一种汽轮机独立控制抽汽调节阀的制作方法

本发明涉及汽轮机阀门设备技术领域，尤其涉及一种汽轮机独立控制抽汽调节阀。

背景技术：

汽轮机是火力发电厂的主要设备，汽轮机进汽、排汽流量控制主要通过各种调节阀动作实现，其中抽汽调节阀是调节抽汽缸流量的阀门，负责二级持环、三级持环进汽流量。该阀可对应市场上设置有中压调节阀的机组。所不同的是，中压调节阀分别设置在中压缸两侧并设置有各自的进汽口和出汽口来控制流量。

常规抽汽调节阀或中压调节阀的阀杆与阀体之间采用阀套与阀杆相配合滑动和密封，阀套结构为通长结构，内孔喷涂司太立处理或氮化处理后与阀杆配合滑动，由于阀杆较长，长期运行后喷涂层脱落，直线度易超差，氧化皮严重，卡滞现象频繁。

常规抽汽调节阀或中压调节阀中零件阀座是过盈配合装配到阀体上，并堆焊固定，一般无法拆卸，长期运行后阀座损坏只能破拆更换新阀座，维修安装成本高，现场不易操作。

汽轮机机组运行过程中，要求阀杆、阀头相对于阀座不得转动，通常是在阀杆、阀头之间设置有防转键防转和定位销连接固定，该结构设计复杂，且长期运行后受过热蒸汽影响，连接位置氧化严重，造成拆卸及维修困难。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种汽轮机独立控制抽汽调节阀，通过并排紧凑布置的三套阀门共同协调蒸汽流量，满足汽轮机不同工况下运转需求。

发明采用的技术方案是：一种汽轮机独立控制抽汽调节阀，包括三个独立安装并联合工作的阀门a、阀门b和阀门c，阀门b为常开阀门，阀门a和阀门c为结构相同的常闭阀门；

所述阀门a包括阀座、阀体、导向阀套、导向杆和阀头，所述阀座为中空套筒结构，阀座的上部卡装在高压缸预设的阶梯槽内并部分伸出高压缸外，阀座的中部向下延伸至高压缸内部并沿侧壁周向开设进汽孔，阀座的下部配合卡装在高压缸内抽汽缸的进汽口处；所述阀体的下部间隙配合伸入阀座内并对应在阀体的上部，阀体对应阀座的顶面设置向外延伸的带有止口的盘状结构并与阀座卡装固定，止口的外侧向外延伸并设置用于与高压缸连接的带有法兰孔的法兰盘；所述阀体内的上部通过导向阀套安装与阀座同轴的上下滑动的导向杆；所述阀体内的下部设置安装连接在导向杆下端的滑动出入阀体的并且其下部与阀座下部内孔接触密封的阀头；所述导向杆的上端伸出导向阀套并通过联轴器连接油动机；

所述导向阀套安装在阀体上部端口开设的台阶孔状的导向孔内，导向阀套的上端安装下部通过螺纹旋紧在导向孔上部内侧壁、上部伸出导向孔外的锁紧螺母；

所述导向杆通过锁杆螺母连接阀头，导向杆的下端设置为台阶轴结构，锁杆螺母从导向杆顶部穿入并安装在导向杆下端台阶轴上，锁杆螺母下部的外侧壁通过外螺纹旋合在阀头顶部中心预设的螺纹盲孔内，锁杆螺母与阀头之间安装径向的用于固定及防松的定位销；

所述阀头的上部通过导向套筒安装在阀体导向孔下方的端孔内并沿导向套筒上下滑动；

所述阀头的下部伸出导向套筒底部并水平向外伸展后垂直向上回折为上部敞口的杯装结构，阀头的伸展段开设一圈轴向平衡通孔，阀头回折段的内侧壁与导向套筒外阀体预设的凸环滑动配合，阀头伸展段与回折段的连接处的外侧壁加工为与阀座下部内孔预设的圆弧面接触密封的圆弧密封面；

所述阀头沿轴线开设有中心通孔，导向杆下端台阶轴的下部开设与中心通孔连通的轴向汽孔，台阶轴的上部开设与轴向汽孔连通的径向汽孔，锁杆螺母的上部开设连通径向汽孔及阀头安装端孔内顶部的平衡汽孔；

