專利名稱：速閉閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種速閉閥，尤其是用于蒸汽輪機(jī)的速閉閥，其中所述速閉閥設(shè)置在第一和第二壓力室之間，所述速閉閥具有設(shè)置在閥殼體內(nèi)的往復(fù)活塞桿以及包括至少一個(gè)與所述往復(fù)活塞桿連接的邊界面的行程容積，其中所述行程容積的出口通道配設(shè)有橫截面可變的孔板。此外，本發(fā)明涉及一種用于操作速閉閥的方法。
背景技術(shù)：
在蒸汽輪機(jī)中利用由在蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽的焓來(lái)產(chǎn)生機(jī)械能。為此，熱蒸汽通過(guò)多個(gè)導(dǎo)向葉片和葉輪葉片引導(dǎo)，其中導(dǎo)向葉片固定在導(dǎo)向葉片架或內(nèi)殼體上，即渦輪的不可移動(dòng)的定子上，并且葉輪葉片固定在轉(zhuǎn)子上，即渦輪的旋轉(zhuǎn)軸上。經(jīng)常通過(guò)借助于調(diào)節(jié)級(jí)(也稱為第一渦輪級(jí))的噴嘴調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)新鮮蒸汽供入蒸汽輪機(jī)。這樣的調(diào)節(jié)級(jí)通常具有不同大小的進(jìn)氣沖擊段，新鮮蒸汽分別經(jīng)由具有多個(gè)調(diào)節(jié)閥的新鮮蒸汽入口供給所述進(jìn)氣沖擊段。但是，這種調(diào)節(jié)閥也能夠以其它結(jié)構(gòu)形式存在。通過(guò)調(diào)節(jié)閥的不同的設(shè)置，蒸汽輪機(jī)能夠在多個(gè)部分負(fù)荷點(diǎn)下運(yùn)行，以及也能夠在屬于這些部分負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)載范圍內(nèi)運(yùn)行。為此，可連續(xù)地操縱的調(diào)節(jié)閥關(guān)閉或者完全地或可控地打開(kāi)。作為安全措施，通常在調(diào)節(jié)閥上游分別連接有速閉閥。因此，在調(diào)節(jié)閥失靈的情況下，例如能夠快速地中斷蒸汽供給，并且能夠使蒸汽輪機(jī)的切斷。在確定的運(yùn)行情況下，例如在調(diào)節(jié)閥在關(guān)閉方向上失靈時(shí)，可能導(dǎo)致在封閉的蒸汽管道內(nèi)的大的壓力沖擊負(fù)載。該問(wèn)題例如能夠在具有四個(gè)單獨(dú)的調(diào)節(jié)閥的蒸汽輪機(jī)中出現(xiàn)在調(diào)節(jié)閥失靈的情況下能夠?qū)е?，三個(gè)閥按規(guī)定關(guān)斷，而第四個(gè)閥保持打開(kāi)。由此導(dǎo)致通過(guò)剩余的閥的非常高的蒸汽質(zhì)量流，并且因此在通過(guò)速閉閥關(guān)斷時(shí)，導(dǎo)致在蒸汽管道內(nèi)的非常高的壓力沖擊。該問(wèn)題例如能夠如下得以解決，即通過(guò)在速閉閥的油驅(qū)動(dòng)中應(yīng)用特殊的分離是閥驅(qū)動(dòng)逐漸地變慢。例如能夠在出口通道的流動(dòng)路線上設(shè)置一系列的孔板，油流過(guò)所述孔板， 其中孔板相繼通過(guò)閉合的往復(fù)活塞桿遮蓋，使得在閥關(guān)閉時(shí)總孔板面的橫截面變小，并且因此增加了閥關(guān)閉時(shí)間。因此，雖然能夠降低在蒸汽管道內(nèi)的壓力沖擊，但是也在原本非臨界的運(yùn)行情況下以不希望的方式增加了速閉閥的總的關(guān)閉時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種速閉閥，尤其是用于蒸汽輪機(jī)的速閉閥，并且提供一種用于操作速閉閥的方法，所述方法在蒸汽輪機(jī)的所有運(yùn)行狀態(tài)下允許可靠的快速切斷，同時(shí)防止蒸汽管道的損壞，并且因此實(shí)現(xiàn)所述蒸汽輪機(jī)的特別高的使用壽命。在速閉閥方面，該目的如下得以實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)將孔板設(shè)計(jì)成，使得橫截面與在第一和第二壓力室之間的壓差有關(guān)。在此，本發(fā)明基于如下思想，在速閉閥在開(kāi)頭所述的故障情況下關(guān)閉時(shí)，通過(guò)降低壓力沖擊可達(dá)到蒸汽輪機(jī)的特別高的使用壽命。