具有一体化的预启设计的组合的蒸汽轮机阀的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种组合的用于蒸汽轮机的新鲜蒸汽管路的快速关闭和调节阀，其中中心杆（11）构成为，使得在开启快速关闭阀锥（7）时通过如下方式产生卸压，即在输出室（4）和背部室（17）之间形成流体的连接部（16）。
【专利说明】具有一体化的预启设计的组合的蒸汽轮机阀
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于蒸汽轮机的调节-快速关闭-阀，具有阀壳体，弓I导缸在所述阀壳体内侧上凸出，所述引导缸的轴线相对于调节-快速关闭-阀的阀座同中心地设置，并且在所述引导缸中同心地以及在轴向上彼此不相关地可纵向移动地设置调节阀锥和快速关闭阀锥，其中调节阀锥相对于引导缸汽密地密封，其中快速关闭阀锥相对于引导缸汽密地密封，其中调节-快速关闭-阀具有输入压力室和相对于输入压力室可密封的输出压力室，其中构造有用于在朝向阀座的方向上预驱动快速关闭阀锥的中心杆。
【背景技术】
[0002]在蒸汽轮机构造中涡轮机阀是必需的，所述涡轮机阀必须能够满足高的热学的和机械的要求。在蒸汽电厂中，在蒸汽产生器中产生蒸汽，所述蒸汽具有相对高的温度和相对高的压强。因此例如在高于300bar的压强时出现高于620°C的温度。这样的高温和高压在蒸汽轮机的各个构件上而且在涡轮机阀上是巨大的负荷。通常，在新鲜蒸汽管路中分别设置快速关闭阀和调节阀。快速关闭阀在这里持久地开启并且调节阀调控蒸汽向蒸汽轮机的入流。存在如下情况，在所述情况中蒸汽输送必须突然被隔断。在这种情况中快速关闭阀突然地作出反应并且在毫秒内隔断蒸汽输送。已知的是，快速关闭阀和调节阀设置在阀壳体的内部。这节省了结构空间进而节省了生产和制造费用。
[0003]当然，在阀壳体中的这样紧凑的构造方式比分别具有快速关闭阀和调节阀的单独的实施方式在由设计决定方面更复杂。因此例如显示出下述挑战，即通过尽可能小的力再次开启关闭的快速关闭阀。
【发明内容】
[0004]基于该点，本发明目的在于，提出一种调节-快速关闭-阀，所述调节-快速关闭-阀通过较小的力能够开启所述快速关闭阀。
[0005]通过根据权利要求1所述的用于蒸汽轮机的调节-快速关闭-阀来实现所述目的。
[0006]所述目的此外通过用于运行调节-快速关闭-阀的方法来实现，其中调节-快速关闭-阀在阀壳体内部构造有快速关闭阀锥和调节阀锥，其中通过调节-快速关闭-阀，分隔开输入压力室与输出压力室，其中在开启快速关闭阀锥时建立输出压力室和设置在快速关闭阀锥后面的背部室之间的流体的连接部。
[0007]本发明从下述方面出发，即在蒸汽轮机阀的结构性的实施方案中，其中调节-和快速关闭阀在壳体中实施，产生相对大的阀体。此外本发明从此出发，即在关闭快速关闭阀时能够存在下述情况，即在快速关闭阀锥的后面释放一定体积而能够没有蒸汽伴流，这导致在该背部室中构成负压，所述负压改变力平衡到这样的程度，使得无干扰地关闭快速关闭阀锥可能受到妨碍。根据本发明，因此在背部室和输出压力室之间构成流体的连接部，所述背部室设置在快速关闭阀锥的后面。这意味着，压力在这两个室之间是一样大的。这意味着，这对用于使快速关闭阀锥运动的待应用的力产生影响。所述力因此能够是较小的。有利的改进方案在从属权利要求中给出。在一个有利的改进方案中，中心杆构成为，使得在关闭快速关闭阀锥时关闭在背部室和输出室之间的流体的连接部。因此用于关闭和开启快速关闭阀锥所必需的力能够被单独地影响。
