响阀门密封；2、主阀瓣上端面处会有凝结水溅滴或积存凝结水，密封面内侧局部或整个密封面内侧与其余部位会因此而产生较大的温差而使密封面部位产生变形甚至开裂，导致阀门的使用受到影响；辅阀密封面处也同样存在这一问题，排汽后会不断有凝结水下渗至密封面的不同部位，使密封面部位因不断的局部降温而产生不均匀变形，造成电磁泄压阀产品在使用中普遍存在辅阀开启数次后密封面即开始出现泄漏这一让电站用户很头痛的现象，辅阀出现泄漏后又会导致主阀瓣的背压不足继而引起主阀瓣密封面出现泄漏；3、辅阀分体侧装的结构使主阀瓣至先导阀瓣之间的空间容积变得较大，导致先导阀瓣开启时上述空间蒸汽的排泄和先导阀瓣关闭后上述空间充盈蒸汽和压力升高而推动主阀瓣关闭的时间延长，即阀门从接到开阀、关阀信号到完成开阀、关阀动作的时间较长，尤其是关阀的动作时间会有较明显的延长，阀门的工作灵敏度降低，不利于保证机组的安全运行，同时关阀时间延迟导致启闭压差增大，也不利于保证机组效率；4、辅阀分体侧装结构导致辅阀的结构稳定性欠佳，阀门排汽时的强烈振动容易影响到辅阀和驱动装置的工作可靠性；5、主阀瓣和先导阀瓣密封面的设计多为无热补偿能力的常规整体式阀瓣结构。大容量火电机组的主蒸汽温度通常为540～610℃，阀门在工作状态时，阀瓣密封面的外 侧为主蒸汽，温度较高，而阀瓣密封面的内侧因与大气相通能够有效降温因而温度低于阀瓣密封面的外侧，内外温差会导致变形而影响阀门密封；6、主阀瓣和先导阀瓣密封面部位采用无热补偿能力的常规整体式阀瓣结构，当密封副某处出现泄漏时，泄漏出的介质因体积急剧膨胀吸热会使密封面泄漏点附近的温度下降，不均衡的温度变化又会导致密封面产生不均匀变形从而加剧泄漏；7、排放蒸汽时或当辅阀有泄漏时，辅阀上端会有蒸汽逸出，除了会对生产环境带来影响，并影响驱动装置的工作可靠性外，更重要的影响是，逸出的高温蒸汽会使阀盖上侧的弹簧的机械性能受到影响，弹性降低，从而会影响到辅阀的密封以及辅阀关闭动作的可靠性。

为了解决主阀瓣密封面部位因无热补偿能力而带来的变形和泄漏这一问题，德莱赛-康索里德公司在其电磁泄压阀产品(图1)的主阀瓣密封面外侧增加了热补偿槽(见图2)，热补偿槽增加了密封面附近与高温蒸汽的接触面积并使主阀瓣上端靠密封面部位与高温蒸汽的距离缩短，因而可以有更多的热量传递到主阀瓣上端靠密封面的部位，使密封面内外侧的温差减小。主阀瓣通过增加上述的热补偿槽有助于控制密封面部位因温差而产生的变形，但由于需要保证密封面部位的强度因而槽深会受到一定的限制，这也使得该结构的热补偿能力难以真正满足要求。

相对于美式结构的主阀瓣朝上、顶排汽、辅阀分体侧装结构存在管内氧化锈蚀产物和凝结水影响阀门密封、开关阀动作的时间较长和启闭压差增大、辅阀稳定性欠佳等问题，日本冈野等公司的主阀瓣朝下、侧排气、主辅阀整体式设计的电磁泄压阀在这几个方面均得到改善：因为主阀瓣密封面方向朝下且排汽出口位于阀体左右两侧(图3)，因而不再存在氧化锈蚀产物和凝结水进入主阀瓣密封面附近影响阀门密封的问题；由于主阀瓣与先导阀瓣位置靠近、两者之间的空间容积变小，因而开阀、关阀动作的时间缩短、启闭压差减小；由于辅阀和主阀合并设计为整体结构、驱动装置安装在阀门支架上，因而也不再存在辅阀和驱动装置的稳定性问题。此外，主阀瓣上还设置了独具特点的热补偿和弹性补偿结构，主阀瓣由位于内侧的热阀瓣和位于外侧的外阀瓣两部分组合而成，密封面设置在热阀瓣下端，热阀瓣和外阀瓣的位于密封面上侧的位置设置了一对锥面，自由状态时锥面之间存在微小的间隙，该间隙供热阀瓣的锥端弹性舌在密封面受压时能够有适度的弹性弯曲变形，密封面压紧后两锥面贴拢。该结构既能够通过密封面的弹性补偿来改善阀门密封性，同时高温高压蒸汽进入锥面之上的空间后又能够更有效地向下侧传递热量，使密封面的内外侧保持较小的温差而消除热变形，从而保证阀门在高温时的密封性，即该结构比图2所示的在阀瓣密封面外圆上设置热补偿槽的方式具有更好的热补偿能力。因此，这种主阀瓣密封面朝下、左右双侧排气、主阀和辅阀整体式设计的日式结构比前述的美式结构能够更好地适应电站机组主蒸汽安全泄压的苛刻工况要求。

上述的主阀瓣朝下、侧排气、主辅阀整体式的现有产品结构也存在一些不足之处：1、阀体中腔高度太高，使阀体内腔的加工和阀座的焊接、研磨较为困难，不利于保证阀门的制造质量；2、阀门中腔压力密封的结构设计较为复杂，维修时拆、装困难，阀门解体工作量大、花费时间长；3、压力密封结构应用在安全泄压阀这类口径相对较小的阀门上时，在增加了结构复杂性的同时其密封能力和密封可靠性反而相对欠佳；4、主阀瓣密封面处尽管设置了热补偿和弹性补偿结构，但热阀瓣的锥部仅锥尖端弹性舌处较薄、有相对好一些的弹性弯曲变形能力，而锥部随锥角往上则刚性迅速变大，因而弹性补偿结构的合理性欠佳，且密封面部位经过淬火硬化处理，如果主要依靠锥尖端提供弹性弯曲变形补偿的话，在承受回座冲击时其可靠性存在一定问题；此外先导阀瓣处未设置合理的热补偿结构，容易使密封面在阀门使用一段时间后受温差影响造成密封面的不均匀变形而造成泄漏；5、辅阀也存在与美式结构同样的一个问题，即排汽后凝结水下渗至辅阀密封面的不同部位会使密封面部位因不断的局部降温而产生不均匀变形，造成产 品在使用一段时间后辅阀密封面即开始出现泄漏，继而又会因辅阀泄漏使主阀瓣背压不足而引起主阀出现泄漏；6、主阀瓣密封面弹性舌处设置有弹性变形间隙，该间隙在主阀瓣开启排放蒸汽时处于张开状态，间隙的开口并迎向介质流入方向，存在于排出介质中的小的杂质颗粒(如小的氧化皮、焊点焊渣和其它杂质)很容易顺着介质排放的流动方向而嵌入弹性变形间隙中从而使主阀瓣密封面的密封状况受到影响；7、主阀瓣内未设置弹簧，而阀瓣内设置弹簧不仅可在机组升压过程中提供初始密封能力，而且也有利于克服阀瓣一旦存在的不严重的卡阻，并能在阀瓣需要回座时提供辅助推力而提高阀门工作的可靠性；8、先导阀瓣导向套处因受结构的制约，用于通流的开孔面积偏小，限制了先导阀瓣开启时的蒸汽排放速度从而使开阀速度受到影响；9、驱动装置直接安装在主阀上，而安装驱动装置的支架的向上的传热面积较大，使驱动装置易受高温的影响而导致其工作的可靠性下降；10、主阀瓣密封面弹性舌上侧的空腔处未设置向外侧的通孔，一旦弹性变形间隙处因受压闭合并达到较好的密封状态时该空腔处将无高温蒸汽能够进入，这将会导致主阀瓣密封面处的热补偿功能基本丧失；11、阀门的流道存在多处易导致蒸汽排放流动时产生较严重涡流的部位，如主阀瓣下侧、介质入口向上往前后两侧的分流处、介质从阀座孔向下往左右两侧的分流处；对于高速流动的气体介质来说，流道内一旦存在较严重的涡流，会使介质流动所产生的振动和噪音显著增强，同时强烈的振动又会使阀门的工作可靠性和使用寿命下降；12、蒸汽超压排放时或辅阀有泄漏时，阀杆上段的外圆配合间隙处会有蒸汽伴随逸出，会对生产环境带来一定影响，环境湿度的显著增加也会对驱动装置的工作可靠性带来影响，更重要的是高温蒸汽可能会对阀盖上侧的弹簧带来影响，降低其弹性，进而会使辅阀的性能和可靠性受到影响；13、相对于总体结构型式方面存在先天性不足的美式结构而言，日式结构的产品总体结构更趋于合理、上述结构细节方面存在的诸多缺陷也容易通过改进和优化设计而得到解决；因为日式结构的阀体流道结构相对要复杂一些(参见图3和图4)，因此现行产品的阀体均采用铸件而未能按锻件来进行设计和制造，导致这种结构相对更合理一些的产品结构目前还没有能够在火力发电站的主力机组-超(超)临界机组上得到应用。

