限定平衡室的閥托架元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在本文中公開(kāi)的主題涉及由閥的托架(poppet)元件限定的平衡室，并且更特定地，涉及由高溫閥的托架元件限定的平衡室。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸汽渦輪控制和停止閥通常采用平衡室。在閥打開(kāi)情況下，平衡室內(nèi)的蒸汽通過(guò)均壓閥或托架閥排出，使得平衡室內(nèi)的壓力降低，并且需要更少的液壓力來(lái)打開(kāi)閥。
[0003]為了確保平衡室內(nèi)的壓力降低，通常盡可能減小在閥盤(pán)和平衡室的壁之間的間隙，其中，使用密封環(huán)來(lái)提供高質(zhì)量的密封特性。但是，由于為了確保閥無(wú)干擾地打開(kāi)和閉合而需要維持一些預(yù)定量的間隙，因而間隙縮小被限制。
[0004]在某些應(yīng)用中，平衡室可經(jīng)由螺釘固定至上頭部，并且在一些情況下，平衡室材料不同于上頭部材料。不同材料具有相應(yīng)不同的熱膨脹系數(shù)(CTE)，且因此，在產(chǎn)生熱時(shí)(即，當(dāng)蒸汽渦輪啟動(dòng)時(shí))，上頭部和平衡室以不同的速率膨脹。在穩(wěn)定狀態(tài)下，由于CTE的不同，在螺釘上產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，并且該彎曲應(yīng)力經(jīng)由剪切應(yīng)力傳遞至上頭部。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種閥的托架元件。托架元件相對(duì)閥的閥座可移動(dòng)，并且包括:平衡室壁，其與中心體限定平衡室，該中心體相對(duì)閥座局部地固定；上頭部；平衡室保持器，其具有與上頭部的熱膨脹系數(shù)相配合的熱膨脹系數(shù)(CTE);以及緊固元件，其布置為將平衡室保持器緊固至上頭部。平衡室保持器布置在中心體和平衡室壁之間，并且構(gòu)造為阻止熱負(fù)載從平衡室壁傳遞至緊固元件。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種功率設(shè)備閥，其包括相對(duì)閥座可移動(dòng)的托架元件。該托架元件包括:平衡室壁，其與中心體限定平衡室，該中心體相對(duì)閥座局部地固定；上頭部；平衡室保持器，其具有與上頭部的熱膨脹系數(shù)相配合的熱膨脹系數(shù)(CTE);以及緊固元件，其布置為將平衡室保持器緊固至上頭部。平衡室保持器布置在中心體和平衡室壁之間，并且構(gòu)造為阻止熱負(fù)載從平衡室壁傳遞至緊固元件。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種功率設(shè)備。功率設(shè)備包括鍋爐元件、蒸汽渦輪、管道、以及沿著管道布置的閥，管道布置為從鍋爐元件且朝向蒸汽渦輪傳輸蒸汽。閥包括閥座和托架元件，其相對(duì)閥座可移動(dòng)來(lái)打開(kāi)或閉合閥。托架元件包括:平衡室壁，其與中心體限定平衡室，該中心體相對(duì)閥座局部地固定；上頭部；平衡室保持器，其具有與上頭部的熱膨脹系數(shù)相配合的熱膨脹系數(shù)(CTE);以及緊固元件，其布置為將平衡室保持器緊固至上頭部。平衡室保持器布置在中心體和平衡室壁之間，并且構(gòu)造為阻止熱負(fù)載從平衡室壁傳遞至緊固元件。
[0008]本發(fā)明的第一技術(shù)方案為一種閥的托架元件，其能夠相對(duì)閥的閥座移動(dòng)，并且包括:平衡室壁，其與中心體限定平衡室，中心體相對(duì)閥座局部地固定；上頭部；平衡室保持器，其具有與上頭部的熱膨脹系數(shù)相配合的熱膨脹系數(shù)(CTE);以及緊固元件，其布置為將平衡室保持器緊固至上頭部，平衡室保持器布置在中心體和平衡室壁之間，并且構(gòu)造為阻止熱負(fù)載從平衡室壁傳遞至緊固元件。
[0009]本發(fā)明的第二技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第一技術(shù)方案中，平衡室保持器包括鍛造鉻12材料。
[0010]本發(fā)明的第三技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第一技術(shù)方案中，在上頭部和平衡室保持器之間提供間隙。
[0011]本發(fā)明的第四技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第一技術(shù)方案中，平衡室壁包括外凸緣，并且平衡室保持器包括下部，在變化的操作條件期間，下部鄰接并干涉外凸緣。
[0012]本發(fā)明的第五技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第一技術(shù)方案中，平衡室壁包括外凸緣，并且平衡室保持器包括下部，下部不論其熱膨脹或收縮均鄰接并干涉外凸緣。
[0013]本發(fā)明的第六技術(shù)方案為一種功率設(shè)備閥，包括能夠相對(duì)閥座移動(dòng)的托架元件，托架元件包括:平衡室壁，其與中心體限定平衡室，中心體相對(duì)閥座局部地固定；上頭部；平衡室保持器，其具有與上頭部的熱膨脹系數(shù)相配合的熱膨脹系數(shù)(CTE);以及緊固元件，其布置為將平衡室保持器緊固至上頭部，平衡室保持器布置在中心體和平衡室壁之間，并且構(gòu)造為阻止熱負(fù)載從平衡室壁傳遞至緊固元件。
[0014]本發(fā)明的第七技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第六技術(shù)方案中，平衡室保持器包括鍛造鉻12材料。
[0015]本發(fā)明的第八技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第六技術(shù)方案中，在上頭部和平衡室保持器之間提供間隙。