[0008]在另一个有利的改进方案中，引导缸构成为，使得第二流体的连接部在背部室和输入压力室之间产生。因此提供另一个参数，以便影响在快速关闭阀锥上的力。在另一个有利的改进方案中，中心杆相对于快速关闭阀锥可移动地构成。这意味着，在中心杆和快速关闭阀锥之间的相对运动是可能的。在此，这特别被利用，以便在开启和关闭时建立或关闭流体的连接部。
[0009]在另一个有利的改进方案中，快速关闭阀锥具有第一压力平衡通道，可通过在中心杆中构成的预启锥封闭所述第一压力平衡通道以关闭快速关闭阀并且在开启快速关闭阀时可再次开启所述第一压力平衡通道，其中第一压力平衡通道形成压力室和输出室之间的流体的连接部。因此以有利的方式结构性地利用，在快速关闭阀锥中本身能够建立流体的连接部，所述流体的连接部通过预启锥和快速关闭阀锥之间的相对运动来实现。
[0010]在一个有利的改进方案中，引导缸具有第二压力平衡通道，所述第二压力平衡通道形成背部室和输入压力室之间的第二流体的连接部。因此同样能够以简单的结构性的方式建立背部室和输入压力室之间的流体的连接部。这通过在引导缸中简单构成的通道来实现。
[0011]在另一个有利的改进方案中，快速关闭阀锥设置在引导缸的内侧上。这意味着，快速关闭阀锥进而快速关闭阀设置在内部，并且调节阀围绕所述快速关闭阀设置。
[0012]在一个有利的改进方案中，快速关闭阀锥借助第一活塞环相对于引导缸汽密地构成。
[0013]同样，调节阀锥以有利的方式借助于第二活塞环相对于引导缸汽密地构成。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面根据附图描述本发明的实施例。这些附图应不按比例地示出实施例，相反，附图以示意性的和/或轻微变形的方式来实施。关于对由附图间接得出的教导的补充，在这里参照相关的现有技术。
[0015]附图详细地示出:
[0016]图1示出调节-快速关闭-阀的横截面视图。
【具体实施方式】
[0017]在图1中示出调节-快速关闭-阀I的横截面视图。调节-快速关闭-阀I基本上包括阀壳体2，其中在阀壳体2的内部设置组合的快速关闭-和调节-阀。在阀壳体2的内部设置输入压力室3和输出压力室4。蒸汽流入到输入压力室3中并且绕行到输出压力室4中。在完全地开启调节-快速关闭-阀I时，新鲜蒸汽的热力学的值在从输入压力室3到输出压力室4的路径上几乎不变。
[0018]在图1中所示出的实例中，新鲜蒸汽从输入压力室3向输出压力室4以90°转向。
[0019]在阀壳体2上设置容纳元件5。所述容纳元件5经由适当的连接汽密地与阀壳体2连接。阀壳体6构成为容纳用于阀杆的驱动器。
[0020]在输入压力室3和输出压力室4之间设置快速关闭阀锥7和调节阀锥8。在快速关闭阀锥7和调节阀锥8之间设置引导缸9，所述引导缸9在阀壳体内侧上凸出。引导缸9与容纳元件5 —体化地构成。
[0021 ] 在阀壳体2的内部构成阀座10，快速关闭阀锥7和调节阀锥8可接触于所述阀座。阀座10是单独的构件，所述构件能够通过适当的工具安置在阀壳体2的内部。不仅快速关闭阀锥7而且调节阀锥8设置在该阀座10上。引导缸9相对于该阀座10同中心地构成。快速关闭阀锥7和调节阀锥8同心地围绕引导缸9在轴向12上彼此不相关地纵向可移动地构成。对此设置中心杆11，所述中心杆在轴向12上可移动并且能够施加力到快速关闭阀锥7上。此外，如在图1中所示出的，示出了两个驱动杆13a和13b，所述驱动杆能够在轴向12上施加力到调节阀锥8上。在可替选的实施方式中，能够使用三个在环周上分布的驱动杆。