针对现有主阀瓣朝下、侧排气、主辅阀整体式结构的产品所存在的因阀门中腔的连接和密封结构设计复杂、不合理导致维修困难、阀门解体工作量大、花费时间长，以及辅阀阀瓣(先导阀瓣)的密封可靠性不佳的问题，中国实用新型专利ZL201020166545.7公开了一种电磁泄放阀(图4)，在该专利的技术方案中，主阀、辅阀设计为分体式结构，主阀阀体和辅阀阀体通过螺栓连接成一体；先导阀瓣和阀座采用锥面倒密封结构及整体硬质合金(CoCrA)材料。实施该技术方案能够使阀门在原有产品的维修性能方面得到改善，但所述结构也比原结构增加了一个可能的泄漏点-副阀阀体与主阀阀体的连接处，而且主阀阀体的中腔高度仍然较高、阀体上端的密封也仍然采用压力密封结构。先导阀瓣的密封面采用锥面倒密封结构、先导阀瓣和阀座改用整体硬质合金，这些都有助于在一定程度上改善先导阀瓣的密封可靠性，但先导阀瓣的密封性在使用中存在问题，主要是由于先导阀瓣的密封面部位易受凝结水的影响和缺乏热补偿结构设计而容易造成密封面的不均匀变形，从而导致先导阀瓣的密封出现问题，该技术方案所采用的改进方法并未针对产生问题的原因而提出，是一种治标不治本的方法，并不能完全解决先导阀瓣的密封面所存在的泄漏问题。在前述的主阀瓣朝下、侧排气、主辅阀整体式结构现行产品所存在的诸多的缺点中，上述实用新型专利的技术方案仅有助于改善阀门的维修性能，因而对于现行技术所存在的诸多的不足之处，仍然需要提出一些旨在改善和提高各项性能和可靠性的优化和改进方法，使产品能够更好地满足机组主蒸汽系统的压力控制要求、具有更好的使用性能和更高的可靠性。

发明内容

为了克服现有结构和技术所存在的上述的诸多的不足之处，本实用新型提出了一种不存在氧化锈蚀产物进入主阀瓣密封面附近影响阀门密封以及凝结水导致主阀和辅阀密封面出现泄漏的问题、阀体中腔高度大大降低、中腔密封结构简化、中腔密封能力得到有效改善、加工维修方便、主阀和辅阀密封面具有较充分的热补偿能力和更好的密封可靠性、主阀瓣密封面部位具有较强的弹性补偿能力、弹性舌处的弹性变形间隙不易被卡堵、阀门的开关阀速度提高以及启闭压差减小、主阀瓣内增加弹簧以提供初始密封能力并有利于克服卡阻和辅助阀瓣关闭从而提高阀瓣工作的可靠性、阀门具有较好的结构稳定性、排放蒸汽时的振动和噪音更小、能够在超临界和超超临界机组上安全可靠地使用的电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构，所述的电磁泄压阀为阀体左右两侧均带有介质出口端的双排汽结构，阀体的介质流道为从阀体下侧的入口通道孔向上经前、后两侧的侧通道进入内部安装有主阀瓣的阀体中腔，排放时从位于主阀瓣下侧的阀座的中间通孔向下再分流向左右两侧至介质出口端。本实用新型的关键技术方案为：主阀瓣采用阀瓣组件结构，阀瓣组件由热阀瓣和外阀瓣所构成，热阀瓣和外阀瓣均为回转体型零件，两者为同心配置、热阀瓣在内而外阀瓣在外，两者并以螺纹旋合连接为一体；热阀瓣下端面靠外周为圆环形的阀瓣密封面，热阀瓣在阀瓣密封面的背侧设置有锥面，同时在外阀瓣上位于上述锥面外侧的相邻位置处亦设置有相同锥度的锥面，在阀瓣组件处于未装配时的自由状态时，上述两相邻锥面之间存在微小的间隙，而在阀瓣组件处于工况状态受压时两锥面相接触；在所述热阀瓣的锥面处还设置有弹性槽，所述弹性槽包含有上、下台阶平面和圆柱面，圆柱面和上、下台阶平面之间以圆角过渡；外阀瓣在靠近阀瓣密封面外径处的下端面的垂直高度低于阀瓣密封面的垂直高度。

为了更好地实现预期目的，本实用新型同时还附加下述进一步的技术方案：

阀体采用铸件结构，所述的铸件结构的阀体的中部、阀座的下侧有沿左右方向贯通的介质出口通道孔，由阀体下部的入口通道孔向上的阀体流道向前后两侧分叉后，形成两条对称配置、绕过阀体中间的介质出口通道孔的环形的侧通道，侧通道在上端接入阀体的中腔。在入口通道孔上侧的分叉部位的顶端设置有截面为锥形、沿左右方向延伸、与流道光滑过渡连接的下分流堰；在位于阀座正下方的介质出口通道孔的底端设置有截面为锥形、沿前后方向延伸、与流道光滑过渡连接的上分流堰。

当阀门应用于超(超)临界工况时，阀体采用锻焊结构，所述的锻焊结构的阀体由阀体主体部分和位于其左、右两侧的排汽法兰及位于其前、后两侧的侧板在粗加工后焊接而成，焊后部分表面再经精加工后形成完整的侧排汽电磁泄压阀的锻焊阀体。阀体主体部分的中间部位的外形为方形结构，沿左右方向加工有贯通的介质出口通道孔；在阀体主体部分的前、后侧，分别在上部的中腔位置加工有贯通的上侧水平通流孔、在下部的入口通道孔顶端位置加工有贯通的下侧水平通流孔，在阀体主体部分前后侧面的下侧水平通流孔和上侧水平通流孔的孔口之间并加工有纵向通流槽，上侧水平通流孔、下侧水平通流孔以及纵向通流槽的截面基本形状均为矩形。在阀体主体部分采用侧板焊接于其前后侧面，对上侧水平通流孔和下侧水平通流孔两端孔口以及纵向通流槽进行封闭；侧板在其贴近阀体主体部分侧面的四边加工有焊接坡口。在侧板与阀体主体部分进行焊接后，成为封闭的流道的纵向通流槽通过下侧水平通流孔和上侧水平通流孔使入口通道孔和阀体中腔相连通。为了改善流道的通流特性，本技术方案并附加下述结构：在上侧水平通流孔、下侧水平通流孔与纵向通流槽相交的转角部位加工形成圆角；在侧板的上、下部各加工一个向水平通流孔内伸入的凸出结构，凸出结构的偏侧板中间一侧为弯向水平通流孔方向的圆弧形表面；侧板与阀体主体部分焊接后，在纵向通流槽与上侧水平通流孔、下侧水平通流孔的转向处，由上述的圆角和圆弧 形表面构成了逐渐转向的圆弧形流道。此外，在入口通道孔与下侧水平通流孔相交的左右两侧转角处并加工有圆弧回转面过渡。

