具有一體化的預(yù)啟設(shè)計(jì)的組合的蒸汽輪機(jī)閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種組合的用于蒸汽輪機(jī)的新鮮蒸汽管路的快速關(guān)閉和調(diào)節(jié)閥，其中中心桿（11）構(gòu)成為，使得在開啟快速關(guān)閉閥錐（7）時(shí)通過如下方式產(chǎn)生卸壓，即在輸出室（4）和背部室（17）之間形成流體的連接部（16）。
【專利說明】具有一體化的預(yù)啟設(shè)計(jì)的組合的蒸汽輪機(jī)閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于蒸汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥，具有閥殼體，弓I導(dǎo)缸在所述閥殼體內(nèi)側(cè)上凸出，所述引導(dǎo)缸的軸線相對(duì)于調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥的閥座同中心地設(shè)置，并且在所述引導(dǎo)缸中同心地以及在軸向上彼此不相關(guān)地可縱向移動(dòng)地設(shè)置調(diào)節(jié)閥錐和快速關(guān)閉閥錐，其中調(diào)節(jié)閥錐相對(duì)于引導(dǎo)缸汽密地密封，其中快速關(guān)閉閥錐相對(duì)于引導(dǎo)缸汽密地密封，其中調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥具有輸入壓力室和相對(duì)于輸入壓力室可密封的輸出壓力室，其中構(gòu)造有用于在朝向閥座的方向上預(yù)驅(qū)動(dòng)快速關(guān)閉閥錐的中心桿。
【背景技術(shù)】
[0002]在蒸汽輪機(jī)構(gòu)造中渦輪機(jī)閥是必需的，所述渦輪機(jī)閥必須能夠滿足高的熱學(xué)的和機(jī)械的要求。在蒸汽電廠中，在蒸汽產(chǎn)生器中產(chǎn)生蒸汽，所述蒸汽具有相對(duì)高的溫度和相對(duì)高的壓強(qiáng)。因此例如在高于300bar的壓強(qiáng)時(shí)出現(xiàn)高于620°C的溫度。這樣的高溫和高壓在蒸汽輪機(jī)的各個(gè)構(gòu)件上而且在渦輪機(jī)閥上是巨大的負(fù)荷。通常，在新鮮蒸汽管路中分別設(shè)置快速關(guān)閉閥和調(diào)節(jié)閥。快速關(guān)閉閥在這里持久地開啟并且調(diào)節(jié)閥調(diào)控蒸汽向蒸汽輪機(jī)的入流。存在如下情況，在所述情況中蒸汽輸送必須突然被隔斷。在這種情況中快速關(guān)閉閥突然地作出反應(yīng)并且在毫秒內(nèi)隔斷蒸汽輸送。已知的是，快速關(guān)閉閥和調(diào)節(jié)閥設(shè)置在閥殼體的內(nèi)部。這節(jié)省了結(jié)構(gòu)空間進(jìn)而節(jié)省了生產(chǎn)和制造費(fèi)用。
[0003]當(dāng)然，在閥殼體中的這樣緊湊的構(gòu)造方式比分別具有快速關(guān)閉閥和調(diào)節(jié)閥的單獨(dú)的實(shí)施方式在由設(shè)計(jì)決定方面更復(fù)雜。因此例如顯示出下述挑戰(zhàn)，即通過盡可能小的力再次開啟關(guān)閉的快速關(guān)閉閥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于該點(diǎn)，本發(fā)明目的在于，提出一種調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥，所述調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥通過較小的力能夠開啟所述快速關(guān)閉閥。
[0005]通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于蒸汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥來實(shí)現(xiàn)所述目的。
[0006]所述目的此外通過用于運(yùn)行調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥的方法來實(shí)現(xiàn)，其中調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥在閥殼體內(nèi)部構(gòu)造有快速關(guān)閉閥錐和調(diào)節(jié)閥錐，其中通過調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥，分隔開輸入壓力室與輸出壓力室，其中在開啟快速關(guān)閉閥錐時(shí)建立輸出壓力室和設(shè)置在快速關(guān)閉閥錐后面的背部室之間的流體的連接部。