所述阀门b与阀门a的结构相比增设有安装在锁紧螺母与联轴器之间的行程锁总成，行程锁总成的中心开设导向杆过孔，行程锁总成的下部套装在锁紧螺母上部并通过内螺纹旋紧锁紧螺母的伸出端，行程锁总成的顶面通过螺钉安装若干抵住联轴器底面以用于调整导向杆带动阀头离开阀座高度的可调垫片和垫板。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述阀头上部的外侧壁固定安装导向块，导向块上设置用于拆卸的顶出螺纹，导向套筒上开设与导向块配合的轴向导向槽。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述导向套筒为上小下大的台阶套筒，阀体配合开设的台阶孔端面安装定位销，导向套筒的台阶面对应开设定位槽，导向套筒的大头端沿轴向开设退出螺纹孔。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述阀体对应导向套筒大头端处设置与回折段内径配合的凸环，凸环中部的外侧壁开设延伸到底面的环槽，环槽内的上部安装活塞环和间隔环，间隔环的底面所对应的环槽侧壁开设一圈锁紧槽，锁紧槽内嵌装内侧通过铆钉紧固在凸环上、外侧托住间隔环的锁紧环。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述导向阀套包括若干组石墨环组以及压装在两端的碳压环衬套，碳压环衬套包括本体和嵌装在本体内部的石墨环。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述阀门a的锁紧螺母伸出导向孔的上部固定有用于提供旋紧力的调节扳手。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述联轴器包括主体、安全板和t型螺母，油动机的输出轴的下部通过螺纹配合安装在主体顶部中心预开设的螺纹孔内，主体的下部开设与螺纹孔贯通的前后通透的豁口槽，豁口槽的顶部卡装固定与油动机的输出轴底部预设的定向扁配装的安全板；安全板下方的豁口槽开设前后通透的垂直截面为t型的t型槽，t型槽内安装t型螺母，导向杆的上端通过螺纹安装在t型螺母中心预设的螺纹孔内，t型螺母的侧面安装径向伸入导向杆侧壁预设防转槽内的螺钉。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述定向扁为横截面是矩形的长方体，安全板的中心开设与定向扁匹配的定位槽，定位槽的槽边与定向扁的短边紧密配合，与定向扁的长边间隙配合。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述油动机通过中空的油动机阀柱固定连接阀体，油动机阀柱的两端通过带有止口结构的法兰盘和螺栓连接油动机和阀体；

所述主体的顶面安装隔热板，油动机阀柱的侧壁开设散热孔。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述锁紧螺母的上部为直径小于与行程锁总成配合段的螺纹内径的光杆螺母头，行程锁总成对应开设阶梯孔并设置为通过定位销定位并借助螺钉锁紧的对扣两半结构，行程锁总成的外侧壁开设便于拨动旋紧的拨孔。

采用上述技术，本发明的优点在于：

本发明公开了一种汽轮机独立控制抽汽调节阀的设计结构及控制功能，其采用模块式设计，由三个独立的调节阀体组成一个抽气调节阀，直接安装在高压缸本体上，进汽为高压缸内一级持环做功后的蒸汽。三个阀门的出汽口均连接高压缸内设置的抽汽缸部套，并通过抽汽缸部套输出蒸汽至二级持环及三级持环做功。每个阀门既能独立动作调节自身蒸汽流量，又能够共同协调蒸汽流量，满足汽轮机不同工况下的运转需求，其并排布置，结构紧凑，最大限度的节省安装空间，尤其适用于反动式汽轮机运行控制。

本发明中导向杆在导向阀套内上下滑动，通过设置导向阀套替代传统阀套采用超音速喷涂司太立技术以及氮化技术，有效避免了在长期运行后出现司太立脱落、掉层，硬化层寿命低、卡滞等问题。该导向阀套具有硬度低、耐高温、耐腐蚀、耐磨损的特性，有效的保护了阀杆的接触表面并提高了使用寿命。

本发明中采用了可更换的阀座结构，该阀座一端架设在高压缸上缸端口，另一端架设在阀体端面，该工艺可替代传统的堆焊固定阀座或过盈配合阀座等难拆卸甚至不可拆卸阀座，可满足现场检修时阀座快速返修或替换，大幅减少维修时间，降低维修成本。