在阀杆下部的阀杆密封面的背侧设置环形的凹槽-热补偿槽。

在阀盖下端设置有先导阀座，先导阀座与阀盖下端通过螺纹和焊缝进行密封连接，先导阀座上设置有与阀杆下部的阀杆密封面对应的锥形密封面。在阀盖内腔孔的下端设有往下直径增大的喇叭口形的锥面-导水锥面，在先导阀座的位于上述导水锥面的下侧并设有开口朝上的环形的凹槽-水室，水室与先导阀座中间的蒸汽通流孔之间，有从水室内侧往上延伸的、圆环形的隔水壁相隔，隔水壁的上端外径小于导水锥面下端的内径，因而在隔水壁的上端与导水锥面的下端之间有一定的通流间隙，从阀盖内腔孔流下的凝结水顺着导水锥面的表面向下可流入至水室内。

阀体、阀盖的连接采用以螺柱、螺母对体、盖中法兰和密封件进行紧固的栓接连接结构。体、盖的密封采用多重组合密封结构，所述的多重组合密封结构包含圆环形的金属密封圈和缠绕垫片，所述的金属密封圈的截面为上下对称结构；金属密封圈的靠内径处为压力密封段，所述的压力密封段包括由金属密封圈内径中部向外挖去的圆环形的承压空腔部、金属密封圈上下表面靠近内径侧的环形面与承压空腔上下表面之间的实体所构成的弹性密封舌部、金属密封圈上下表面位于弹性密封舌部外侧并向内凹进的环形的减薄凹陷部；在金属密封圈的靠近外径的一侧的上下表面设置有向内凹进的环形的阶梯平面并在该凹进的阶梯平面内放置有缠绕垫片；在金属密封圈的位于缠绕垫片和靠内径一侧的压力密封段之间的上下表面还设置有齿形密封段，所述的齿形密封段为在金属密封圈的上下表面在刻除若干个等间距排列的凹槽后留下的等宽的窄的同心圆环面形成的金属密封齿。压力密封段的弹性密封舌部与阀体、阀盖止口平面接触的上下密封表面在装配前处于未受压状态时，所述的密封表面略高于减薄凹陷部外侧的金属密封齿的表面。

在阀瓣组件的内腔设置螺旋弹簧-内弹簧，内弹簧装配后处于预压缩状态。

从阀杆下部的阀杆密封面的外径往下设置有一段圆柱段，在该圆柱段再向下则外径增大构成用于阀杆下端支承导向的另一段圆柱面，在先导阀座下部的密封面往下，设置有与上述的阀杆下端用于支承导向的圆柱面配合的圆柱孔，从该圆柱孔上侧与阀杆密封面外径往下的圆柱段之间的环形空腔向外，钻有均布的若干通流孔，在阀杆下端面往上述的环形空腔也钻有均布的若干通流孔。

在阀盖上端设置有压盖，压盖以其下端的外圆与阀盖上端的内孔配合和定位、以螺钉在阀盖上安装固定；压盖的上段内孔与阀杆外圆配合构成阀杆上端的支承导向面；压盖的下段内孔的孔径大于阀杆外圆的直径，在压盖的下段内孔中设置有在阀杆密封面开启时阻止蒸汽从阀盖上端逸出的防蒸汽逸出结构，所述的防蒸汽逸出结构由内阻逸环和外阻逸环交错排列构成，内阻逸环的内径加工时略微小于阀杆的外径、外阻逸环的外径加工时略微大于压盖的下段内孔的内径，两种阻逸环的一侧均用线切割剖开而能够产生一定的弹性涨开或收缩。

在阀盖与用于和驱动装置连接的上法兰之间，以均布的几根散热立柱连接，所述的散热立柱在立柱外表沿立柱轴向加工有若干等间距排列的、绕立柱中心线回转形成的片状的散热鳍片。

本实用新型所述的电磁泄压阀，其驱动装置包括由电磁铁提供作用力的驱动装置，和由电磁阀控制气动机构提供作用力的驱动装置。

本实用新型的有益效果是：1、采用本实用新型的技术方案所述的结构后，将不再存在氧化锈蚀产物和凝结水进入主阀瓣密封面附近而影响阀门密封的问题；2、阀体中腔高度大大降低，阀体内腔的加 工和阀座的焊接、研磨更方便，有利于保证阀门的制造质量，同时阀门的整体高度也得到降低；3、产品维修时拆、装方便，阀门解体简单容易、耗费时间短；4、中腔密封能力得到有效改善，同时中腔密封结构简化；5、主阀和辅阀的密封面部位具有较充分的热补偿能力，使阀门在高温工况时具有更好的密封可靠性；6、主阀瓣密封面的弹性舌部位具有较强的弹性补偿能力，从而更有利于保证阀门能长期处于零泄漏状态；7、弹性舌处的弹性变形间隙在所设置的保护结构的保护下不容易被卡堵，因而更有利于保证阀门的密封；8、辅阀密封面上侧设置的凝结水收纳结构解决了现行产品所存在的凝结水影响辅阀密封的问题；9、阀门的开关阀速度提高、启闭压差减小，有利于保证机组的安全运行和机组的运行效率；10、主阀瓣内增加了弹簧以提供初始密封能力并有利于克服卡阻和辅助阀瓣关闭从而提高阀瓣工作的可靠性；11、主阀、辅阀一体式结构使阀门具有较好的结构稳定性，有利于保证辅阀和驱动装置可靠工作；12、驱动装置与阀门的连接采用具有优异的散热性能的散热立柱，驱动装置的工作更可靠；13、阀盖上端设置的防蒸汽逸出结构可有效保护生产环境，保证驱动装置可靠工作，保证弹簧和辅阀的工作性能和可靠性不受影响；14、蒸汽排放时，流场更合理，振动和噪音更小。

附图说明

图1是现有技术-美国德莱赛-康索里德公司的主阀瓣朝上、顶排汽、辅阀分体侧装结构的电磁泄压阀示意图。

图2是图1所示的电磁泄压阀的主阀瓣密封面外侧设置了热补偿槽的示意图。

图3是现有技术-日本冈野公司的主阀瓣朝下、左右双侧排气、主阀和辅阀整体式设计的电磁泄压阀示意图。

图4是实用新型专利ZL201020166545.7所公开的一种电磁泄放阀的示意图。

图5是本实用新型实施例一的产品结构示意图。

图6是图5所示的实施例的阀体部位的左向剖视图。

图7是图5所示的实施例的阀体A-A剖面处的俯视图。

图8是实施例的阀瓣组件的结构示意图。

图9是阀瓣组件密封面部位的局部放大示意图。

图10是实施例的阀体、阀盖部位的多重组合密封结构的示意图。

图11是实施例阀杆和阀盖下部的结构示意图。

图12是实施例阀杆和阀盖上部的结构示意图。

图13是本实用新型实施例二的产品结构示意图。

图14和图15分别是实施例二锻焊阀体的结构示意图的主视图和左视图。

图16是图14中A-A和B-B剖面处的俯视图。

图17和图18分别是实施例二中锻焊阀体的阀体主体部分结构示意图的主视图和左视图。

图中，1、阀体；1-1、入口通道孔；1-2、侧通道；1-3-1、下分流堰；1-3-2、上分流堰；1-4、阀体主体部分；1-5、排汽法兰；1-6、侧板；1-7-1、上侧水平通流孔；1-7-2、下侧水平通流孔；1-8、纵向通流槽；1-9-1、圆角；1-9-2、圆弧形表面；2、阀座；3、阀瓣组件；3-1、热阀瓣；3-2、阀瓣密封面；3-3、弹性槽；3-4、外阀瓣；3-5、小孔；3-6、圆柱销；3-7、阻尼槽；3-8、进压通道；3-9、分流锥；3-10、防卡护边；4、导向套；5、内弹簧；6、多重组合密封结构；6-1、金属密封圈；6-1-1、承压空腔部；6-1-2、弹性密封舌部；6-1-3、减薄凹陷部；6-1-4、金属密封齿； 6-2、缠绕垫片；7、先导阀座；7-1、隔水壁；7-2、水室；8、阀盖；8-1、导水锥面；9、阀杆；9-1、阀杆密封面；9-2、热补偿槽；10、排汽管；11、内阻逸环；12、外阻逸环；13、压盖；14、外弹簧；15、支撑盘；16、散热立柱；17、驱动装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

