汽轮机及其速关阀系统技术方案

本发明专利技术提供一种汽轮机及其速关阀系统，所述系统包括阀体及其液压驱动机构；所述阀体包括外壳、阀座、阀芯及阀杆，所述外壳包括蒸汽入口和蒸汽出口，所述阀座设置于蒸汽出口处、且与蒸汽出口连通，所述阀芯设置于所述外壳内、且与所述阀座正对，所述阀杆的一端与所述阀芯连接，另一端贯穿所述外壳后与所述液压驱动机构的驱动端连接；所述阀芯包括一空心柱状结构的阀碟，所述阀碟与阀座正对的一端设置有端面，另一端为敞开状；所述阀碟外套设有一套筒，所述套筒远离阀碟端面的一端固定于外壳上。速关阀体部分采用空心的阀芯结构，提高了速关阀重力的分布的协调性，且阀碟与阀座分开时的开启力较小，利于减小阀杆驱动机构的尺寸。

Steam turbine and its quick closing valve system

The invention provides a steam turbine and its quick closing valve system, the system comprises a valve body and its hydraulic driving mechanism, the valve body comprises a shell, a valve seat, a valve core and a valve rod, the shell comprises a steam inlet and a steam outlet, the valve seat is arranged at the steam outlet and communicated with the steam outlet, the valve core is arranged in the shell and is opposite to the valve seat, and the valve One end of the rod is connected with the valve core, and the other end is connected with the driving end of the hydraulic driving mechanism after passing through the shell; the valve core includes a valve disc with a hollow column structure, and the end opposite the valve disc and the valve seat is provided with an end face, and the other end is open; the valve disc outer shell is provided with a sleeve, and the end of the sleeve far away from the end face of the valve disc is fixed on the shell. The hollow core structure is adopted in the quick closing valve body, which improves the coordination of gravity distribution of quick closing valve, and the opening force when the valve disc is separated from the valve seat is smaller, which is conducive to reducing the size of the valve rod driving mechanism.

【技术实现步骤摘要】
汽轮机及其速关阀系统
本专利技术涉及一种阀门，具体的说，是涉及一种速关阀系统及应用该速关阀系统的汽轮机。
技术介绍