[0022]调节阀锥8相对于引导缸9汽密地密封。这通过第二活塞环对14来实现。快速关闭阀锥7同样通过第一活塞环对15相对于引导缸9汽密地密封。
[0023]输入压力室13可借助于快速关闭阀锥7和调节阀锥8相对于输出压力室4汽密地密封。
[0024]中心杆11构成为，使得在开启快速关闭阀锥7时产生背部室17和输出压力室4之间的流体的连接部16，所述背部室设置在快速关闭阀锥7的后面。如在图1中所示，这通过如下方式实现:
[0025]另一个构件18适配于快速关闭阀锥7，其中在该另一个构件18中实现流体的连接部16。流体的连接部16在这里通过在与中心杆连接的中心杆锥19和所述另一个构件18之间的相对运动产生。流体的连接部16在这里包括平行于轴向12设置的第一流动通道20和基本上垂直于所述轴向设置的第二流动通道21。第一流动通道20通入背部室17中。第二流动通道21通入输出室4中。第一流动通道20和第二流动通道21彼此流体连接。只要中心杆11向左运动，那么中心杆锥19也是这样同样向左运动并且开启在第二流动通道21和外部压力室4之间的流体的连接部。通过止挡22来限制所述开启，所述止挡通过另一个构件18中的突出部23来实现。突出部23和中心杆锥19在一定程度上相互碰撞。中心杆19的向左的进一步运动同样向左牵拉快速关闭阀锥7。所述过程在图1中在阀壳体2内部在轴向12下方所示出的布置中可见。
[0026]在轴向12的上方示出了在快速关闭阀锥7关闭期间的过程。在这里可以看出，能够相对于另一个构件18运动的中心杆锥19封闭在第二流动通道21和外部压力室4之间的流体的连接部。中心杆锥19的向右的进一步运动使得快速关闭阀锥7同样向右运动直至阀座10。在开启期间通过流体的连接部16，输出压力室4和背部室17之间的压力平衡是可能的。这意味着，压力在外部压力室4和背部室17之间是相同的。
[0027]引导缸9此外构成为，使得当调节阀开启时，在该引导缸中在背部室17和输入压力室3之间产生第二流体的连接部24。对此构成基本上平行于轴向12的第三流动通道25和垂直于所述轴向设置的第四流动通道26。第三流动通道25通入输入压力室3中并且第四流动通道26通入背部室17中。第一流动通道20和第二流动通道21也能够被称为压力平衡通道。因此实现了压力平衡，所述压力平衡对于完美地关闭快速关闭阀锥是必要的，因为在锥的后面可能出现负压，所述负压可能限制或者妨碍关闭。
[0028]流体的连接部24也能够被称为第二压力平衡通道。
[0029]由此，构成两个工作室(输入压力室23和输入压力室4)。通过中心杆锥19，快速关闭阀的快速关闭阀锥7卸压。在关闭的状态中，大的蒸汽力作用到快速关闭阀锥7上，所述大的蒸汽力由快速关闭阀锥7前面的和快速关闭阀锥7后面的压差导致。为了克服该蒸汽力开启快速关闭阀锥7，必须使用非常大的驱动器。为了避免该非常大的驱动器，快速关闭阀锥7实施成具有中心杆锥19。在开启时，首先相对小的中心杆锥19开启进而通过中心杆锥19有助于压力平衡。在此之后快速关闭阀锥7开启。因为在关闭时首先中心杆锥19关闭进而禁止背部室17的蒸汽输送，所以产生如下问题，即蒸汽不能经由活塞环流到快速关闭阀锥7的后面，以至于在释放快速关闭阀锥7的背部室中的体积的情况下构成负压。由此，力平衡被改变到如下程度，使得无干扰地关闭快速关闭阀锥7可能受到妨碍。通过第二流体的连接部24确保持久的蒸汽输送的方式来避开这个问题。
