RU2244184C2

RU2244184C2 - Control valve for steam turbine

Info

Publication number: RU2244184C2
Application number: RU2002135688/06A
Authority: RU
Inventors: О.Ф. Фомченко (RU); О.Ф. Фомченко; А.М. Морозов (RU); А.М. Морозов; Д.В. Ремизов (RU); Д.В. Ремизов; А.Б. Целов (RU); А.Б. Целов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "КОМТЕК-Энергосервис"
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2005-01-10

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: control valve has steam box with a lid.

EFFECT: enhanced reliability.

3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам управления паровпуском паровых турбин, а его объектом является регулирующий клапан.The invention relates to control devices for the steam inlet of steam turbines, and its object is a control valve.

Основными элементами регулирующего клапана являются паровая коробка, шток, проходящий через направляющую буксу, закрепленную в крышке паровой коробки, и чаша клапана, связанная со штоком для управления ее положением относительно седла клапана. Кроме того, клапан может содержать неподвижный направляющий стакан для юбки чаши клапана, а также разгрузочное устройство, представляющее собой вспомогательную клапанную пару в виде седла в дне чаши клапана и взаимодействующего с ним запорного наконечника на конце штока, если клапан разгруженного типа.The main elements of the control valve are the steam box, the stem passing through the guide box fixed in the cover of the steam box, and the valve cup connected to the stem to control its position relative to the valve seat. In addition, the valve may include a stationary guide cup for the skirt of the valve bowl, as well as an unloading device, which is an auxiliary valve pair in the form of a seat in the bottom of the valve bowl and a locking tip interacting with it at the end of the stem, if the valve is unloaded.

Для обеспечения ремонтов регулирующих клапанов, связанных главным образом с разрушениями штока, соединение чаши клапана со штоком осуществляют разъемным, при этом в большинстве известных регулирующих клапанов - резьбовым с использованием вспомогательных фиксирующих средств, например в виде штифтов, резьбовых шпонок или точечной сварки, авторское свидетельство СССР №1373839, F 01 D 17/10, 1988 г, (1). В условиях высокотемпературного пара резьбовые соединения интенсивно коррозируют и заклиниваются, что приводит к невозможности их разборки без применения металлорежущего оборудования, что, как правило, не позволяет осуществить восстановление штока и чаши клапана и требует их замены. Это существенно ограничивает возможность проведения плановых контролей регулирующих клапанов, увеличивает трудоемкость и стоимость их ремонтов.To ensure the repair of control valves, mainly related to the destruction of the stem, the connection of the valve cup to the stem is detachable, while in most known control valves they are threaded using auxiliary fixing means, for example, in the form of pins, threaded keys or spot welding, USSR copyright certificate No. 1373839, F 01 D 17/10, 1988, (1). Under conditions of high-temperature steam, threaded connections intensely corrode and jam, which makes it impossible to disassemble them without the use of metal-cutting equipment, which, as a rule, does not allow the restoration of the valve stem and valve bowl and requires replacement. This significantly limits the possibility of conducting scheduled inspections of control valves, increases the complexity and cost of their repairs.

Известен регулирующий клапан, являющийся ближайшим аналогом настоящего изобретения, в котором соединение чаши клапана со штоком выполнено без применения резьбового соединения. В этом известном клапане, содержащем закрепленные в паровой коробке направляющую буксу с проходящим через нее штоком и развитую часть буксы - стакан с помещенной в него своей юбкой чашей клапана, юбка чаши выполнена с кольцевым буртом, через который проходит шток, и при этом шток выполнен с радиальными выступами на его наконечнике, а кольцевой бурт чаши - с конгруэнтными этим выступам прорезями, образующими с выступами штока поворотно-осевое соединение, для фиксации которого на торце буксы предусмотрены продольные выступы, проходящие через прорези в кольцевом бурте чаши и между радиальными выступами на штоке, патент РФ №2053372, F 01 D 17/14, 1996 г, (2).Known control valve, which is the closest analogue of the present invention, in which the connection of the valve bowl with the stem is made without the use of a threaded connection. In this known valve comprising a guide box fixed in a steam box with a stem passing through it and a developed part of the axle box — a glass with a valve cup placed in its skirt, the cup skirt is made with an annular collar through which the stem passes, and the stem is made with radial protrusions on its tip, and the annular shoulder of the bowl — with slots congruent to these protrusions, forming a rotary-axial connection with the rod protrusions, for fixing which longitudinal protrusions are provided at the end of the axle box through h slots in the annular shoulder of the bowl and between the radial protrusions on the rod, RF patent No. 2053372, F 01 D 17/14, 1996, (2).