实施例一

如图5和图6所示是本实施例的电磁泄压阀的产品结构示意图，该电磁泄压阀用于300MW亚临界机组主蒸汽系统配套，阀体为WC9铸件加工。

该电磁泄压阀采用主阀、辅阀一体式的结构设计，辅阀的先导密封结构设置在主阀瓣的上侧，阀门的开启由以电磁铁驱动的驱动装置(17)驱动，主阀瓣密封面的方向朝下，阀体(1)为左、右两侧均带有排汽法兰(1-5)的双排汽结构，阀体流道设计为：自下侧的入口通道孔(1-1)向上，绕过阀座(2)下侧的介质出口通道孔，经前后两侧的环形的侧通道(1-2)迂回进入阀体(1)的中腔(见图6和图7)，阀体(1)中腔内安装有截断和排放主蒸汽的主阀瓣，排放主蒸汽(过热汽)时介质从位于主阀瓣下侧的阀座(2)中间通孔向下，再分流向左、右两侧至排汽法兰(1-5)。本技术方案中主阀瓣采用阀瓣组件结构。阀门的工作原理如下：阀体(1)的中腔通过两条环形的侧通道(1-2)与入口通道孔(1-1)相连通，阀体(1)的中腔因此而充满主蒸汽，蒸汽通过阀瓣组件(3)和导向套(4)之间的间隙进入阀瓣组件(3)的内部空间，高压蒸汽的压力向下作用在阀瓣组件(3)上使阀瓣密封面(3-2)压紧在阀座(2)的密封面上使阀门保持密封，同时高压蒸汽的压力也向上作用在阀杆(9)下端使辅阀保持密封。当过热器集箱内的主蒸汽的压力升高而超过设定值时，压力开关发出信号通过控制系统使驱动装置(17)内的电磁铁励磁而动作，通过传动机构使驱动装置(17)下侧的推杆快速向下移动而推动阀杆(9)下端的阀杆密封面(9-1)开启，辅阀开启后，阀瓣组件(3)内部空间的蒸汽从阀盖(8)内的蒸汽通道和排汽管(10)迅速排出，阀瓣组件(3)的下端从密封面直径到阀瓣组件(3)外径的圆环面积范围内受蒸汽向上的作用力而开启，继而整个阀瓣组件(3)的下端面受到介质压力的向上推力迅速到达全开位置而排放蒸汽；阀瓣组件(3)在开启和排放状态时，尽管仍会有蒸汽从阀瓣组件(3)和导向套(4)之间的间隙并通过外阀瓣(3-4)顶端的进压通道(3-8)流向阀瓣组件(3)内的空间，但由于阀杆密封面(9-1)开启后该方向的通流能力要显著大于上述间隙处的通流能力，再加上阀瓣组件(3)的外圆上加工有几条对蒸汽的流动具有适度的阻滞作用的阻尼槽(3-7)(见图8)能够对流入的蒸汽流量进行适当限制，因而阀瓣组件(3)内不可能形成能够让其回座的压力，因此，阀瓣组件(3)在排放状态时能够稳定维持在全开位置以保证超压蒸汽的可靠排放并避免零件的振动和磨损。当主蒸汽压力降低到设定的回座压力时，控制系统发出信号使电磁铁断电，在外弹簧(14)弹簧力的作用下，辅阀关闭，蒸汽从阀瓣组件(3)和导向套(4)之间的间隙并通过外阀瓣(3-4)顶端的进压通道(3-8)再次进入阀瓣组件(3)内的空间，由于阀瓣组件(3)内腔的介质为非流动的介质，其静压力会高于阀瓣组件(3)下侧的高速流动的介质的静压力，上、下压力差再加上内弹簧(5)的推力会推动阀瓣组件(3)关闭；阀门关闭后，主阀和辅阀将籍助蒸汽压力而保持密封。

与主阀瓣朝上、顶排汽、辅阀分体侧装结构的电磁泄压阀相比，本实施例的技术方案所采用的结构由于阀瓣组件(3)的密封面的方向朝下、阀门的排汽方式为侧排汽而非顶排汽，因此该结构不会有顶排汽电磁泄压阀所存在的氧化锈蚀产物和凝结水进入主阀瓣密封面附近而影响阀门密封的问题；由于辅阀的先导密封结构设置在阀瓣组件(3)的上侧，阀瓣组件(3)与先导密封结构位置靠近，两者间的空间容 积变小，因而开阀和关阀动作的时间缩短、阀门的启闭压差较小，有利于保证机组的安全运行和提高机组的运行效率；辅阀和主阀被合并设计为整体结构，驱动装置直接安装在阀门上侧，因此辅阀和驱动装置的稳定性更好，有利于阀门更可靠地工作。

本实施例中，阀瓣组件(3)的结构是阀门的最主要的技术关键，其技术方案为：阀瓣组件(3)由热阀瓣(3-1)和外阀瓣(3-4)两部分构成(图8)，热阀瓣(3-1)和外阀瓣(3-4)均为回转体型零件，两者为同心配置、热阀瓣(3-1)在内而外阀瓣(3-4)在外，两者并以螺纹旋合连接为一体，从外阀瓣(3-4)的外圆上打孔并装入圆柱销(3-6)防松；热阀瓣(3-1)下端面靠外周为圆环形的阀瓣密封面(3-2)，密封面为平面密封型式(见图9)，热阀瓣(3-1)在阀瓣密封面(3-2)的背侧设置有锥面，锥面的半锥角为55°，同时在外阀瓣(3-4)上位于上述锥面外侧的相邻位置处亦设置有相同锥度的锥面，当阀瓣组件(3)处于未装入阀门的自由状态时，上述两相邻锥面之间存在微小的间隙，本实施例中该间隙设置为t＝0.06～0.08mm，当阀瓣组件(3)在产品上装配并在使用中承受介质压力后，两锥面相接触；在所述热阀瓣(3-1)的锥面的往上位置处还设置有弹性槽(3-3)，所述弹性槽(3-3)包含有上、下台阶平面和圆柱面，圆柱面和上、下台阶平面之间以圆角过渡；外阀瓣(3-4)在靠近阀瓣密封面(3-2)外径处设置有台阶面，该台阶面外侧的下端面的垂直高度低于阀瓣密封面(3-2)的垂直高度。