這可通過(guò)速閉閥的關(guān)閉時(shí)間的增加來(lái)達(dá)到，但是所述增加不應(yīng)在所有運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)，而是應(yīng)僅在所述故障情況下實(shí)現(xiàn)。在此，在故障情況下的高的關(guān)閉速度基本上歸因于在關(guān)閉期間在閥上，即在第一和第二壓力室之間出現(xiàn)極其高的壓差。基于如下認(rèn)識(shí)，即在速閉閥的關(guān)閉方向上的力在此與閥錐面積和在閥上的壓差的乘積成比例，為了即使在如此高的壓差的情況下也達(dá)到速閉閥的緩慢的關(guān)閉， 孔板應(yīng)設(shè)計(jì)成，使得橫截面不依據(jù)行程變化，而是依據(jù)在速閉閥上的壓差而變化。在此，在有利的實(shí)施方式中，孔板設(shè)計(jì)為，使得孔板的橫截面在壓差增加時(shí)減小。 因此能夠確保，在非常高的壓差的情況下，即在非常高蒸汽質(zhì)量流通過(guò)速閉閥時(shí)，達(dá)到速閉閥的特別緩慢的關(guān)閉，并且通過(guò)速閉閥的關(guān)斷降低在蒸汽管道內(nèi)所產(chǎn)生的壓力沖擊。因此， 關(guān)閉過(guò)程和在蒸汽管道內(nèi)的壓力梯度的減慢能夠防止在快速切斷蒸汽輪機(jī)時(shí)在蒸汽管道內(nèi)的損壞。在此，在速閉閥上的，即在第一壓力室和第二壓力室之間的壓差的測(cè)量應(yīng)通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置進(jìn)行，在所述第一壓力室和第二壓力室之間設(shè)置有速閉閥。在此有利的是，應(yīng)在第一壓力室和第二壓力室之間設(shè)置連接通道，在所述連接通道內(nèi)設(shè)置有與彈簧連接的滑閥。那么，依據(jù)在兩個(gè)壓力室之間的且然后同樣相應(yīng)地存在于滑閥的相對(duì)側(cè)上的壓差，滑閥克服彈簧的復(fù)位力移動(dòng)。那么，滑閥或彈簧的偏移為用于兩個(gè)壓力室的壓差的直接的度量。 因此能夠以特別簡(jiǎn)單的方式確定在第一和第二壓力室之間的壓差。在此，在另外的有利的實(shí)施方式中，滑閥與孔板機(jī)械連接。因?yàn)榛y的偏移為用于壓差的直接的機(jī)械信號(hào)，所以該偏移能夠通過(guò)機(jī)械裝置直接傳遞到孔板上。因此，彈簧或滑閥的偏移能夠直接傳遞到簡(jiǎn)單的滑閥孔板上，但是也可設(shè)想其它的機(jī)械的或電子控制的裝置。在方法方面，該目的如下得以實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)孔板的橫截面與在第一和第二壓力室之間的壓差有關(guān)。在此，在有利的實(shí)施方式中，關(guān)閉速度在壓差增加時(shí)變慢。有利的是，汽輪機(jī)和蒸汽輪機(jī)設(shè)備包括這樣的蒸汽輪機(jī)。借助本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)尤其在于，通過(guò)速閉閥的孔板設(shè)計(jì)成，使得橫截面與在第一和第二壓力室之間的壓差有關(guān)，僅在故障情況下且不在額定情況下達(dá)到速閉閥的關(guān)閉時(shí)間增加。因此，在故障情況下防止蒸汽輪機(jī)的蒸汽管道的損壞，而不必容忍在蒸汽輪機(jī)正常地快速關(guān)閉時(shí)關(guān)閉時(shí)間的增加。這引起尤其是在故障情況下在提高使用壽命的同時(shí)蒸汽輪機(jī)可靠地運(yùn)行。


借助于附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中示出圖1示出速閉閥；圖2示出具有帶有與行程有關(guān)的橫截面的孔板的速閉閥；圖3示意地示出具有帶有與壓力有關(guān)的橫截面的孔板的速閉閥；圖4示出孔板的作為壓差的函數(shù)的橫截面的圖示；圖5示出在故障情況下快速關(guān)閉閥時(shí)的蒸汽質(zhì)量流相對(duì)于時(shí)間的圖示；以及圖6示出在額定情況下蒸汽質(zhì)量流作為時(shí)間的函數(shù)的圖示。