Регулирующий клапан с таким соединением штока и чаши клапана обладает лучшей ремонтопригодностью по сравнению с другими.A control valve with such a connection of the stem and valve bowl has better maintainability compared to others.

Однако в этом известном клапане продольные выступы, фиксирующие поворотно-осевое соединение для предотвращения кручения чаши и передачи этих воздействий на шток, выполнены в виде продольных выступов на конце буксы, а это, в случае повреждения этих выступов в процессе работы или проведения монтажных работ, что было отмечено на практике, приводит к необходимости демонтажа и полной замены направляющей буксы, весьма дорогой детали, при этом такой ремонт имеет высокую трудоемкость.However, in this known valve, longitudinal protrusions fixing a rotary-axial connection to prevent torsion of the bowl and transfer these effects to the stem are made in the form of longitudinal protrusions at the end of the axle box, and this, in case of damage to these protrusions during operation or installation work, which It was noted in practice, leads to the need for dismantling and complete replacement of the guide axle, a very expensive part, while such a repair has a high complexity.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такого регулирующего клапана, в котором соединение штока с чашей клапана обладает высокой ремонтопригодностью, но в котором, вместе с тем, фиксация этого соединения была бы выполнена с помощью таких средств, которые, улучшая ремонтопригодность, не снижали бы прочностные характеристики основных элементов клапана.The basis of the present invention is the task of creating such a control valve in which the connection of the stem with the valve bowl has high maintainability, but in which, at the same time, the fixation of this connection would be carried out using such means, which, improving maintainability, would not reduce the strength characteristics of the main elements of the valve.

Эта задача решается в регулирующем клапане паровой турбины, который содержит закрепленные в паровой коробке с крышкой направляющую буксу с проходящим через нее штоком, стакан буксы с помещенной в него своей юбкой чашей клапана, выполненной с кольцевым буртом, образующим с проходящим через него штоком поворотно-осевое соединение, и в котором, в соответствии с сущностью настоящего изобретения, на втулке, закрепленной в стакане буксы, выполнены продольные выступы специальной конфигурации, проходящие через прорези между выступами в бурте юбки и на наконечнике штока, при этом расстояние от торцов выступов до упора в какую-либо поверхность чаши превышает величину возможного геометрического перемещения чаши клапана между ее нижним и верхним упорами.This problem is solved in the control valve of the steam turbine, which contains a guide box with a stem passing through it in a steam box with a cover, a glass of a box with a valve cup placed in it with its skirt, made with an annular collar, forming a rotary-axial shaft with a shaft passing through it connection, and in which, in accordance with the essence of the present invention, on the sleeve fixed in the glass of the axlebox, longitudinal protrusions of a special configuration are made, passing through the slots between the protrusions in the shoulder ki and at the tip of the rod, the distance from the ends of the projections to lock into any surface of the bowl exceeds a possible geometric displacement of the valve cup between its lower and upper abutments.

При таком исполнении, благодаря выполнению продольных выступов для фиксации поворотно-осевого соединения чаши клапана со штоком на отдельной втулке, устраняется указанный недостаток ближайшего аналога при сохранении всех достоинств примененного в нем поворотно-осевого соединения чаши клапана со штоком.With this design, due to the longitudinal protrusions for fixing the rotary-axial connection of the valve bowl to the stem on a separate sleeve, this drawback of the closest analogy is eliminated while preserving all the advantages of the rotary-axial connection of the valve bowl to the stem used in it.