如图9所示，间隙t的设置使热阀瓣(3-1)密封面部位的锥尖端弹性舌处在密封面受压时能够有适度的弹性弯曲变形，该弹性补偿能力能够有效提高阀门的密封性能；本实施例技术方案所增加的弹性槽(3-3)，除了可作为容纳高温蒸汽的空间以对下端密封面内侧进行有效的热补偿、减小密封面内、外侧的温差使密封面部位在高温工况时的变形得到控制外，其另一个作用是，弹性槽(3-3)的下侧面使热阀瓣(3-1)密封面上侧的锥部从锥面中段开始即转为平面、对该锥部从锥面中段开始进行了有效减薄，同时本实施例中锥尖端弹性舌处的厚度比现有技术中的双侧排气、主阀和辅阀整体式设计的日式结构的产品和实用新型专利ZL201020166545.7所对应的电磁泄放阀产品的热阀瓣锥尖端弹性舌处的厚度有适当增加，使整个弹性槽(3-3)的下侧均能产生有效的弹性弯曲变形，而不是仅仅由锥尖端弹性舌处提供弹性补偿，弹性补偿能力得到较显著的增强，密封面部位的强度也得到增加，在承受回座冲击时具有更好的可靠性。弹性槽(3-3)的圆柱面与侧平面之间设置为以圆角过渡，可以避免因应力集中而产生裂纹或断裂损坏。由于外阀瓣(3-4)在靠近阀瓣密封面(3-2)的外径处即弹性变形间隙外侧设置有台阶面，使外阀瓣(3-4)在该台阶面外侧的下端面的垂直高度降低并低于阀瓣密封面(3-2)的垂直高度，该台阶面外侧的下端面-防卡护边(3-10)低于阀瓣密封面(3-2)的高度为a；与现有技术的主阀瓣在开启排放蒸汽时，处于张开状态的弹性变形间隙因开口迎向介质流入方向而容易使介质中的小的杂质颗粒卡入弹性变形间隙中导致主阀瓣密封面的密封状况受到影响不同的是，本实施例技术方案设置了高度低于阀瓣密封面(3-2)的防卡护边(3-10)，使位于阀瓣密封面(3-2)上侧的弹性变形间隙隐入在弹性变形间隙外侧的台阶面内、并不直接暴露在介质的排放通道中，因而难以被排放介质中可能会夹杂的小的杂质颗粒堵塞，使阀门的密封可靠性得到增强。

为了使蒸汽排放时阀瓣组件(3)下端的流场更合理，在热阀瓣(3-1)的下端面的中部设置有由与热阀瓣(3-1)的下端平面相切的圆弧回转所形成的、向下凸出的锥状的分流锥(3-9)。

由于阀体(1)为铸件结构，结构设计的自由度相对较大，因而能够根据产品性能的实际需要对阀体结构进行优化设计。本实施例的技术方案中，阀体(1)的中部、阀座(2)的下侧有沿左右方向贯通的介质出口通道孔，由阀体(1)下部的入口通道孔(1-1)向上的阀体流道向前后两侧分叉后，形成了两条对称配置、绕过阀体(1)中间的介质出口通道孔的环形的侧通道(1-2)，侧通道(1-2)在上端接入阀 体(1)的中腔。出于流道和流场优化的需要，在入口通道孔(1-1)上侧的分叉部位的顶端设置有截面为锥形、沿左右方向延伸、与流道光滑过渡连接的下分流堰(1-3-1)，在位于阀座(2)正下方的介质出口通道孔的底端设置有截面为锥形、沿前后方向延伸、与流道光滑过渡连接的上分流堰(1-3-2)。

阀体(1)内的入口通道孔(1-1)的上侧、阀座(2)下方的介质出口通道处，是蒸汽流动时的分流处，另外阀瓣组件(3)的下端是蒸汽沿径向向内对冲混合和向下转向的部位，因而蒸汽高速排放时，在入口通道孔(1-1)上侧的分叉部位的上端、阀座(2)正下方的介质出口通道孔中间以及阀瓣组件(3)的下端中间部位会产生较为严重的涡流，会使蒸汽排放所产生的振动和噪音增强。上述的入口通道孔(1-1)上侧分叉部位顶端、阀座(2)下方介质出口通道孔底端所设置的分流堰以及阀瓣组件(3)下端所设置的分流锥，可以对高速流动的蒸汽进行导引，能够显著减弱蒸汽排放时的涡流强度，降低蒸汽排放时的振动和噪音。

本实施例的技术方案中，在阀杆(9)下部的阀杆密封面(9-1)的背侧设置有环形的凹槽-热补偿槽(9-2)(见图11)。

热补偿槽(9-2)的热补偿作用是通过下述两个机理来实现的：一是热补偿槽(9-2)的环形凹槽增加了密封面背侧表面与高温介质接触的面积，能够让更多的热量向上传递，二是环形凹槽的设置使高温介质离上侧表面的距离更近；这两个方面的共同作用能够使密封面部位的内外侧的温差显著减小，从而能使阀杆密封面(9-1)在高温时的热变形得到更好的控制进而使辅阀先导密封部位的密封可靠性和密封寿命得到增强。

本实施例的技术方案中，在阀盖(8)的下端设置有先导阀座(7)(见图11)，先导阀座(7)通过螺纹旋合安装在阀盖(8)下端，在先导阀座(7)与阀盖(8)之间并进行密封焊；先导阀座(7)上设置有与阀杆(9)下部的阀杆密封面(9-1)对应的大端朝下的锥形密封面。在阀盖(8)内腔孔的下端设有往下直径增大的喇叭口形的锥面-导水锥面(8-1)，在先导阀座(7)的位于上述导水锥面(8-1)的下侧并设有开口朝上的环形的凹槽-水室(7-2)，水室(7-2)与先导阀座(7)中间的蒸汽通流孔之间，有从水室(7-2)内侧往上延伸的、圆环形的隔水壁(7-1)相隔，隔水壁(7-1)的上端外径小于导水锥面(8-1)下端的内径，因而在隔水壁(7-1)的上端与导水锥面(8-1)的下端之间有一定的通流间隙，从阀盖(8)内腔孔流下的凝结水顺着导水锥面(8-1)的表面向下可流入至水室(7-2)内。

蒸汽排放后，留存在排汽管道内的蒸汽会逐渐冷凝形成凝结水，凝结水倒流到密封面部位后会造成密封面的不均匀变形而引起泄漏。本实施例在阀盖(8)的下端和先导阀座(7)内所设置的凝结水收纳结构可以确保凝结水不会流到辅阀密封面处：阀盖(8)内腔孔和排汽管内形成的凝结水中，顺阀盖(8)内腔孔流下的这部分凝结水会顺着导水锥面(8-1)的表面向下而完全流入水室(7-2)内，由于水室(7-2)的底端与密封面的距离较近，温度较高，因而流入水室(7-2)的凝结水又会迅速气化；另外的少量的顺阀杆(9)表面下降的凝结水，由于阀杆(9)下段的温度较高，因而下降的凝结水中途会逐渐气化而不可能到达阀杆(9)下端的密封面处。依靠上述的凝结水收纳结构能够可靠地解决现行产品所存在的凝结水影响辅阀密封的问题；

本实施例的技术方案中，阀体(1)和阀盖(8)部位的密封和连接不采用压力密封结构，而采用以螺柱、螺母对体、盖中法兰和密封件进行紧固的栓接连接和密封结构；体、盖的密封采用多重组合密封结构(6)(见图10)，所述的多重组合密封结构(6)包含圆环形的金属密封圈(6-1)和缠绕垫片(6-2)。所述的金属密封圈(6-1)的截面为上下对称结构，金属密封圈(6-1)的靠内径处为压力密封段，所述的压力密封段包含承压空腔部(6-1-1)、弹性密封舌部(6-1-2)和减薄凹陷部(6-1-3)：承压空腔部(6-1-1) 为由金属密封圈(6-1)的内径中部向外侧方向挖去的圆环形的水平槽，圆环形槽的顶端为圆弧形以减小槽根部的应力集中、提高可靠性；金属密封圈(6-1)上下表面靠近内径侧的环形面与承压空腔上下表面之间的实体构成弹性密封舌部(6-1-2)；金属密封圈(6-1)上、下表面位于弹性密封舌部外侧并向内凹进的环形部分构成减薄凹陷部(6-1-3)。在金属密封圈(6-1)的靠近外径的一侧的上、下表面设置有向内凹进的环形的阶梯平面，并在该凹进的阶梯平面内放置有缠绕垫片(6-2)。在金属密封圈(6-1)的位于缠绕垫片(6-2)和靠内径一侧的压力密封段之间的上下表面，还设置有齿形密封段，所述的齿形密封段为在金属密封圈(6-1)的上下表面在刻除若干个等间距排列的凹槽后留下的等宽的窄的同心圆环面形成的金属密封齿(6-1-4)。压力密封段的弹性密封舌部(6-1-2)与阀体(1)、阀盖(8)止口平面接触的上下密封表面，在装配前处于未受压状态时，所述的密封表面略高于减薄凹陷部(6-1-3)外侧的金属密封齿(6-1-4)的表面，在本实施例中弹性密封舌部(6-1-2)的上下表面高于金属密封齿(6-1-4)表面的高度为0.15mm。