具體實(shí)施例方式在所有圖中，相同的部件設(shè)置有相同的附圖標(biāo)記。圖1示出速閉閥1的驅(qū)動(dòng)，所述速閉閥能夠使第一壓力室2和第二壓力室4彼此相對(duì)封閉。為此，速閉閥包括往復(fù)活塞桿6，所述往復(fù)活塞桿設(shè)置在閥殼體8內(nèi)，并且能夠朝壓力室2、4的方向下降。此外，速閉閥1包括多個(gè)彈簧10，所述彈簧設(shè)置在閥殼體8的區(qū)域和相對(duì)置的彈簧座12之間，所述彈簧座與往復(fù)活塞桿6連接。圖1示出在觸發(fā)的狀態(tài)下，即壓力室2、4彼此相對(duì)封閉的狀態(tài)下的速閉閥1。在打開(kāi)的狀態(tài)下，彈簧10被預(yù)張緊，并且在速閉閥觸發(fā)的情況下，彈簧10的彈簧力使往復(fù)活塞桿6朝壓力室2、4的方向運(yùn)動(dòng)。為了調(diào)節(jié)關(guān)閉速度，速閉閥1包括行程容積14，所述行程容積在速閉閥1打開(kāi)的狀態(tài)下用油填充。在速閉閥1關(guān)閉時(shí)，即在往復(fù)活塞桿6運(yùn)動(dòng)時(shí)，油流過(guò)多個(gè)孔板16，所述孔板的橫截面基本上通過(guò)在往復(fù)活塞桿6的表面18和閥殼體8之間的距離來(lái)確定?，F(xiàn)在，由于往復(fù)活塞桿6的表面18的以及閥殼體8的在孔板16區(qū)域內(nèi)的錐形外形，在往復(fù)活塞桿 6關(guān)閉時(shí)，孔板橫截面變得更小，如在圖1的右側(cè)的放大的視圖中可看出。由于錐形的外形，位于更上面的孔板16較早地封閉，使得可能的是，在位于下面行程區(qū)域內(nèi)，油僅僅還流過(guò)剩余的孔板16，因此關(guān)閉速度降低。上面的放大圖示出在略為打開(kāi)的位置上的往復(fù)活塞桿6，而下面的圖示出在完全關(guān)閉的位置上的往復(fù)活塞桿6。在下面的圖中可清楚看出孔板16的變小的橫截面。為了進(jìn)一步減慢速閉閥1的關(guān)閉速度，能夠在閥殼體8內(nèi)設(shè)有其他出口孔20，如在圖2中所示。在此，在往復(fù)活塞桿6上安裝有封閉裝置22，所述封閉裝置與出口孔20形成橫截面可變的孔板。在往復(fù)活塞桿6關(guān)閉時(shí)，封閉裝置22向下運(yùn)動(dòng)，并且逐漸地封閉出口孔20，使得橫截面隨著往復(fù)活塞桿6的關(guān)閉而變得更小，并且因此降低關(guān)閉速度。該構(gòu)造不利的是，其增加了在每個(gè)運(yùn)行狀態(tài)下的關(guān)閉速度，而這樣緩慢的關(guān)閉速度完全不是必需的。因此，關(guān)閉速度，即孔板的橫截面的變小應(yīng)該與是否存在故障情況有關(guān)，也就是說(shuō)應(yīng)該與是否需要緩慢的關(guān)閉速度的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。為此，孔板的橫截面應(yīng)該與在壓力室2、4之間的壓差有關(guān)。為此如在圖3中所示，在壓力室2、4之間設(shè)置有連接通道對(duì)，在所述連接通道內(nèi)安裝有滑閥26，在所述滑閥上固定有彈簧觀。因此，壓差也作用在滑閥沈上，并且因此確定彈簧觀的偏移。因此，存在用于壓力室2、4之間的壓差的直接的機(jī)械信號(hào)。那么，該信號(hào)能夠直接機(jī)械地耦聯(lián)在速閉閥1的孔板30上，使得在第一壓力室2和第二壓力室4之間具有高的壓差的情況下并且在滑閥26具有大的偏移的情況下，孔板30的橫截面變小。因此，在速閉閥1的驅(qū)動(dòng)中的油流變慢，并且因此達(dá)到在臨界運(yùn)行狀態(tài)下，即大的壓差情況下的特別慢的關(guān)閉速度?，F(xiàn)在，圖4示出孔板30的用于模擬的相對(duì)橫截面32作為在第一壓力室2和第二壓力室4之間的壓差的函數(shù)。曲線36示出隨著壓力增加變得更小的橫截面32的變化曲線。現(xiàn)在，圖5示出，在臨界的運(yùn)行狀態(tài)下在速閉閥1關(guān)閉過(guò)程期間相對(duì)時(shí)間40的蒸汽質(zhì)量流38，也就是說(shuō)，由于高的壓差34而導(dǎo)致的相對(duì)高的蒸汽質(zhì)量流，用于圖1中的速閉閥1 (曲線42)、用于圖2中的速閉閥1 (曲線44)以及用于具有帶有與壓力有關(guān)的橫截面的