Закрепление втулки с продольными выступами в стакане может быть выполнено любыми известными путями, в частности путем прессовой посадки или другой более свободной посадки с использованием фиксирующих элементов типа штифтов, круглых шпонок и т.п., обеспечивающих лучшую технологичность изготовления и ремонтопригодность.The fixing of the sleeve with the longitudinal protrusions in the glass can be accomplished by any known means, in particular by means of a press fit or other looser fit using fixing elements such as pins, round keys, etc., which provide better manufacturability and maintainability.

Кроме того, благодаря тому, что в изобретении направляющая букса не несет продольных выступов для фиксации поворотно-осевого соединения чаши клапана со штоком, эта букса и направляющий стакан для чаши клапана могут быть выполнены в виде одной детали, что улучшит технологичность и обеспечение соосности перемещения штока и чаши клапана.In addition, due to the fact that in the invention the axle box bearing does not bear longitudinal protrusions for fixing the rotary-axial connection of the valve bowl to the stem, this axle box and the guide bowl for the valve bowl can be made in one piece, which will improve manufacturability and ensure coaxial movement of the rod and valve bowls.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его осуществления, изображенного на прилагаемых чертежах, на которых:The essence of the present invention is illustrated by the following detailed description of one of the examples of its implementation, shown in the accompanying drawings, in which:

фиг.1 изображает регулирующий клапан паровой турбины согласно изобретению в продольном разрезе (по А-А на фиг.2) при положении чаши на нижнем упоре; фиг.2 - клапан в поперечном разрезе по Б-Б на фиг.1; фиг.3 - клапан при положении чаши на верхнем упоре.figure 1 depicts the control valve of a steam turbine according to the invention in longitudinal section (aa in figure 2) with the position of the bowl on the lower stop; figure 2 - valve in cross section along BB in figure 1; figure 3 - valve with the position of the bowl on the upper stop.

Регулирующий клапан, изображенный на чертежах, содержит паровую коробку 1, в крышке 2 которой закреплена букса 3 и выполненный за одно целое с ней стакан 4. Букса 3 служит направляющей для проходящего через нее штока 5, а стакан 4 - направляющей для чаши 6, взаимодействующей с седлом 7 клапана и скользящей при ходе чаши своей юбкой 8 по внутренней поверхности стакана 4. В чаше 6 выполнено седло 9 вспомогательного разгрузочного клапана, запорным органом которого является наконечник 10 штока 5 со сферической поверхностью.The control valve shown in the drawings contains a steam box 1, in the cover 2 of which the axle box 3 is fixed and the cup 4 is made integrally with it. The axle box 3 serves as a guide for the rod 5 passing through it, and the cup 4 serves as a guide for the bowl 6 interacting with a valve seat 7 and sliding with its skirt 8 during the course of the bowl on the inner surface of the cup 4. In the bowl 6, a seat 9 of the auxiliary relief valve is made, the closure of which is the tip 10 of the rod 5 with a spherical surface.

Для обеспечения подъема чаши 6 ее юбка 8 выполнена с кольцевым буртом 11, а наконечник 10 штока 5 - с радиальными выступами 12. При этом в кольцевом бурте 11 выполнены радиальные прорези 13, конгруэнтные выступам 12 штока, но с несколько большей площадью для обеспечения при сборке свободного прохода через них выступов штока. Радиальные выступы 12 штока и радиальные прорези 13 выполнены с одинаковым шагом по окружности, а протяженность радиальных выступов 12 на штоке должна быть такой, чтобы между этими выступами и кольцевым буртом 11 было расстояние, достаточное для свободного перемещения штока 5 относительно чаши 6 на величину, необходимую для функционирования образованного поворотно-осевого соединения при сборке-разборке и для обеспечения открытия вспомогательного разгрузочного клапана.To ensure the rise of the bowl 6, its skirt 8 is made with an annular shoulder 11, and the tip 10 of the rod 5 with radial protrusions 12. At the same time, radial slots 13 are made in the annular shoulder 11, congruent to the protrusions 12 of the rod, but with a slightly larger area to ensure during assembly free passage through them of the protrusions of the rod. The radial protrusions 12 of the stem and the radial slots 13 are made with the same circumferential pitch, and the length of the radial protrusions 12 on the stem must be such that there is a distance between these protrusions and the annular shoulder 11 sufficient for the rod 5 to move freely relative to the bowl 6 by the amount necessary for the functioning of the formed rotary-axial connection during assembly-disassembly and for ensuring the opening of the auxiliary relief valve.