阀门装配后，金属密封圈(6-1)的弹性密封舌部(6-1-2)因受压而与阀体(1)和阀盖(8)的中法兰止口密封平面贴紧，形成初始密封比压；当阀门处于工作状态时，位于承压空腔部(6-1-1)处的高压介质推动弹性密封舌部(6-1-2)更紧密地贴向阀体(1)和阀盖(8)的止口平面，产生较好的密封效果；设置减薄凹陷部(6-1-3)的目的，是为了增强弹性密封舌部(6-1-2)的弹性弯曲能力。为了增强密封性能和密封可靠性，在上述压力密封段之外另外还设置金属齿形密封段和缠绕垫密封段，形成多重密封结构。金属密封齿(6-1-4)部位的表面刻槽的作用是减少接触面积、提高密封比压从而提高密封能力；在最外侧所设置的缠绕垫片(6-2)构成缠绕垫密封段，作为多重组合密封结构的最外侧的辅助密封结构。

与现行产品的压力密封结构相比，改用多重组合密封结构(6)使阀门中法兰部位的密封性能和密封可靠性大大提高；同时，阀体中腔的高度有显著降低，使得阀体内腔的加工以及阀座(2)的焊接和阀座密封面的精研都变得较为方便，从而更有利于使阀门的制造质量得到保证，并且阀体中腔高度显著降低也使得阀门的整体高度得到较大下降；阀门中腔在密封性得到改善、中腔高度得到明显降低的同时，中腔结构也更为简单，阀门维修时，拆、装过程更加简便、快捷：只需拧下中法兰螺母，便能拆下阀盖并取出阀内所有零件，维修工作效率会有很大提高。

本实施例的技术方案中，在阀瓣组件(3)的内腔增设了螺旋弹簧-内弹簧(5)，内弹簧(5)的上端面支承在先导阀座(7)下部的台阶平面上，下端面则压贴在阀瓣组件(3)的内表面，内弹簧(5)装配后处于预压缩状态。

阀瓣组件(3)内增设了内弹簧(5)后，能够在机组升压过程中提供初始密封比压，一旦阀瓣出现卡阻现象时内弹簧(5)的设置也有利于克服卡阻，内弹簧(5)同时也能在阀瓣需要回座时提供辅助推力从而有助于提高阀门的可靠性；此外，内弹簧(5)的设置也占用了阀瓣组件(3)内部空间的容积、使阀瓣组件(3)内部空间的蒸汽容量变少，这也有助于提高开阀、关阀的速度。

本实施例的技术方案中，阀杆(9)下部的阀杆密封面(9-1)设置为球面密封面，关闭时与先导阀座(7)上的倒锥形密封面以相切状态吻合，密封副的良好的吻合状态更有助于保证其密封性能。从阀杆密封面(9-1)的外径往下设置有一段圆柱段，在该圆柱段再向下则外径增大构成用于阀杆(9)下端支承导向的另一段圆柱面(图11)，在先导阀座(7)的锥形密封面往下设置有与上述的阀杆(9)下端用于支承导向的圆柱面配合的圆柱孔；从该圆柱孔上侧与阀杆密封面(9-1)外径往下的圆柱段之间的环形空腔向外，钻有均布的若干通流孔，在阀杆(9)下端面往上述的环形空腔也钻有均布的若干通流孔。

上述的结构设置使阀杆(9)的下端得到了可靠的支承定位；本实施例在先导阀座(7)的锥形密 封面下侧的导向结构的上部以及阀杆(9)下端面往上同时加工有通流孔，与现行产品仅在导向结构处开孔的方式相比，副阀开启排放蒸汽时所需的通流面积得到了保证，从而保证了阀门的开阀速度能更好地满足机组安全保护的需要。

阀盖和阀杆上部的结构：在阀盖(8)的上端设置有压盖(13)(图12)，压盖(13)以其下端的外圆与阀盖(8)上端的内孔配合和定位、以螺钉在阀盖(8)上安装固定；压盖(13)的上段内孔与阀杆(9)外圆配合构成阀杆(9)上端的支承导向面。压盖(13)的下段内孔的孔径大于阀杆(9)外圆的直径，在压盖(13)的下段内孔中设置有在阀杆密封面(9-1)开启时阻止蒸汽从阀盖(8)上端与阀杆(9)配合面处逸出的防蒸汽逸出结构，所述的防蒸汽逸出结构由内阻逸环(11)和外阻逸环(12)交错排列构成，内阻逸环(11)的内径加工时略微小于阀杆(9)的外径、外阻逸环(12)的外径加工时略微大于压盖(13)的下段内孔的内径，两种阻逸环的一侧均用线切割剖开而能够产生一定的弹性涨开或收缩。本实施例中，为了保证阀杆密封面(9-1)关闭时能可靠回座，在阀盖(8)上侧设置有外弹簧(14)，外弹簧(14)上端顶压在支撑盘(15)的下侧平面上，支撑盘(15)则固定在阀杆(9)上，外弹簧(14)的弹簧力通过支撑盘(15)作用到阀杆(9)上推动阀杆密封面(9-1)关闭。

阀杆(9)的下端以先导阀座(7)锥形密封面下侧设置的支承导向圆孔支承和定位，上端则以压盖(13)的上段内孔支承和定位。防蒸汽逸出结构依靠内阻逸环(11)和外阻逸环(12)来阻止蒸汽排放时以及辅阀万一出现泄漏时蒸汽从阀盖(8)和阀杆(9)上端的配合面处逸出，内阻逸环(11)与阀杆(9)之间、外阻逸环(12)与压盖(13)的下段内孔之间均为没有间隙的过盈配合，可以阻止蒸汽向上流出；两种阻逸环因为一侧被用线切割剖开、能够产生一定的弹性涨开或收缩，因而不会造成卡死而影响阀杆(9)的启闭。本实施例中，阻逸环采用：内阻逸环+外阻逸环+内阻逸环的组合方式，可以有效阻止蒸汽逸出，减轻或消除对生产环境可能带来的影响，并增加驱动装置(17)和外弹簧(14)的工作可靠性。

本实施例的技术方案中，在阀盖(8)与用于和驱动装置(17)连接的上法兰之间，以均布的三根散热立柱(16)连接，所述的散热立柱(16)采用圆钢在数控车床上加工形成，在立柱外表沿立柱轴向加工若干等间距排列的、绕立柱中心线回转形成的片状的散热鳍片。

由于阀门是工作在540℃的高温工况，当热量通过相关零件传递到驱动装置(17)处时，容易对驱动装置的工作性能带来影响。采用上述的散热立柱连接结构后，通过散热立柱(16)上的散热鳍片的有效的散热作用，可以减少向上的热量传递，从而保证电磁铁的工作可靠性。

本实施例的技术方案中，还在阀瓣组件(3)的外阀瓣(3-4)的下端外圆处、与热阀瓣(3-1)上的弹性槽(3-3)对应的高度钻有多个均布的贯通的小孔(3-5)(参见图8)。

热阀瓣(3-1)上的弹性槽(3-3)可作为容纳高温蒸汽的空间以对下端密封面内侧进行有效的热补偿，当阀门处于关闭状态时，由于位于阀瓣密封面(3-2)上侧的热阀瓣(3-1)和外阀瓣(3-4)之间的弹性变形间隙处于闭合状态，此时高温蒸汽会难以进入甚至完全不能进入弹性槽(3-3)内的空间，使阀瓣组件(3)的热补偿功能不能得到发挥。本实施例的技术方案中，从弹性槽(3-3)处向外阀瓣(3-4)外侧加工的贯通的小孔(3-5)便可以解决这一问题，高温蒸汽可以顺畅地进入弹性槽(3-3)内，使阀瓣组件(3)密封面部位的热补偿功能得以正常发挥，从而使阀门在高温工况下能长期维持较好的密封性能。

