专利名称：速闭阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种速闭阀，尤其是用于蒸汽轮机的速闭阀，其中所述速闭阀设置在第一和第二压力室之间，所述速闭阀具有设置在阀壳体内的往复活塞杆以及包括至少一个与所述往复活塞杆连接的边界面的行程容积，其中所述行程容积的出口通道配设有横截面可变的孔板。此外，本发明涉及一种用于操作速闭阀的方法。
背景技术：
在蒸汽轮机中利用由在蒸汽发生器内产生的蒸汽的焓来产生机械能。为此，热蒸汽通过多个导向叶片和叶轮叶片引导，其中导向叶片固定在导向叶片架或内壳体上，即涡轮的不可移动的定子上，并且叶轮叶片固定在转子上，即涡轮的旋转轴上。经常通过借助于调节级(也称为第一涡轮级)的喷嘴调节来调节新鲜蒸汽供入蒸汽轮机。这样的调节级通常具有不同大小的进气冲击段，新鲜蒸汽分别经由具有多个调节阀的新鲜蒸汽入口供给所述进气冲击段。但是，这种调节阀也能够以其它结构形式存在。通过调节阀的不同的设置，蒸汽轮机能够在多个部分负荷点下运行，以及也能够在属于这些部分负荷点的负载范围内运行。为此，可连续地操纵的调节阀关闭或者完全地或可控地打开。作为安全措施，通常在调节阀上游分别连接有速闭阀。因此，在调节阀失灵的情况下，例如能够快速地中断蒸汽供给，并且能够使蒸汽轮机的切断。在确定的运行情况下，例如在调节阀在关闭方向上失灵时，可能导致在封闭的蒸汽管道内的大的压力冲击负载。该问题例如能够在具有四个单独的调节阀的蒸汽轮机中出现在调节阀失灵的情况下能够导致，三个阀按规定关断，而第四个阀保持打开。由此导致通过剩余的阀的非常高的蒸汽质量流，并且因此在通过速闭阀关断时，导致在蒸汽管道内的非常高的压力冲击。该问题例如能够如下得以解决，即通过在速闭阀的油驱动中应用特殊的分离是阀驱动逐渐地变慢。例如能够在出口通道的流动路线上设置一系列的孔板，油流过所述孔板， 其中孔板相继通过闭合的往复活塞杆遮盖，使得在阀关闭时总孔板面的横截面变小，并且因此增加了阀关闭时间。因此，虽然能够降低在蒸汽管道内的压力冲击，但是也在原本非临界的运行情况下以不希望的方式增加了速闭阀的总的关闭时间。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种速闭阀，尤其是用于蒸汽轮机的速闭阀，并且提供一种用于操作速闭阀的方法，所述方法在蒸汽轮机的所有运行状态下允许可靠的快速切断，同时防止蒸汽管道的损坏，并且因此实现所述蒸汽轮机的特别高的使用寿命。在速闭阀方面，该目的如下得以实现，即通过将孔板设计成，使得横截面与在第一和第二压力室之间的压差有关。在此，本发明基于如下思想，在速闭阀在开头所述的故障情况下关闭时，通过降低压力冲击可达到蒸汽轮机的特别高的使用寿命。这可通过速闭阀的关闭时间的增加来达到，但是所述增加不应在所有运行状态下实现，而是应仅在所述故障情况下实现。在此，在故障情况下的高的关闭速度基本上归因于在关闭期间在阀上，即在第一和第二压力室之间出现极其高的压差。基于如下认识，即在速闭阀的关闭方向上的力在此与阀锥面积和在阀上的压差的乘积成比例，为了即使在如此高的压差的情况下也达到速闭阀的缓慢的关闭， 孔板应设计成，使得横截面不依据行程变化，而是依据在速闭阀上的压差而变化。在此，在有利的实施方式中，孔板设计为，使得孔板的横截面在压差增加时减小。 因此能够确保，在非常高的压差的情况下，即在非常高蒸汽质量流通过速闭阀时，达到速闭阀的特别缓慢的关闭，并且通过速闭阀的关断降低在蒸汽管道内所产生的压力冲击。因此， 关闭过程和在蒸汽管道内的压力梯度的减慢能够防止在快速切断蒸汽轮机时在蒸汽管道内的损坏。在此，在速闭阀上的，即在第一压力室和第二压力室之间的压差的测量应通过简单的机械装置进行，在所述第一压力室和第二压力室之间设置有速闭阀。在此有利的是，应在第一压力室和第二压力室之间设置连接通道，在所述连接通道内设置有与弹簧连接的滑阀。那么，依据在两个压力室之间的且然后同样相应地存在于滑阀的相对侧上的压差，滑阀克服弹簧的复位力移动。那么，滑阀或弹簧的偏移为用于两个压力室的压差的直接的度量。 