速关阀广泛应用在汽轮机等高速旋转透平机械中，是主蒸汽管路与汽轮机之间的主要开关机构。汽轮机进气通常为高参数蒸汽，这种高参数蒸汽的高流速会对阀芯产生冲击，而且在流经速关阀内部的不规则空间时，极易引起激荡，不仅会降低阀体的稳定性，且会加速阀芯的损坏。因此，在紧急状态下，需要立即切断汽轮机的进汽，使机组快速停机，以达到保护机组的目的；速关阀即是作为在紧急情况下，快速切断高参数气源的主要开关机构，是保安装置中的必要组成部分。常规的阀芯为实心结构，而阀杆为细长结构，这就使得速关阀阀芯一端的重力明显大于驱动端的重力，这种重力上的不协调性，在高压蒸汽的冲击下会加剧激振，降低速关阀的安全系数。基于上述问题，公开号202280482U的中国专利公开了一种汽轮机速关阀，该速关阀在开启过程中或速关阀关闭后有一部分蒸汽沿阀杆与套筒及衬套之间的间隙向外泄露，气体自该间隙引出；当速关阀全开后，主阀碟与套筒的密封面紧密贴合，阀杆漏气被阻断。该结构在一定程度上可以减小整个速关阀的开启力，从而减小阀杆或驱动部件的尺寸、提高速关阀开启过程中的安全性，但并不能解决高压蒸汽冲击引起的速关阀内部激振，因此，其并不能从根本上解决激振问题，在速关阀使用过程中，仍具有较大安全隐患。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的第一目的是提供一种速关阀系统，其速关阀体部分采用空心的阀芯结构，提高了速关阀重力的分布的协调性，且阀碟与阀座分开时的开启力较小，利于减小阀杆驱动机构的尺寸。本专利技术的第二目的是提供一种汽轮机，该汽轮机的蒸汽入口处设置有上述速关阀。基于上述目的，本专利技术的一个方面，提供一种速关阀系统，该系统包括速关阀及其液压驱动机构；所述速关阀包括外壳、阀座、阀芯及阀杆，所述外壳包括蒸汽入口和蒸汽出口，所述阀座设置于蒸汽出口处且与蒸汽出口连通，所述阀芯设置于所述外壳内且与所述阀座正对，所述阀杆的一端与所述阀芯连接，另一端贯穿所述外壳后与所述液压驱动机构连接；当所述阀杆沿其轴向移动时，带动所述阀芯一同移动，使阀芯与阀座分开或压堵配合，从而实现蒸汽入口和蒸汽出口之间的连通或阻断；所述阀芯包括一空心柱状结构的阀碟，所述阀碟的左端部与阀座配合，阀碟具有一内部空腔；所述阀碟上设置有一用于连通蒸汽出口和阀碟内部空腔的第一气孔，所述阀杆的头部与阀碟活动连接并能够与所述第一气孔压堵配合，阀杆上套设有第一弹簧，第一弹簧的一端与阀碟连接，第一弹簧的另一端与阀杆连接，该第一弹簧赋予阀杆的头部远离第一气孔的趋势，当阀杆的头部与第一气孔压堵配合时能够阻断第一气孔与阀碟内部空腔的连通；所述阀碟外套设有一套筒，所述套筒远离阀座的一端固定于外壳内壁上，当所述阀碟沿所述套筒的轴向移动时，所述阀碟的至少一部分始终处于所述套筒内；所述阀碟或套筒上设有用于连通蒸汽入口和阀碟内部空腔的气流通道；所述液压驱动机构包括液压缸、第一阀门、第二阀门、第二弹簧及油箱，所述液压缸内设置活塞，所述活塞的左侧与所述阀杆连接，所述活塞的右侧通过第二弹簧与所述液压缸连接，所述液压缸位于活塞左侧的部分设置第一油路，位于活塞右侧的部分设置第二油路，所述第一阀门设置于第一油路上，所述第二阀门设置于第二油路上；在停机状态下，第一阀门与第二阀门均关闭泄压，活塞在第二弹簧的作用下带动阀杆左移到位，阀碟与阀座压堵配合，阀杆的头部与阀碟的第一气孔压堵配合，蒸汽入口与蒸汽出口不连通；启动时，第一阀门先开启，启动油进入第一油路，然后第二阀门开启，速关油进入第二油路并驱动活塞右移压缩第二弹簧，并且活塞带动阀杆右移，阀碟在第一弹簧的作用下仍与阀座压堵配合，先导行程开启，阀杆的头部离开阀碟的第一气孔，小流量的蒸汽从蒸汽入口经由所述阀碟或套筒上的气流通道、阀碟的内部空腔、第一气孔和阀座连通至蒸汽出口从而实现先导卸荷；活塞和阀杆继续右移，阀杆带动阀碟右移使得阀碟与阀座分离，蒸汽入口直接连通蒸汽出口。当蒸汽入口和蒸汽出口的直接连通通道完全打开后，关闭第一阀门，第一油路泄压。这样，当系统触发速关条件时，第二油路泄压，阀杆在第二弹簧的作用下左移，阀碟在阀杆的带动下左移，当阀碟与阀座压堵配合后，第一弹簧压缩，阀杆的头部封堵第一气孔。采用弹簧力关闭速关阀，冲击小、系统稳定可靠。作为优选，还包括油源，所述油源通过所述第一阀门与所述第一油路相连通，所述油源通过第二阀门与第二油路相连通。作为优选，所述油源与所述第一阀门和第二阀门连接的通路上设置有节流阀。作为优选，所述液压缸上还连接有泄油管。作为优选，所述阀碟上螺纹连接有阀杆座，该阀杆座上设置有一供阀杆穿过的通孔，阀杆的头部设置在阀碟与阀杆座之间的间隙空间内，阀杆的头部外径大于所述通孔的孔径；所述第一弹簧的一端与阀杆座相抵，第一弹簧的另一端与阀杆相抵。这样，结构简单合理，组装方便，不仅方便调整第一弹簧的作用力，而且将阀杆与阀碟压在一起，在速关阀运行中，保证两者不会因气流的冲击而产生振动和旋转。作为优选，所述阀杆座上固定设置有一挡圈，该挡圈与所述阀杆座之间设置所述第一弹簧，所述第一弹簧的弹性系数小于第二弹簧的弹性系数。作为优选，所述阀碟外壁设置有螺旋槽，该螺旋槽与所述套筒配合构成螺旋气流通道，该螺旋气流通道与阀碟的内部空腔连通；阀杆座上还设置有若干第二气孔，该第二气孔连通所述阀杆座左侧与阀杆座右侧，从而当所述阀杆的头部离开阀碟的第一气孔时，蒸汽入口经由所述气流通道、第二气孔与第一气孔连通。