[0030]总的来说作用到调节阀锥8和快速关闭阀锥7上的蒸汽力减小。通过减小所述蒸汽力减小了驱动力并且阀杆的机械负荷总的来说下降。因此能够使用更小且更有利的驱动器和阀构件。
【权利要求】
1.一种用于蒸汽轮机的调节-快速关闭-阀(1)，具有阀壳体(2)，引导缸(9)在所述阀壳体内侧上凸出，所述引导缸的轴线相对于所述调节-快速关闭-阀(I)的阀座(10)同中心地设置，并且在所述引导缸中同心地以及在轴向(12)上彼此不相关地能纵向移动地设有调节阀锥(8)和快速关闭阀锥(7)， 其中所述调节阀锥(8)相对于所述引导缸(9)汽密地密封， 其中所述快速关闭阀锥(7 )相对于所述弓丨导缸(9)汽密地密封， 其中所述调节-快速关闭-阀(I)具有输入压力室(3)和能相对于所述输入压力室(3)密封的输出压力室(4), 其中构造有用于在朝向阀座(10)的方向上预驱动所述快速关闭阀锥(7)的中心杆(11)， 其特征在于， 所述中心杆(11)构成为，使得在开启所述快速关闭阀锥(7)时，在背部室(17)和所述输出压力室(4)之间产生流体的连接部(16)，所述背部室设置在所述快速关闭阀锥(7)的后面， 其中所述中心杆(11)相对于所述快速关闭阀锥(7)能移动地构成， 其中所述快速关闭阀锥(7)具有第一压力平衡通道，通过在所述中心杆(11)中构成的预启锥，在所述快速关闭阀关闭时能封闭所述第一压力平衡通道并且在所述快速关闭阀开启时能再次打开所述第一压力平衡通道，其中第一流动通道(20)在所述背部室(17)和所述输出室(4)之间形成所述流体的连接部(16)， 其中所述引导缸(9)具有第二压力`平衡通道，所述第二压力平衡通道在所述背部室(17)和所述输入压力室(3)之间形成第二流体的连接部(24)， 其中所述快速关闭阀锥(7)设置在所述引导缸(9)内侧上， 其中所述调节阀锥(8)设置在所述引导缸(9)外侧上。
2.根据权利要求1所述的调节-快速关闭-阀(1)， 其中所述中心杆(11)构成为，使得在所述快速关闭阀锥(7)关闭时在所述背部室(17)和所述输出室(4)之间的所述流体的连接部(16)被关闭。
3.根据权利要求1或2所述的调节-快速关闭-阀(1)， 其中所述引导缸(9)构成为，使得在所述背部室(17)和所述输入压力室(3)之间产生第二流体的连接部(24)。
4.根据上述权利要求之一所述的调节-快速关闭-阀(1)， 其中所述快速关闭阀锥(7)借助于第三活塞环对(15)相对于所述引导缸(9)汽密地构成。
5.根据上述权利要求之一所述的调节-快速关闭-阀(1)， 其中所述调节阀锥(8)借助于第二活塞环对(14)相对于所述引导缸(9)构成。
6.一种用于运行调节-快速关闭阀(I)的方法， 其中所述调节-快速关闭阀(I)在阀壳体(2)内部构造有快速关闭阀锥(7)和调节阀锥(8)， 其中借助于调节-快速关闭阀(I)使输入压力室(3)与输出压力室(4)分隔开， 其中在所述快速关闭阀锥(7 )开启时在所述输出压力室(4 )和设置在所述快速关闭阀锥(7)的后面的背部室(17)之间建立流体的连接部(16)， 其中开启所述调节阀锥(8)。
7.根据权利要求6所述的方法， 其中在关闭时，在所述输入室(3`)和所述背部室(17)之间建立流体的连接部(16)。
【文档编号】F16K3/26GK103502578SQ201280021087
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年4月12日 优先权日:2011年4月29日
【发明者】马克西米利安·尼德雷厄, 丹尼尔·怀特尔 申请人:西门子公司