因此能够以特别简单的方式确定在第一和第二压力室之间的压差。在此，在另外的有利的实施方式中，滑阀与孔板机械连接。因为滑阀的偏移为用于压差的直接的机械信号，所以该偏移能够通过机械装置直接传递到孔板上。因此，弹簧或滑阀的偏移能够直接传递到简单的滑阀孔板上，但是也可设想其它的机械的或电子控制的装置。在方法方面，该目的如下得以实现，即通过孔板的横截面与在第一和第二压力室之间的压差有关。在此，在有利的实施方式中，关闭速度在压差增加时变慢。有利的是，汽轮机和蒸汽轮机设备包括这样的蒸汽轮机。借助本发明实现的优点尤其在于，通过速闭阀的孔板设计成，使得横截面与在第一和第二压力室之间的压差有关，仅在故障情况下且不在额定情况下达到速闭阀的关闭时间增加。因此，在故障情况下防止蒸汽轮机的蒸汽管道的损坏，而不必容忍在蒸汽轮机正常地快速关闭时关闭时间的增加。这引起尤其是在故障情况下在提高使用寿命的同时蒸汽轮机可靠地运行。
借助于附图详细阐述本发明的实施例。在附图中示出图1示出速闭阀；图2示出具有带有与行程有关的横截面的孔板的速闭阀；图3示意地示出具有带有与压力有关的横截面的孔板的速闭阀；图4示出孔板的作为压差的函数的横截面的图示；图5示出在故障情况下快速关闭阀时的蒸汽质量流相对于时间的图示；以及图6示出在额定情况下蒸汽质量流作为时间的函数的图示。
具体实施例方式在所有图中，相同的部件设置有相同的附图标记。图1示出速闭阀1的驱动，所述速闭阀能够使第一压力室2和第二压力室4彼此相对封闭。为此，速闭阀包括往复活塞杆6，所述往复活塞杆设置在阀壳体8内，并且能够朝压力室2、4的方向下降。此外，速闭阀1包括多个弹簧10，所述弹簧设置在阀壳体8的区域和相对置的弹簧座12之间，所述弹簧座与往复活塞杆6连接。图1示出在触发的状态下，即压力室2、4彼此相对封闭的状态下的速闭阀1。在打开的状态下，弹簧10被预张紧，并且在速闭阀触发的情况下，弹簧10的弹簧力使往复活塞杆6朝压力室2、4的方向运动。为了调节关闭速度，速闭阀1包括行程容积14，所述行程容积在速闭阀1打开的状态下用油填充。在速闭阀1关闭时，即在往复活塞杆6运动时，油流过多个孔板16，所述孔板的横截面基本上通过在往复活塞杆6的表面18和阀壳体8之间的距离来确定。现在，由于往复活塞杆6的表面18的以及阀壳体8的在孔板16区域内的锥形外形，在往复活塞杆 6关闭时，孔板横截面变得更小，如在图1的右侧的放大的视图中可看出。由于锥形的外形，位于更上面的孔板16较早地封闭，使得可能的是，在位于下面行程区域内，油仅仅还流过剩余的孔板16，因此关闭速度降低。上面的放大图示出在略为打开的位置上的往复活塞杆6，而下面的图示出在完全关闭的位置上的往复活塞杆6。在下面的图中可清楚看出孔板16的变小的横截面。为了进一步减慢速闭阀1的关闭速度，能够在阀壳体8内设有其他出口孔20，如在图2中所示。在此，在往复活塞杆6上安装有封闭装置22，所述封闭装置与出口孔20形成横截面可变的孔板。在往复活塞杆6关闭时，封闭装置22向下运动，并且逐渐地封闭出口孔20，使得横截面随着往复活塞杆6的关闭而变得更小，并且因此降低关闭速度。该构造不利的是，其增加了在每个运行状态下的关闭速度，而这样缓慢的关闭速度完全不是必需的。因此，关闭速度，即孔板的横截面的变小应该与是否存在故障情况有关，也就是说应该与是否需要缓慢的关闭速度的运行状态有关。为此，孔板的横截面应该与在压力室2、4之间的压差有关。为此如在图3中所示，在压力室2、4之间设置有连接通道对，在所述连接通道内安装有滑阀26，在所述滑阀上固定有弹簧观。因此，压差也作用在滑阀沈上，并且因此确定弹簧观的偏移。因此，存在用于压力室2、4之间的压差的直接的机械信号。那么，该信号能够直接机械地耦联在速闭阀1的孔板30上，使得在第一压力室2和第二压力室4之间具有高的压差的情况下并且在滑阀26具有大的偏移的情况下，孔板30的横截面变小。因此，在速闭阀1的驱动中的油流变慢，并且因此达到在临界运行状态下，即大的压差情况下的特别慢的关闭速度。现在，图4示出孔板30的用于模拟的相对横截面32作为在第一压力室2和第二压力室4之间的压差的函数。曲线36示出随着压力增加变得更小的横截面32的变化曲线。现在，图5示出，在临界的运行状态下在速闭阀1关闭过程期间相对时间40的蒸汽质量流38，也就是说，由于高的压差34而导致的相对高的蒸汽质量流，用于图1中的速闭阀1 (曲线42)、用于图2中的速闭阀1 (曲线44)以及用于具有带有与压力有关的横截面的