实施例二

如图13所示是本实施例的电磁泄压阀的产品结构示意图，该电磁泄压阀用于1000MW超超临界火电机组主蒸汽系统配套，阀体材料为F92锻钢。阀门上部所配置的驱动装置(17)，可以采用由电磁铁提供作用力的驱动装置，也可以采用由电磁阀控制气动机构提供作用力的驱动装置；阀门排汽时，驱动装置 (17)通过其下侧的推杆驱动阀杆(9)动作而使阀门开启。

本实施例的电磁泄压阀的阀门结构技术方案，仅阀体(1)采用的具体实施结构与实施例一有所不同，本实施例阀体(1)采用锻焊结构而实施例一的阀体(1)为铸件结构，除此以外其余各部位的结构并无差异，因此本实施例仅对阀体(1)部位的具体结构作相关论述，其余与实施例一相同的地方则不作敷述。

本实施例需要在所述的锻焊结构的阀体上实现如下的阀体流道结构：阀体左右两侧均带有介质出口端，阀体流道为自下侧的入口通道孔向上，经前后两侧的侧通道进入阀体中腔，蒸汽排放时从位于阀体中腔下侧的阀座中间通孔向下，再分流向左右两侧至介质出口端，出口端设置排汽法兰。

本实施例的锻焊阀体的具体技术方案如下：如图14、图15、图16所示，所述的锻焊阀体的下部为阀门的安装连接端，阀体由阀体主体部分(1-4)(见图17、图18)和位于其左、右两侧的排汽法兰(1-5)及位于其前、后两侧的侧板(1-6)在粗加工后焊接而成，焊后部分表面再经精加工后形成完整的侧排汽电磁泄压阀的锻焊阀体。阀体主体部分(1-4)的中间部位的外形为方形结构，沿左右方向加工有贯通的介质出口通道孔；在阀体主体部分(1-4)的前、后侧，分别在上部的中腔位置加工有贯通的上侧水平通流孔(1-7-1)、在下部的入口通道孔(1-1)顶端位置加工有贯通的下侧水平通流孔(1-7-2)；在阀体主体部分(1-4)前后侧面的下侧水平通流孔(1-7-2)和上侧水平通流孔(1-7-1)的孔口之间并加工有纵向通流槽(1-8)；上侧水平通流孔(1-7-1)、下侧水平通流孔(1-7-2)以及纵向通流槽(1-8)的截面基本形状均为矩形。侧板(1-6)焊接于阀体主体部分(1-4)的前后侧面，对上侧水平通流孔(1-7-1)和下侧水平通流孔(1-7-2)两端孔口以及纵向通流槽(1-8)进行封闭；侧板(1-6)在其贴近阀体主体部分(1-4)侧面的四边加工有焊接坡口，在侧板(1-6)与阀体主体部分(1-4)进行焊接后，纵向通流槽(1-8)成为封闭的流道，通过下侧水平通流孔(1-7-2)和上侧水平通流孔(1-7-1)使入口通道孔(1-1)和阀体中腔相连通。在上侧水平通流孔(1-7-1)、下侧水平通流孔(1-7-2)与纵向通流槽(1-8)相交的转角部位加工形成圆角(1-9-1)；在侧板(1-6)的上、下部各加工有一个向水平通流孔内伸入的凸出结构，凸出结构的偏侧板(1-6)中间一侧为弯向水平通流孔方向的圆弧形表面(1-9-2)；侧板(1-6)与阀体主体部分(1-4)焊接后，在纵向通流槽(1-8)与上侧水平通流孔(1-7-1)、下侧水平通流孔(1-7-2)的转向处，由上述的圆角(1-9-1)和圆弧形表面(1-9-2)构成了逐渐转向的圆弧形流道。在入口通道孔(1-1)与下侧水平通流孔(1-7-2)相交的左右两侧转角处并加工有圆弧回转面过渡。

侧板(1-6)和排汽法兰(1-5)与阀体主体部分(1-4)焊接后，便形成了介质由入口通道孔(1-1)通过前、后两侧的纵向通流槽(1-8)向上进入阀体中腔，再由阀座(2)的中间通道孔向下继而分流向左、右两侧由排汽法兰(4)处排出的介质流道(见图14、图15)。

阀体采用锻焊结构制造，可使阀门的安全可靠性得到较大的提升，在大容量火电机组的主蒸汽系统高温高压工况下能够更可靠地使用，能够解决超临界和超超临界火电机组的配套需要。

通常情况下锻钢阀体的介质流道都是通过切削加工的方式而形成，受机械加工工艺能力的制约，流道的形状和结构方面往往会存在一些诸如急转弯、通流面积突然变化等容易导致介质产生较强烈的涡流、不利于介质顺畅流动和显著增加流道阻力系数的结构缺陷，尤其是对于气体介质来说，不合理的流道设计还会明显增加介质高速流动时所产生的振动和噪音，并因此对系统和设备运行的可靠性带来影响。本实施例的技术方案通过阀体主体部分(1-4)上的圆角(1-9-1)、侧板(1-6)上的圆弧形表面(1-9-2)以及入口通道孔(1-1)上侧的过渡圆角的设置，使阀体流道结构更合理，流道阻力有较大下降，通流能力达到与铸件阀体基本相当，从而保证阀门能够满足工况要求的排放能力，并有助于控制排放时的振动和 噪音、保证阀门工作的可靠性。

上侧水平通流孔(1-7-1)、下侧水平通流孔(1-7-2)以及纵向通流槽(1-8)的截面基本形状之所以设置为矩形，是为了便于进行阀体主体部分(1-4)上的圆角(1-9-1)、侧板(1-6)上的凸出结构和圆弧形表面(1-9-2)的加工，以及有利于使这些加工表面与已加工流道表面获得良好的过渡和衔接。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作了具体说明，但这些附图和说明不能被理解为限制了本实用新型的范围。本技术领域的技术人员应该知晓，本实用新型不受上述实施例和附图的限制，其保护范围由所附的权利要求书所界定，任何在不超出本实用新型权利要求书所界定的范围内的各种改动、变型所形成的技术方案，都没有偏离本实用新型的精神和技术实质，仍然会属于本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构，所述的电磁泄压阀为阀体左右两侧均带有介质出口端的双排汽结构，阀体流道为自下侧的入口通道孔(1-1)向上经前后两侧的侧通道(1-2)进入内部安装有主阀瓣的阀体(1)中腔、排放时从位于主阀瓣下侧的阀座(2)中间通孔向下再分流向左右两侧至介质出口端，其特征在于：所述的主阀瓣采用阀瓣组件结构，阀瓣组件(3)由热阀瓣(3-1)和外阀瓣(3-4)构成，热阀瓣(3-1)和外阀瓣(3-4)均为回转体型零件，两者为同心配置、热阀瓣(3-1)在内而外阀瓣(3-4)在外、两者并以螺纹旋合连接为一体，热阀瓣(3-1)下端面靠外周为圆环形的阀瓣密封面(3-2)，热阀瓣(3-1)在阀瓣密封面(3-2)的背侧设置有锥面，同时在外阀瓣(3-4)上位于上述锥面外侧的相邻位置处亦设置有相同锥度的锥面，在阀瓣组件(3)处于未装配时的自由状态时，上述两相邻锥面之间存在微小的间隙，而在阀瓣组件(3)处于工况状态受压时两锥面相接触；在所述热阀瓣(3-1)的锥面处还设置有弹性槽(3-3)，所述弹性槽(3-3)包含有上、下台阶平面和圆柱面，圆柱面和上、下台阶平面之间以圆角过渡；外阀瓣(3-4)在靠近阀瓣密封面(3-2)外径处的下端面的垂直高度低于阀瓣密封面(3-2)的垂直高度。