5孔板的速閉閥1，如在圖4中所示(曲線46)。相對(duì)于曲線42，在曲線44和46中，速閉閥1的關(guān)閉時(shí)間變長(zhǎng)。因此，孔板的與行程有關(guān)的橫截面和孔板的與壓力有關(guān)的橫截面示出在故障情況下的希望的表現(xiàn)。與行程有關(guān)的橫截面的明顯的優(yōu)點(diǎn)在圖6中表明。在這里，再次為在速閉閥1快速關(guān)閉過(guò)程期間相對(duì)時(shí)間的蒸汽質(zhì)量流38。在此，但是在這里不是故障情況，而是相對(duì)于在圖5中的情況具有非常小的蒸汽質(zhì)量流額定情況。相對(duì)于曲線42，在這里曲線46幾乎沒(méi)有位移，而曲線44再次表明關(guān)閉過(guò)程的明顯的延長(zhǎng)。因此，與在額定情況下的與行程有關(guān)的橫截面相比，具有帶有與壓力有關(guān)的橫截面的速閉閥的關(guān)閉時(shí)間明顯更短，這在額定情況下也是希望的。因此，這樣的速閉閥1能夠僅在臨界的運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)關(guān)閉速度的減慢，并且不影響在額定運(yùn)行下的可靠的功能。
權(quán)利要求
1.一種速閉閥(1)，尤其是用于蒸汽輪機(jī)的速閉閥，其中所述速閉閥(1)設(shè)置在第一和第二壓力室(2、4)之間，所述速閉閥具有設(shè)置在閥殼體(8)內(nèi)的往復(fù)活塞桿(6)以及包括至少一個(gè)與所述往復(fù)活塞桿(6)連接的邊界面的行程容積(14)，其中所述行程容積(14)的出口通道配設(shè)有橫截面可變的孔板(30)，其特征在于，所述孔板(30)設(shè)計(jì)成，使得所述橫截面與在所述第一和所述第二壓力室 (2,4)之間的壓差有關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的速閉閥(1)，其中所述孔板(30)設(shè)計(jì)成，使得所述孔板(30)的橫截面在所述壓差增加時(shí)減小。
3.如權(quán)利要求1或2所述的速閉閥(1)，其中在所述第一壓力室( 和所述第二壓力室(4)之間設(shè)置有連接通道(M)，在所述連接通道內(nèi)設(shè)置有與彈簧連接的滑閥06)。
4.如權(quán)利要求3所述的速閉閥(1)，其中所述滑閥06)與所述孔板(30)機(jī)械連接。
5.一種用于操作速閉閥(1)的，尤其是用于蒸汽輪機(jī)的速閉閥的方法，其中所述速閉閥(1)設(shè)置在第一和第二壓力室(2、4)之間，其中在閥殼體(8)內(nèi)構(gòu)成有往復(fù)活塞桿(6) 和行程容積，其中在所述行程容積(14)的出口通道內(nèi)配設(shè)有橫截面可變的孔板(30)，其特征在于，所述孔板(30)設(shè)計(jì)成，使得所述橫截面與在所述第一和所述第二壓力室 (2,4)之間的壓差有關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述速閉閥(1)具有能調(diào)節(jié)的關(guān)閉速度，其中所述關(guān)閉速度依據(jù)在所述第一和所述第二壓力室(2、4)之間的壓差調(diào)節(jié)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述關(guān)閉速度在所述壓差增加時(shí)變慢。
8.一種具有如權(quán)利要求1至4所述的速閉閥(1)的蒸汽輪機(jī)。
9.一種具有如權(quán)利要求8所述的蒸汽輪機(jī)的燃?xì)夂驼羝l(fā)電站。
10.一種借助如權(quán)利要求5或6所述的方法操作的速閉閥(1)在蒸汽輪機(jī)中的應(yīng)用。
全文摘要
一種速閉閥(1)，尤其是用于蒸汽輪機(jī)的速閉閥，其中所述速閉閥(1)設(shè)置在第一和第二壓力室(2、4)之間，所述速閉閥具有設(shè)置在閥殼體內(nèi)的往復(fù)活塞桿以及包括至少一個(gè)與所述往復(fù)活塞桿連接的邊界面的行程容積，其中所述行程容積的出口通道配設(shè)有橫截面可變的孔板(30)，應(yīng)在所述蒸汽輪機(jī)的所有運(yùn)行狀態(tài)下允許可靠的快速切斷，同時(shí)防止蒸汽管道的損壞，并且因此實(shí)現(xiàn)所述蒸汽輪機(jī)的特別高的使用壽命。為此，所述孔板(30)設(shè)計(jì)成，使得所述橫截面與在所述第一和所述第二壓力室(2、4)之間的壓差有關(guān)。
文檔編號(hào)F16K47/02GK102301170SQ201080006108
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月29日
發(fā)明者弗洛里安·希斯, 杰爾塔·齊默 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司