5孔板的速闭阀1，如在图4中所示(曲线46)。相对于曲线42，在曲线44和46中，速闭阀1的关闭时间变长。因此，孔板的与行程有关的横截面和孔板的与压力有关的横截面示出在故障情况下的希望的表现。与行程有关的横截面的明显的优点在图6中表明。在这里，再次为在速闭阀1快速关闭过程期间相对时间的蒸汽质量流38。在此，但是在这里不是故障情况，而是相对于在图5中的情况具有非常小的蒸汽质量流额定情况。相对于曲线42，在这里曲线46几乎没有位移，而曲线44再次表明关闭过程的明显的延长。因此，与在额定情况下的与行程有关的横截面相比，具有带有与压力有关的横截面的速闭阀的关闭时间明显更短，这在额定情况下也是希望的。因此，这样的速闭阀1能够仅在临界的运行状态下实现关闭速度的减慢，并且不影响在额定运行下的可靠的功能。
权利要求
1.一种速闭阀(1)，尤其是用于蒸汽轮机的速闭阀，其中所述速闭阀(1)设置在第一和第二压力室(2、4)之间，所述速闭阀具有设置在阀壳体(8)内的往复活塞杆(6)以及包括至少一个与所述往复活塞杆(6)连接的边界面的行程容积(14)，其中所述行程容积(14)的出口通道配设有横截面可变的孔板(30)，其特征在于，所述孔板(30)设计成，使得所述横截面与在所述第一和所述第二压力室 (2,4)之间的压差有关。
2.如权利要求1所述的速闭阀(1)，其中所述孔板(30)设计成，使得所述孔板(30)的横截面在所述压差增加时减小。
3.如权利要求1或2所述的速闭阀(1)，其中在所述第一压力室( 和所述第二压力室(4)之间设置有连接通道(M)，在所述连接通道内设置有与弹簧连接的滑阀06)。
4.如权利要求3所述的速闭阀(1)，其中所述滑阀06)与所述孔板(30)机械连接。
5.一种用于操作速闭阀(1)的，尤其是用于蒸汽轮机的速闭阀的方法，其中所述速闭阀(1)设置在第一和第二压力室(2、4)之间，其中在阀壳体(8)内构成有往复活塞杆(6) 和行程容积，其中在所述行程容积(14)的出口通道内配设有横截面可变的孔板(30)，其特征在于，所述孔板(30)设计成，使得所述横截面与在所述第一和所述第二压力室 (2,4)之间的压差有关。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述速闭阀(1)具有能调节的关闭速度，其中所述关闭速度依据在所述第一和所述第二压力室(2、4)之间的压差调节。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述关闭速度在所述压差增加时变慢。
8.一种具有如权利要求1至4所述的速闭阀(1)的蒸汽轮机。
9.一种具有如权利要求8所述的蒸汽轮机的燃气和蒸汽发电站。
10.一种借助如权利要求5或6所述的方法操作的速闭阀(1)在蒸汽轮机中的应用。
全文摘要
一种速闭阀(1)，尤其是用于蒸汽轮机的速闭阀，其中所述速闭阀(1)设置在第一和第二压力室(2、4)之间，所述速闭阀具有设置在阀壳体内的往复活塞杆以及包括至少一个与所述往复活塞杆连接的边界面的行程容积，其中所述行程容积的出口通道配设有横截面可变的孔板(30)，应在所述蒸汽轮机的所有运行状态下允许可靠的快速切断，同时防止蒸汽管道的损坏，并且因此实现所述蒸汽轮机的特别高的使用寿命。为此，所述孔板(30)设计成，使得所述横截面与在所述第一和所述第二压力室(2、4)之间的压差有关。
文档编号F16K47/02GK102301170SQ201080006108
公开日2011年12月28日 申请日期2010年1月12日 优先权日2009年1月29日
发明者弗洛里安·希斯, 杰尔塔·齐默 申请人:西门子公司