В стакане 4 по плотной посадке установлена сменная втулка 14, нижний торец которой расположен выше кольцевого бурта 11 юбки 8 чаши клапана 6 на величину, достаточную для осуществления рабочего хода чаши 6 на полное открытие клапана. Для предупреждения возможных разворотов втулки 14 ее положение зафиксировано в стакане 4 штифтом 15. На нижнем торце втулки 14 выполнены продольные выступы 16, конгруэнтные радиальным пазам между выступами 12 штока и расположенные с таким же шагом по окружности, как выступы 12 штока и радиальные прорези 13 кольцевого бурта 11 чаши клапана. Выступы 16 могут быть любой формы, но наиболее технологичны они при изготовлении из заготовки в виде втулки, в которой вырезается металл из мест, предназначенных для прорезей. В поперечном сечении выступы 16 приобретают вид скоб, фиг.2. Указанные выступы 16 втулки 14, проходя через радиальные прорези 13 и между выступами 12 штока, выполняют функцию фиксирующего устройства для поворотно-осевого соединения, образованного прорезями 13 и выступами 12.In the glass 4, in a tight fit, a replaceable sleeve 14 is installed, the lower end of which is located above the annular shoulder 11 of the skirt 8 of the valve bowl 6 by an amount sufficient for the working stroke of the bowl 6 to fully open the valve. To prevent possible turns of the sleeve 14, its position is fixed in the cup 4 by a pin 15. On the lower end of the sleeve 14 there are longitudinal projections 16 congruent to the radial grooves between the rod protrusions 12 and arranged at the same circumference as the rod protrusions 12 and the radial slots 13 of the annular a shoulder 11 of a valve bowl. The protrusions 16 can be of any shape, but they are most technologically advanced when manufactured from a workpiece in the form of a sleeve in which metal is cut from places intended for slots. In cross section, the protrusions 16 take the form of staples, Fig.2. These protrusions 16 of the sleeve 14, passing through the radial slots 13 and between the protrusions 12 of the rod, perform the function of a locking device for the rotary-axial connection formed by the slots 13 and the protrusions 12.

Описанный клапан работает так же, как и другие известные клапаны подобного вида. При разборке описанного клапана после демонтажа крышки 2 клапанной коробки 1 шток 5 вместе с чашей 6 выводят из зацепления с продольными выступами 16, разворачивают чашу 6 до совмещения ее прорезей 13 с выступами 12 штока и разъединяют его с чашей 6.The described valve works in the same way as other known valves of this kind. When disassembling the described valve after dismantling the cover 2 of the valve box 1, the stem 5 together with the bowl 6 is disengaged from the longitudinal projections 16, the cup 6 is turned until its slots 13 are aligned with the protrusions 12 of the rod and disconnected from the bowl 6.

Источники информации, цитируемые в описанииSources of information cited in the description

1. Авт. св. СССР №1373834, F 01 D 17/10, 1988 г.1. Auth. St. USSR No. 1373834, F 01 D 17/10, 1988

2. Патент РФ №2053372, F 01 D 17/14, 1996 г.2. RF patent No. 2053372, F 01 D 17/14, 1996

Claims

A steam turbine control valve, comprising a steam box with a cover, in which a guide box with a guide glass and a stem passing through it is installed, a valve skirt with an annular collar made with radial slots is placed in the glass, and radial protrusions are made in the stem, with the formation of slots of the annular shoulder of the bowl rotary-axial connection, and a locking device in the form of longitudinal protrusions to prevent relative turns of the stem and valve bowl during operation valve, characterized in that the sleeve is mounted and fixed by a pin with a pin and said longitudinal protrusions are located in it, located between the radial slots of the annular shoulder of the valve bowl and the protrusions of the rod for any movement of the stem and the bowl, while the lower end of the sleeve is located above the annular shoulder of the bowl skirt valve by an amount sufficient for the implementation of the working stroke of the bowl to fully open the valve.