2.根据权利要求1所述的电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构，其特征在于：阀体(1)为铸件结构，所述的铸件结构的阀体(1)的中部、阀座(2)的下侧有沿左右方向贯通的介质出口通道孔，由阀体(1)下部的入口通道孔(1-1)向上的阀体流道向前后两侧分叉后，形成两条对称配置、绕过阀体(1)中间的介质出口通道孔的环形的侧通道(1-2)，侧通道(1-2)在上端接入阀体(1)的中腔；在入口通道孔(1-1)上侧的分叉部位的顶端设置有截面为锥形、沿左右方向延伸、与流道光滑过渡连接的下分流堰(1-3-1)，在位于阀座(2)正下方的介质出口通道孔的底端设置有截面为锥形、沿前后方向延伸、与流道光滑过渡连接的上分流堰(1-3-2)。

3.根据权利要求1所述的电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构，其特征在于：阀体(1)为锻焊结构，所述的锻焊结构的阀体由阀体主体部分(1-4)和位于其左、右两侧的排汽法兰(1-5)及位于其前、后两侧的侧板(1-6)在粗加工后焊接而成，焊后部分表面再经精加工后形成完整的侧排汽电磁泄压阀的锻焊阀体；阀体主体部分(1-4)的中间部位的外形为方形结构，沿左右方向加工有贯通的介质出口通道孔；在阀体主体部分(1-4)的前、后侧，分别在上部的中腔位置加工有贯通的上侧水平通流孔(1-7-1)、在下部的入口通道孔(1-1)顶端位置加工有贯通的下侧水平通流孔(1-7-2)，在阀体主体部分(1-4)前后侧面的下侧水平通流孔(1-7-2)和上侧水平通流孔(1-7-1)的孔口之间并加工有纵向通流槽(1-8)，上侧水平通流孔(1-7-1)、下侧水平通流孔(1-7-2)以及纵向通流槽(1-8)的截面基本形状均为矩形；侧板(1-6)焊接于阀体主体部分(1-4)的前后侧面、对上侧水平通流孔(1-7-1)和下侧水平通流孔(1-7-2)两端孔口以及纵向通流槽(1-8)进行封闭，侧板(1-6)在其贴近阀体主体部分(1-4)侧面的四边加工有焊接坡口，在侧板(1-6)与阀体主体部分(1-4)进行焊接后，纵向通流槽(1-8)成为封闭的流道通过下侧水平通流孔(1-7-2)和上侧水平通流孔(1-7-1)使入口通道孔(1-1)和阀体中腔相连通；在上侧水平通流孔(1-7-1)、下侧水平通流孔(1-7-2)与纵向通流槽(1-8)相交的转角部位加工形成圆角(1-9-1)；在侧板(1-6)的上、下部各加工有一个向水平通流孔内伸入的凸出结构，凸出结构的偏侧板(1-6)中间一侧为弯向水平通流孔方向的圆弧形表面(1-9-2)；侧板(1-6)与阀体主体部分(1-4)焊接后，在纵向通流槽(1-8)与上侧水平通流孔(1-7-1)、下侧水平通流孔(1-7-2)的转向处，由上述的圆角(1-9-1)和圆弧形表面(1-9-2)构成了逐渐转向的圆弧形流道；在入口通道孔(1-1)与下侧水平通流孔(1-7-2)相交的左右两侧转角处并加工有圆弧回转面过渡。

4.根据权利要求1所述的电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构，其特征在于：在阀杆(9)下部的阀杆密封面(9-1)的背侧设置有环形的凹槽-热补偿槽(9-2)。

5.根据权利要求1所述的电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构，其特征在于：阀盖(8)的下端设置有先导阀座(7)，先导阀座(7)与阀盖(8)下端通过螺纹和焊缝进行密封连接，先导阀座(7)上设置有与阀杆(9)下部的阀杆密封面(9-1)对应的锥形密封面；在阀盖(8)内腔孔的下端设有往下直径增大的喇叭口形的锥面-导水锥面(8-1)，在先导阀座(7)的位于上述导水锥面(8-1)的下侧并设有开口朝上的环形的凹槽-水室(7-2)，水室(7-2)与先导阀座(7)中间的蒸汽通流孔之间，有从水室(7-2)内侧往上延伸的、圆环形的隔水壁(7-1)相隔，隔水壁(7-1)的上端外径小于导水锥面(8-1)下端的内径，因而在隔水壁(7-1)的上端与导水锥面(8-1)的下端之间有一定的通流间隙，从阀盖(8)内腔孔流下的凝结水顺着导水锥面(8-1)的表面向下可流入至水室(7-2)内。

6.根据权利要求1所述的电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构，其特征在于：阀体(1)和阀盖(8)采用以螺柱、螺母对体、盖中法兰和密封件进行紧固的栓接连接结构；体、盖的密封采用多重组合密封结构(6)，所述的多重组合密封结构(6)包含圆环形的金属密封圈(6-1)和缠绕垫片(6-2)；所述的金属密封圈(6-1)的截面为上下对称结构，金属密封圈(6-1)的靠内径处为压力密封段，所述的压力密封段包括由金属密封圈(6-1)内径中部向外挖去的圆环形的承压空腔部(6-1-1)、金属密封圈(6-1)上下表面靠近内径侧的环形面与承压空腔上下表面之间的实体所构成的弹性密封舌部(6-1-2)、金属密封圈(6-1)上下表面位于弹性密封舌部外侧并向内凹进的环形的减薄凹陷部(6-1-3)；在金属密封圈(6-1)的靠近外径的一侧的上下表面设置有向内凹进的环形的阶梯平面并在该凹进的阶梯平面内放置有缠绕垫片(6-2)；在金属密封圈(6-1)的位于缠绕垫片(6-2)和靠内径一侧的压力密封段之间的上下表面还设置有齿形密封段，所述的齿形密封段为在金属密封圈(6-1)的上下表面在刻除若干个等间距排列的凹槽后留下的等宽的窄的同心圆环面形成的金属密封齿(6-1-4)；压力密封段的弹性密封舌部(6-1-2)与阀体(1)、阀盖(8)止口平面接触的上下密封表面在装配前处于未受压状态时，所述的密封表面略高于减薄凹陷部(6-1-3)外侧的金属密封齿(6-1-4)的表面。

7.根据权利要求1所述的电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构，其特征在于：在阀瓣组件(3)的内腔设置有螺旋弹簧-内弹簧(5)。

8.根据权利要求5所述的电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构，其特征在于：从阀杆(9)下部的阀杆密封面(9-1)的外径往下设置有一段圆柱段，在该圆柱段再向下则外径增大构成用于阀杆(9)下端支承导向的另一段圆柱面，在先导阀座(7)的锥形密封面往下设置有与上述的阀杆(9)下端用于支承导向的圆柱面配合的圆柱孔，从该圆柱孔上侧与阀杆密封面(9-1)外径往下的圆柱段之间的环形空腔向外，钻有均布的若干通流孔，在阀杆(9)下端面往上述的环形空腔也钻有均布的若干通流孔。

9.根据权利要求1所述的电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构，其特征在于：在阀盖(8)上端设置有压盖(13)，压盖(13)以其下端的外圆与阀盖(8)上端的内孔配合和定位、以螺钉在阀盖(8)上安装固定；压盖(13)的上段内孔与阀杆(9)外圆配合构成阀杆(9)上端的支承导向面；压盖(13)的下段内孔的孔径大于阀杆(9)外圆的直径，在压盖(13)的下段内孔中设置有在阀杆密封面(9-1)开启时阻止蒸汽从阀盖(8)上端逸出的防蒸汽逸出结构，所述的防蒸汽逸出结构由内阻逸环(11)和外阻逸环(12)交错排列构成，内阻逸环(11)的内径加工时略微小于阀杆(9)的外径、外阻逸环(12)的外径加工时略微大于压盖(13)的下段内孔的内径，两种阻逸环的一侧均用线切割剖开而能够产生一定的弹性涨开或收缩。

10.根据权利要求1所述的电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构，其特征在于：在阀盖(8)与用于和驱动装置(17)连接的上法兰之间，以均布的几根散热立柱(16)连接，所述的散热立柱(16)在立柱外表沿立柱轴向加工有若干等间距排列的、绕立柱中心线回转形成的片状的散热鳍片。