[0007]本發(fā)明從下述方面出發(fā)，即在蒸汽輪機(jī)閥的結(jié)構(gòu)性的實(shí)施方案中，其中調(diào)節(jié)-和快速關(guān)閉閥在殼體中實(shí)施，產(chǎn)生相對(duì)大的閥體。此外本發(fā)明從此出發(fā)，即在關(guān)閉快速關(guān)閉閥時(shí)能夠存在下述情況，即在快速關(guān)閉閥錐的后面釋放一定體積而能夠沒有蒸汽伴流，這導(dǎo)致在該背部室中構(gòu)成負(fù)壓，所述負(fù)壓改變力平衡到這樣的程度，使得無干擾地關(guān)閉快速關(guān)閉閥錐可能受到妨礙。根據(jù)本發(fā)明，因此在背部室和輸出壓力室之間構(gòu)成流體的連接部，所述背部室設(shè)置在快速關(guān)閉閥錐的后面。這意味著，壓力在這兩個(gè)室之間是一樣大的。這意味著，這對(duì)用于使快速關(guān)閉閥錐運(yùn)動(dòng)的待應(yīng)用的力產(chǎn)生影響。所述力因此能夠是較小的。有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。在一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，中心桿構(gòu)成為，使得在關(guān)閉快速關(guān)閉閥錐時(shí)關(guān)閉在背部室和輸出室之間的流體的連接部。因此用于關(guān)閉和開啟快速關(guān)閉閥錐所必需的力能夠被單獨(dú)地影響。
[0008]在另一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，引導(dǎo)缸構(gòu)成為，使得第二流體的連接部在背部室和輸入壓力室之間產(chǎn)生。因此提供另一個(gè)參數(shù)，以便影響在快速關(guān)閉閥錐上的力。在另一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，中心桿相對(duì)于快速關(guān)閉閥錐可移動(dòng)地構(gòu)成。這意味著，在中心桿和快速關(guān)閉閥錐之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是可能的。在此，這特別被利用，以便在開啟和關(guān)閉時(shí)建立或關(guān)閉流體的連接部。
[0009]在另一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，快速關(guān)閉閥錐具有第一壓力平衡通道，可通過在中心桿中構(gòu)成的預(yù)啟錐封閉所述第一壓力平衡通道以關(guān)閉快速關(guān)閉閥并且在開啟快速關(guān)閉閥時(shí)可再次開啟所述第一壓力平衡通道，其中第一壓力平衡通道形成壓力室和輸出室之間的流體的連接部。因此以有利的方式結(jié)構(gòu)性地利用，在快速關(guān)閉閥錐中本身能夠建立流體的連接部，所述流體的連接部通過預(yù)啟錐和快速關(guān)閉閥錐之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。
[0010]在一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，引導(dǎo)缸具有第二壓力平衡通道，所述第二壓力平衡通道形成背部室和輸入壓力室之間的第二流體的連接部。因此同樣能夠以簡單的結(jié)構(gòu)性的方式建立背部室和輸入壓力室之間的流體的連接部。這通過在引導(dǎo)缸中簡單構(gòu)成的通道來實(shí)現(xiàn)。
[0011]在另一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，快速關(guān)閉閥錐設(shè)置在引導(dǎo)缸的內(nèi)側(cè)上。這意味著，快速關(guān)閉閥錐進(jìn)而快速關(guān)閉閥設(shè)置在內(nèi)部，并且調(diào)節(jié)閥圍繞所述快速關(guān)閉閥設(shè)置。
[0012]在一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，快速關(guān)閉閥錐借助第一活塞環(huán)相對(duì)于引導(dǎo)缸汽密地構(gòu)成。