本发明中导向杆和阀头为两体结构，阀头在导向套筒内滑动，阀杆在导向阀套内滑动，同时导向杆、阀头均设置有独立的防转结构，拆装维修更快捷。该模块化设计结构既可满足阀头部位所需流量的超大通径，又可满足现场停机检修快速拆解，进而减少维修时间，降低维修成本。

本发明中通过联轴器将油动机的输出轴与导向杆连接在一起，通过油动机阀柱将油动机与阀体连接在一起，既实现了阀门各件的有效连接。通过联轴器上设置的隔热板及其油动机阀柱上设置的散热孔，实现阻隔蒸汽热量对油动机的影响，保证其正常运转。

附图说明

图1为本发明阀门a、阀门c的结构示意图；

图2为图1中a的放大图；

图3为图1中b的放大图；

图4为本发明导向阀头的结构示意图；

图5为本发明联轴器与油动机的连接示意图；

图6为图1中e-e的剖视图；

图7为图1中d-d的剖视图；

图8为本发明阀门b的结构示意图；

图9为本发明行程锁总成的结构示意图；

图10为本发明阀门与高压缸、抽汽缸的连接示意图。

图中：1-阀座；111-进汽孔；

2-阀体；

3-导向阀套；301-石墨环组；302-碳压环衬套；303-锁紧螺母；304-调节扳手；

5-阀头；501-导向套筒；502-导向块；503-轴向导向槽；504-退出螺纹孔；505-平衡通孔；506-凸环；507-活塞环；508-间隔环；509-锁紧环；510-铆钉；511-锁杆螺母；512-轴向汽孔；513-径向汽孔；514-平衡汽孔；515-翻边特征；

6-高压缸；7-导向杆；

8-联轴器；801-主体；802-安全板；803-t型螺母；804-定向扁；805-隔热板；

9-油动机；901-油动机阀柱；902-散热孔；

10-行程锁总成；101-可调垫片；102-垫板；103-拨孔；

11-抽汽缸。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

如图1-10所示，一种汽轮机独立控制抽汽调节阀，包括三个独立安装在高压缸上联合工作的阀门a、阀门b和阀门c，阀门b位于中间且为常开阀门，并保持一定的阀门开度，阀门a和阀门c位于两端且结构相同均为常闭阀门。三个阀门的出汽孔对应抽汽缸11的三个进汽口并共同调节进汽流量大小以满足汽轮机二级、三级持环做功的需求。

如图1所示，所述阀门a包括阀座1、阀体2、导向阀套3、导向杆7和阀头5。

抽气调节阀与高压缸6、抽汽缸11的连接如图10所示，所述阀座1为中空套筒结构，阀座1的上部卡装在高压缸6预设的阶梯槽内并部分伸出高压缸6外，阀座1的中部向下延伸至高压缸6内部并沿侧壁周向开设进汽孔111，阀座1的下部配合卡装在高压缸6内抽汽缸11的进汽口处。所述阀体2的下部间隙配合伸入阀座1内并对应在阀体2的上部，阀体2对应阀座1的顶面设置向外延伸的带有止口的盘状结构并与阀座1卡装固定，止口的外侧向外延伸并设置用于与高压缸6连接的带有法兰孔的法兰盘。所述阀体2内的上部通过导向阀套3安装与阀座1同轴的上下滑动的导向杆7；所述阀体2内的下部设置阀头5，阀头5安装连接在导向杆7的下端并滑动出入阀体2，并且阀头5的下部与阀座1下部内孔接触密封，用于实现抽气调节阀的关闭与开启。所述导向杆7的上端伸出导向阀套3并通过联轴器8连接油动机9。

所述进汽孔111的数量为6-8个，进汽孔111的轴线与阀座1的轴线呈锐角角度，用于减少蒸汽汽阻以及增加蒸汽抽取流速。阀体2对应阀座1顶面的法兰孔中配装螺柱、螺母，将阀体2与高压缸6上缸固定，进而将阀体2卡装在阀座1上。