[0016]本發(fā)明的第九技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第六技術(shù)方案中，平衡室壁包括外凸緣，并且平衡室保持器包括下部，在變化的操作條件期間，下部鄰接并干涉外凸緣。
[0017]本發(fā)明的第十技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第六技術(shù)方案中，平衡室壁包括外凸緣，并且平衡室保持器包括下部，下部不論其熱膨脹或收縮均鄰接并干涉外凸緣。
[0018]本發(fā)明的第十一技術(shù)方案為一種功率設(shè)備，包括鍋爐元件、蒸汽渦輪、管道、以及沿著管道布置的閥，管道布置為從鍋爐元件且朝向蒸汽渦輪傳輸蒸汽，閥包括:閥座；以及托架元件，其能夠相對(duì)閥座移動(dòng)來(lái)打開(kāi)或閉合閥。托架元件包括:平衡室壁，其與中心體限定平衡室，中心體相對(duì)閥座局部地固定；上頭部；平衡室保持器，其具有與上頭部的熱膨脹系數(shù)相配合的熱膨脹系數(shù)(CTE);以及緊固元件，其布置為將平衡室保持器緊固至上頭部。平衡室保持器布置在中心體和平衡室壁之間，并且構(gòu)造為阻止熱負(fù)載從平衡室壁傳遞至緊固元件。
[0019]本發(fā)明的第十二技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第十一技術(shù)方案中，管道包括IP或HP管道。
[0020]本發(fā)明的第十三技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第十一技術(shù)方案中，管道布置為朝向蒸汽渦輪的IP或HP區(qū)段傳輸蒸汽。
[0021]本發(fā)明的第十四技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第^^一技術(shù)方案中，閥包括再加熱閥。
[0022]本發(fā)明的第十五技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第十一技術(shù)方案中，平衡室保持器包括鍛造鉻12材料。
[0023]本發(fā)明的第十六技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第十一技術(shù)方案中，在上頭部和平衡室保持器之間提供間隙。
[0024]本發(fā)明的第十七技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第十一技術(shù)方案中，平衡室壁包括外凸緣，并且平衡室保持器包括下部，在變化的操作條件期間，下部鄰接并干涉外凸緣。
[0025]本發(fā)明的第十八技術(shù)方案為，在本發(fā)明的第十一技術(shù)方案中，平衡室壁包括外凸緣，并且平衡室保持器包括下部，下部不論其熱膨脹或收縮均鄰接并干涉外凸緣。
[0026]從結(jié)合附圖的下列描述中，這些和其他優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0027]被認(rèn)為是本發(fā)明的主題在說(shuō)明書(shū)的結(jié)尾處的權(quán)利要求中被特別地指出且清楚地主張權(quán)利。本發(fā)明的前述和其他的特征和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合附圖進(jìn)行的下列詳細(xì)描述中是顯而易見(jiàn)的，其中:
圖1是蒸汽渦輪的一部分的示意圖；以及
圖2是根據(jù)實(shí)施例的用于與圖1的蒸汽渦輪一起使用的平衡室的側(cè)視示意圖。
[0028]詳細(xì)的描述參照附圖以示例方式說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。
[0029]附圖標(biāo)記:
10平衡室
20功率設(shè)備 21鍋爐元件
210HP區(qū)段
211IP區(qū)段
212LP區(qū)段 22內(nèi)部
23HP管道
24IP管道
25LP管道 26蒸汽渦輪 30組合閥
31入口管
32出口管 33閥組件
34閥座
35中心體
351可移動(dòng)構(gòu)件 352 主構(gòu)件 353管狀構(gòu)件 354內(nèi)凸緣 36托架元件 361上頭部 362平衡室壁 363 閥盤(pán) 364平衡室保持器 365外凸緣 366軸向突起 37環(huán)形空間(annulus)
38緊固構(gòu)件 39密封元件 40軸向面對(duì)表面 41徑向面對(duì)表面 42軸向面對(duì)表面 43徑向面對(duì)表面 50緊固元件 60下部
600內(nèi)軸向面對(duì)表面
601外軸向面對(duì)表面 61上部
610 內(nèi)徑向面對(duì)表面 611外徑向面對(duì)表面。
【具體實(shí)施方式】
[0030]雖然平衡室螺釘可遭受可經(jīng)由剪切應(yīng)力傳遞至上頭部的彎曲應(yīng)力，但在蒸汽渦輪的平衡室中，在某些情況下，彎曲應(yīng)力可處于可接受的參數(shù)內(nèi)。但是，當(dāng)蒸汽渦輪設(shè)計(jì)為用于在高溫狀況(例如，在1150° F下)內(nèi)的操作時(shí)，彎曲應(yīng)力可超出可接受的參數(shù)達(dá)某一程度，使得材料升級(jí)不足以阻止由在上頭部和平衡室的各自熱膨脹系數(shù)(CTE)之間的不同導(dǎo)致的損害，該不同可由通過(guò)設(shè)計(jì)需要、可制造性以及成本驅(qū)動(dòng)的用于上頭部和平衡室的不同材料的使用而引起。
[0031]因此，參照?qǐng)D1和圖2，提供平衡室10以在功率設(shè)備20中或在另一相似應(yīng)用中使用。如圖1所示，功率設(shè)備20包括形成為限定內(nèi)部22的鍋爐元件21，加熱的流體被引導(dǎo)入內(nèi)部22。該加熱的流體可包括例如燃?xì)鉁u輪排氣，其中，鍋爐元件21提供為布置在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪區(qū)段的下游的熱回收蒸氣發(fā)生器。
[0032]功率設(shè)備20還包括:高壓(HP)管道