[0013]同樣，調(diào)節(jié)閥錐以有利的方式借助于第二活塞環(huán)相對(duì)于引導(dǎo)缸汽密地構(gòu)成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面根據(jù)附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。這些附圖應(yīng)不按比例地示出實(shí)施例，相反，附圖以示意性的和/或輕微變形的方式來實(shí)施。關(guān)于對(duì)由附圖間接得出的教導(dǎo)的補(bǔ)充，在這里參照相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)。
[0015]附圖詳細(xì)地示出:
[0016]圖1示出調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥的橫截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]在圖1中示出調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥I的橫截面視圖。調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥I基本上包括閥殼體2，其中在閥殼體2的內(nèi)部設(shè)置組合的快速關(guān)閉-和調(diào)節(jié)-閥。在閥殼體2的內(nèi)部設(shè)置輸入壓力室3和輸出壓力室4。蒸汽流入到輸入壓力室3中并且繞行到輸出壓力室4中。在完全地開啟調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥I時(shí)，新鮮蒸汽的熱力學(xué)的值在從輸入壓力室3到輸出壓力室4的路徑上幾乎不變。
[0018]在圖1中所示出的實(shí)例中，新鮮蒸汽從輸入壓力室3向輸出壓力室4以90°轉(zhuǎn)向。
[0019]在閥殼體2上設(shè)置容納元件5。所述容納元件5經(jīng)由適當(dāng)?shù)倪B接汽密地與閥殼體2連接。閥殼體6構(gòu)成為容納用于閥桿的驅(qū)動(dòng)器。
[0020]在輸入壓力室3和輸出壓力室4之間設(shè)置快速關(guān)閉閥錐7和調(diào)節(jié)閥錐8。在快速關(guān)閉閥錐7和調(diào)節(jié)閥錐8之間設(shè)置引導(dǎo)缸9，所述引導(dǎo)缸9在閥殼體內(nèi)側(cè)上凸出。引導(dǎo)缸9與容納元件5 —體化地構(gòu)成。
[0021 ] 在閥殼體2的內(nèi)部構(gòu)成閥座10，快速關(guān)閉閥錐7和調(diào)節(jié)閥錐8可接觸于所述閥座。閥座10是單獨(dú)的構(gòu)件，所述構(gòu)件能夠通過適當(dāng)?shù)墓ぞ甙仓迷陂y殼體2的內(nèi)部。不僅快速關(guān)閉閥錐7而且調(diào)節(jié)閥錐8設(shè)置在該閥座10上。引導(dǎo)缸9相對(duì)于該閥座10同中心地構(gòu)成。快速關(guān)閉閥錐7和調(diào)節(jié)閥錐8同心地圍繞引導(dǎo)缸9在軸向12上彼此不相關(guān)地縱向可移動(dòng)地構(gòu)成。對(duì)此設(shè)置中心桿11，所述中心桿在軸向12上可移動(dòng)并且能夠施加力到快速關(guān)閉閥錐7上。此外，如在圖1中所示出的，示出了兩個(gè)驅(qū)動(dòng)桿13a和13b，所述驅(qū)動(dòng)桿能夠在軸向12上施加力到調(diào)節(jié)閥錐8上。在可替選的實(shí)施方式中，能夠使用三個(gè)在環(huán)周上分布的驅(qū)動(dòng)桿。
[0022]調(diào)節(jié)閥錐8相對(duì)于引導(dǎo)缸9汽密地密封。這通過第二活塞環(huán)對(duì)14來實(shí)現(xiàn)?？焖訇P(guān)閉閥錐7同樣通過第一活塞環(huán)對(duì)15相對(duì)于引導(dǎo)缸9汽密地密封。
[0023]輸入壓力室13可借助于快速關(guān)閉閥錐7和調(diào)節(jié)閥錐8相對(duì)于輸出壓力室4汽密地密封。
[0024]中心桿11構(gòu)成為，使得在開啟快速關(guān)閉閥錐7時(shí)產(chǎn)生背部室17和輸出壓力室4之間的流體的連接部16，所述背部室設(shè)置在快速關(guān)閉閥錐7的后面。如在圖1中所示，這通過如下方式實(shí)現(xiàn):