这样，结构简单合理，效果显著，设置螺旋槽，不仅可以缓冲蒸汽流降低蒸汽入口蒸汽的参数，减小开启的力，而且可以在先导卸荷的过程中，避免颗粒物随气流进入蒸汽出口。作为优选，所述阀碟靠近阀座的一端设置有滤网。该滤网与所述螺旋槽配合，在先导卸荷的过程中，避免颗粒物随气流进入蒸汽出口。作为优选，所述阀碟外壁上还设置有防转部件，所述套筒内壁上设置有沿轴向延伸的行程槽，所述防转部件卡装于所述行程槽内，可随阀碟的位置变化在所述行程槽内沿轴向滑动，从而阀碟只能相对套筒进行轴向移动，而不能相对套筒进行周向转动。本专利技术的另一个方面，提供一种汽轮机，该汽轮机包括所述的速关阀系统。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的速关阀系统，其速关阀采用空心的阀芯结构，提高了速关阀重力的分布的协调性，从而减少高压蒸汽的激振对阀体稳定性的影响；添加先导卸荷通路，减小蒸汽入口与蒸汽出口之间的压力差，降低阀碟与阀座分开时的开启力，从而可减小阀杆驱动机构的尺寸，进而减小速关阀的整体尺寸。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。图1是本专利技术实施例中速关阀系统停机状态的结构示意图；图2是本专利技术实施例中速关阀系统先导开启状态的结构示意图；图3是本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种速关阀系统，包括速关阀(100)及其液压驱动机构(200)；/n所述速关阀(100)包括外壳(11)、阀座(15)、阀芯及阀杆(14)，所述外壳(11)包括蒸汽入口和蒸汽出口，所述阀座(15)设置于蒸汽出口处且与蒸汽出口连通，所述阀芯设置于所述外壳(11)内且与所述阀座(15)正对，所述阀杆(14)的一端与所述阀芯连接，另一端贯穿所述外壳(11)后与所述液压驱动机构(200)连接；当所述阀杆(14)沿其轴向移动时，带动所述阀芯一同移动，使阀芯与阀座(15)分开或压堵配合，从而实现蒸汽入口和蒸汽出口之间的连通或阻断；其特征在于，/n所述阀芯包括一空心柱状结构的阀碟(12)，所述阀碟(12)的左端部与阀座(15)配合，阀碟(12)具有一内部空腔；/n所述阀碟(12)上设置有一用于连通蒸汽出口和阀碟(12)内部空腔的第一气孔(123)，所述阀杆(14)的头部与阀碟(12)活动连接并能够与所述第一气孔(123)压堵配合，阀杆(14)上套设有第一弹簧(142)，第一弹簧(142)的一端与阀碟(12)连接，第一弹簧(142)的另一端与阀杆(14)连接，该第一弹簧(142)赋予阀杆(14)的头部远离第一气孔(123)的趋势，当阀杆(14)的头部与第一气孔(123)压堵配合时能够阻断第一气孔(123)与阀碟(12)内部空腔的连通；/n所述阀碟(12)外套设有一套筒(13)，所述套筒(13)远离阀座(15)的一端固定于外壳(11)内壁上，当所述阀碟(12)沿所述套筒(13)的轴向移动时，所述阀碟(12)的至少一部分始终处于所述套筒(13)内；/n所述阀碟(12)或套筒(13)上设有用于连通蒸汽入口和阀碟(12)内部空腔的气流通道；/n所述液压驱动机构(200)包括液压缸(21)、第一阀门(22)、第二阀门(23)、第二弹簧(212)及油箱，所述液压缸(21)内设置活塞(211)，所述活塞(211)的左侧与所述阀杆(14)连接，所述活塞(211)的右侧通过第二弹簧(212)与所述液压缸(21)连接，所述液压缸(21)位于活塞(211)左侧的部分设置第一油路，位于活塞(211)右侧的部分设置第二油路，所述第一阀门(22)设置于第一油路上，所述第二阀门(23)设置于第二油路上；/n在停机状态下，第一阀门(22)与第二阀门(23)均关闭泄压，活塞(211)在第二弹簧(212)的作用下带动阀杆(14)左移到位，阀碟(12)与阀座(15)压堵配合，阀杆(14)的头部与阀碟(12)的第一气孔(123)压堵配合，蒸汽入口与蒸汽出口不连通；/n启动时，第一阀门(22)先开启，启动油进入第一油路，然后第二阀门(23)开启，速关油进入第二油路并驱动活塞(211)右移压缩第二弹簧(212)，并且活塞(211)带动阀杆(14)右移，阀碟(12)在第一弹簧(142)的作用下仍与阀座(15)压堵配合，先导行程开启，阀杆(14)的头部离开阀碟(12)的第一气孔(123)，小流量的蒸汽从蒸汽入口经由所述阀碟(12)或套筒(13)上的气流通道、阀碟(12)的内部空腔、第一气孔(123)和阀座(15)连通至蒸汽出口从而实现先导卸荷；活塞(211)和阀杆(14)继续右移，阀杆(14)带动阀碟(12)右移使得阀碟(12)与阀座(15)分离，蒸汽入口直接连通蒸汽出口。/n...