[0025]另一個(gè)構(gòu)件18適配于快速關(guān)閉閥錐7，其中在該另一個(gè)構(gòu)件18中實(shí)現(xiàn)流體的連接部16。流體的連接部16在這里通過在與中心桿連接的中心桿錐19和所述另一個(gè)構(gòu)件18之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。流體的連接部16在這里包括平行于軸向12設(shè)置的第一流動(dòng)通道20和基本上垂直于所述軸向設(shè)置的第二流動(dòng)通道21。第一流動(dòng)通道20通入背部室17中。第二流動(dòng)通道21通入輸出室4中。第一流動(dòng)通道20和第二流動(dòng)通道21彼此流體連接。只要中心桿11向左運(yùn)動(dòng)，那么中心桿錐19也是這樣同樣向左運(yùn)動(dòng)并且開啟在第二流動(dòng)通道21和外部壓力室4之間的流體的連接部。通過止擋22來限制所述開啟，所述止擋通過另一個(gè)構(gòu)件18中的突出部23來實(shí)現(xiàn)。突出部23和中心桿錐19在一定程度上相互碰撞。中心桿19的向左的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)同樣向左牽拉快速關(guān)閉閥錐7。所述過程在圖1中在閥殼體2內(nèi)部在軸向12下方所示出的布置中可見。
[0026]在軸向12的上方示出了在快速關(guān)閉閥錐7關(guān)閉期間的過程。在這里可以看出，能夠相對(duì)于另一個(gè)構(gòu)件18運(yùn)動(dòng)的中心桿錐19封閉在第二流動(dòng)通道21和外部壓力室4之間的流體的連接部。中心桿錐19的向右的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)使得快速關(guān)閉閥錐7同樣向右運(yùn)動(dòng)直至閥座10。在開啟期間通過流體的連接部16，輸出壓力室4和背部室17之間的壓力平衡是可能的。這意味著，壓力在外部壓力室4和背部室17之間是相同的。
[0027]引導(dǎo)缸9此外構(gòu)成為，使得當(dāng)調(diào)節(jié)閥開啟時(shí)，在該引導(dǎo)缸中在背部室17和輸入壓力室3之間產(chǎn)生第二流體的連接部24。對(duì)此構(gòu)成基本上平行于軸向12的第三流動(dòng)通道25和垂直于所述軸向設(shè)置的第四流動(dòng)通道26。第三流動(dòng)通道25通入輸入壓力室3中并且第四流動(dòng)通道26通入背部室17中。第一流動(dòng)通道20和第二流動(dòng)通道21也能夠被稱為壓力平衡通道。因此實(shí)現(xiàn)了壓力平衡，所述壓力平衡對(duì)于完美地關(guān)閉快速關(guān)閉閥錐是必要的，因?yàn)樵阱F的后面可能出現(xiàn)負(fù)壓，所述負(fù)壓可能限制或者妨礙關(guān)閉。
[0028]流體的連接部24也能夠被稱為第二壓力平衡通道。
[0029]由此，構(gòu)成兩個(gè)工作室(輸入壓力室23和輸入壓力室4)。通過中心桿錐19，快速關(guān)閉閥的快速關(guān)閉閥錐7卸壓。在關(guān)閉的狀態(tài)中，大的蒸汽力作用到快速關(guān)閉閥錐7上，所述大的蒸汽力由快速關(guān)閉閥錐7前面的和快速關(guān)閉閥錐7后面的壓差導(dǎo)致。為了克服該蒸汽力開啟快速關(guān)閉閥錐7，必須使用非常大的驅(qū)動(dòng)器。為了避免該非常大的驅(qū)動(dòng)器，快速關(guān)閉閥錐7實(shí)施成具有中心桿錐19。在開啟時(shí)，首先相對(duì)小的中心桿錐19開啟進(jìn)而通過中心桿錐19有助于壓力平衡。在此之后快速關(guān)閉閥錐7開啟。因?yàn)樵陉P(guān)閉時(shí)首先中心桿錐19關(guān)閉進(jìn)而禁止背部室17的蒸汽輸送，所以產(chǎn)生如下問題，即蒸汽不能經(jīng)由活塞環(huán)流到快速關(guān)閉閥錐7的后面，以至于在釋放快速關(guān)閉閥錐7的背部室中的體積的情況下構(gòu)成負(fù)壓。由此，力平衡被改變到如下程度，使得無干擾地關(guān)閉快速關(guān)閉閥錐7可能受到妨礙。通過第二流體的連接部24確保持久的蒸汽輸送的方式來避開這個(gè)問題。
[0030]總的來說作用到調(diào)節(jié)閥錐8和快速關(guān)閉閥錐7上的蒸汽力減小。通過減小所述蒸汽力減小了驅(qū)動(dòng)力并且閥桿的機(jī)械負(fù)荷總的來說下降。因此能夠使用更小且更有利的驅(qū)動(dòng)器和閥構(gòu)件。
【權(quán)利要求】
1.一種用于蒸汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥(1)，具有閥殼體(2)，引導(dǎo)缸(9)在所述閥殼體內(nèi)側(cè)上凸出，所述引導(dǎo)缸的軸線相對(duì)于所述調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥(I)的閥座(10)同中心地設(shè)置，并且在所述引導(dǎo)缸中同心地以及在軸向(12)上彼此不相關(guān)地能縱向移動(dòng)地設(shè)有調(diào)節(jié)閥錐(8)和快速關(guān)閉閥錐(7)， 其中所述調(diào)節(jié)閥錐(8)相對(duì)于所述引導(dǎo)缸(9)汽密地密封， 其中所述快速關(guān)閉閥錐(7 )相對(duì)于所述弓丨導(dǎo)缸(9)汽密地密封， 其中所述調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥(I)具有輸入壓力室(3)和能相對(duì)于所述輸入壓力室(3)密封的輸出壓力室(4), 其中構(gòu)造有用于在朝向閥座(10)的方向上預(yù)驅(qū)動(dòng)所述快速關(guān)閉閥錐(7)的中心桿(11)， 其特征在于， 所述中心桿(11)構(gòu)成為，使得在開啟所述快速關(guān)閉閥錐(7)時(shí)，在背部室(17)和所述輸出壓力室(4)之間產(chǎn)生流體的連接部(16)，所述背部室設(shè)置在所述快速關(guān)閉閥錐(7)的后面， 其中所述中心桿(11)相對(duì)于所述快速關(guān)閉閥錐(7)能移動(dòng)地構(gòu)成， 其中所述快速關(guān)閉閥錐(7)具有第一壓力平衡通道，通過在所述中心桿(11)中構(gòu)成的預(yù)啟錐，在所述快速關(guān)閉閥關(guān)閉時(shí)能封閉所述第一壓力平衡通道并且在所述快速關(guān)閉閥開啟時(shí)能再次打開所述第一壓力平衡通道，其中第一流動(dòng)通道(20)在所述背部室(17)和所述輸出室(4)之間形成所述流體的連接部(16)， 其中所述引導(dǎo)缸(9)具有第二壓力`平衡通道，所述第二壓力平衡通道在所述背部室(17)和所述輸入壓力室(3)之間形成第二流體的連接部(24)， 其中所述快速關(guān)閉閥錐(7)設(shè)置在所述引導(dǎo)缸(9)內(nèi)側(cè)上， 其中所述調(diào)節(jié)閥錐(8)設(shè)置在所述引導(dǎo)缸(9)外側(cè)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥(1)， 其中所述中心桿(11)構(gòu)成為，使得在所述快速關(guān)閉閥錐(7)關(guān)閉時(shí)在所述背部室(17)和所述輸出室(4)之間的所述流體的連接部(16)被關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥(1)， 其中所述引導(dǎo)缸(9)構(gòu)成為，使得在所述背部室(17)和所述輸入壓力室(3)之間產(chǎn)生第二流體的連接部(24)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥(1)， 其中所述快速關(guān)閉閥錐(7)借助于第三活塞環(huán)對(duì)(15)相對(duì)于所述引導(dǎo)缸(9)汽密地構(gòu)成。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉-閥(1)， 其中所述調(diào)節(jié)閥錐(8)借助于第二活塞環(huán)對(duì)(14)相對(duì)于所述引導(dǎo)缸(9)構(gòu)成。
6.一種用于運(yùn)行調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉閥(I)的方法， 其中所述調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉閥(I)在閥殼體(2)內(nèi)部構(gòu)造有快速關(guān)閉閥錐(7)和調(diào)節(jié)閥錐(8)， 其中借助于調(diào)節(jié)-快速關(guān)閉閥(I)使輸入壓力室(3)與輸出壓力室(4)分隔開， 其中在所述快速關(guān)閉閥錐(7 )開啟時(shí)在所述輸出壓力室(4 )和設(shè)置在所述快速關(guān)閉閥錐(7)的后面的背部室(17)之間建立流體的連接部(16)， 其中開啟所述調(diào)節(jié)閥錐(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法， 其中在關(guān)閉時(shí)，在所述輸入室(3`)和所述背部室(17)之間建立流體的連接部(16)。
【文檔編號(hào)】F16K3/26GK103502578SQ201280021087
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月29日
【發(fā)明者】馬克西米利安·尼德雷厄, 丹尼爾·懷特爾 申請人:西門子公司