【技术特征摘要】
1.一种速关阀系统，包括速关阀(100)及其液压驱动机构(200)；
所述速关阀(100)包括外壳(11)、阀座(15)、阀芯及阀杆(14)，所述外壳(11)包括蒸汽入口和蒸汽出口，所述阀座(15)设置于蒸汽出口处且与蒸汽出口连通，所述阀芯设置于所述外壳(11)内且与所述阀座(15)正对，所述阀杆(14)的一端与所述阀芯连接，另一端贯穿所述外壳(11)后与所述液压驱动机构(200)连接；当所述阀杆(14)沿其轴向移动时，带动所述阀芯一同移动，使阀芯与阀座(15)分开或压堵配合，从而实现蒸汽入口和蒸汽出口之间的连通或阻断；其特征在于，
所述阀芯包括一空心柱状结构的阀碟(12)，所述阀碟(12)的左端部与阀座(15)配合，阀碟(12)具有一内部空腔；
所述阀碟(12)上设置有一用于连通蒸汽出口和阀碟(12)内部空腔的第一气孔(123)，所述阀杆(14)的头部与阀碟(12)活动连接并能够与所述第一气孔(123)压堵配合，阀杆(14)上套设有第一弹簧(142)，第一弹簧(142)的一端与阀碟(12)连接，第一弹簧(142)的另一端与阀杆(14)连接，该第一弹簧(142)赋予阀杆(14)的头部远离第一气孔(123)的趋势，当阀杆(14)的头部与第一气孔(123)压堵配合时能够阻断第一气孔(123)与阀碟(12)内部空腔的连通；
所述阀碟(12)外套设有一套筒(13)，所述套筒(13)远离阀座(15)的一端固定于外壳(11)内壁上，当所述阀碟(12)沿所述套筒(13)的轴向移动时，所述阀碟(12)的至少一部分始终处于所述套筒(13)内；
所述阀碟(12)或套筒(13)上设有用于连通蒸汽入口和阀碟(12)内部空腔的气流通道；
所述液压驱动机构(200)包括液压缸(21)、第一阀门(22)、第二阀门(23)、第二弹簧(212)及油箱，所述液压缸(21)内设置活塞(211)，所述活塞(211)的左侧与所述阀杆(14)连接，所述活塞(211)的右侧通过第二弹簧(212)与所述液压缸(21)连接，所述液压缸(21)位于活塞(211)左侧的部分设置第一油路，位于活塞(211)右侧的部分设置第二油路，所述第一阀门(22)设置于第一油路上，所述第二阀门(23)设置于第二油路上；
在停机状态下，第一阀门(22)与第二阀门(23)均关闭泄压，活塞(211)在第二弹簧(212)的作用下带动阀杆(14)左移到位，阀碟(12)与阀座(15)压堵配合，阀杆(14)的头部与阀碟(12)的第一气孔(123)压堵配合，蒸汽入口与蒸汽出口不连通；
启动时，第一阀门(22)先开启，启动油进入第一油路，然后第二阀门(23)开启，速关油进入第二油路并驱动活塞(211)右移压缩第二弹簧(212)，并且活塞(211)带动阀杆(14)右移，阀碟(12)在第一弹簧(142)的作用下仍与阀座(15)压堵配合，先导行程开启，阀杆(14)的头部离开阀碟...

【专利技术属性】
技术研发人员：王领，何雄飞，边荣柄，倪成良，严懿翔，步汉明，沈国杭，李鑫，
申请(专利权)人：浙江华元汽轮机械有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33