所述阀头5的上部为圆柱结构，其通过导向套筒501设置在阀体2内部开设的连通在导向孔下方的端孔内。阀头5沿导向套筒501上下滑动，通过设置导向套筒501，实现滑动定位功能。所述阀头5的轴线、阀座1的轴线、及阀体2的轴线同轴设置，保证导向套筒501与阀头5外侧壁滑动配合。阀头5上部的外侧壁通过螺钉安装导向块502，所述导向块502为矩形键，导向块502上设置用于拆卸的顶出螺纹，导向套筒501上沿竖直轴向开设与导向块502配合的轴向导向槽503，导向块502可沿轴向导向槽503上下移动，进而实现阀头5的防转功能。

所述导向套筒501以过盈配合方式热装到阀体2上，导向套筒501为上小下大的台阶套筒，阀体2的端面为配合导向套筒501的台阶孔端面，在台阶孔端面安装定位销，导向套筒501的台阶面对应开设定位槽，从而实现了导向套筒501的防转功能。导向套筒501的大头端沿轴向开设的退出螺纹孔504，在拆卸过程中退出螺纹孔504中拧入拆卸工装，拆卸工装顶住阀体2的台阶孔端面后将导向套筒501反向顶出。待导向套筒501安装就位后，可将其底部预设置的翻边特征515整体折弯并填充至阀体2对应处内孔开设的凹槽中，进而保证导向套筒501在机组运行过程中的稳固性。

所述阀头5的下部伸出导向套筒501底部并水平向外伸展后垂直向上回折为上部敞口的杯装结构，阀头5的伸展段开设一圈轴向平衡通孔505，导向套筒501外的阀体2上预设有凸环506，所述凸环506与阀头5回折段的内侧壁滑动配合。阀头5伸展段与回折段的连接处的外侧壁加工为与阀座1下部内孔预设的圆弧面接触密封的圆弧密封面，配合密封实现抽气调节阀的开启关闭。

阀头5与阀体2的连接如图2所示，所述阀体2对应导向套筒501小头端的直径小于阀头5回折段的内径，阀体2对应导向套筒501的大头端设置凸环506，所述凸环506与回折段内径配合。凸环506中部的外侧壁开设延伸到底面的环槽，环槽内的上部从上至下依次安装活塞环507和间隔环508。间隔环508的底面所对应的环槽侧壁开设一圈锁紧槽，锁紧槽内嵌装锁紧环509，所述锁紧环509的内侧通过铆钉510紧固在凸环506上、外侧托住间隔环508。通过间隔环508防护锁紧环509并挡住活塞环507的轴向窜动，活塞环507的外侧设置有高低斜坡，高端方向与阀座1方向相同，低端方向与阀座1方向相反，进而实现阀头5的回折段在前后移动过程中自润滑和密封功能。

阀头5与导向杆7的连接如图3所示，所述阀头5的顶端通过锁杆螺母511连接导向杆7，导向杆7的下端设置为内盲孔外光轴的台阶轴结构，锁杆螺母511从导向杆7顶部穿过并安装在导向杆7的台阶轴上。阀头5的顶部中心预设有螺纹盲孔，锁杆螺母511下部的外侧壁通过外螺纹旋合在螺纹盲孔内，当锁杆螺母511与阀头5旋紧后，于径向位置安装定位销。实现锁杆螺母511与阀头5的固定防松功能。

所述阀头5沿轴线开设有中心通孔，导向杆7下端台阶轴的下部开设与阀头的中心通孔连通的轴向汽孔512，台阶轴的上部开设与轴向汽孔512连通的径向汽孔513，锁杆螺母511的上部开设连通径向汽孔513及导向孔下方的平衡汽孔514。轴向汽孔512、径向汽孔513以及平衡汽孔514均是相通的，当阀头移动打开时，蒸汽自进汽孔111进入阀座1，并分流沿中心通孔一路流入平衡汽孔514，最终达到阀体2与导向套筒501之间，即阀体2下部端孔的顶部、导向孔下方位置，进而在工作状态下使阀头5与阀座1处、阀头5与阀体2处的蒸汽相通且压力相同，保证了阀头5以及导向杆7的行程动作正常。

导向阀套3的结构如图4所示，所述导向阀套3安装在阀体2上部端口开设的台阶孔状的导向孔内，通过导向阀套3用来实现滑动导向和蒸汽密封功能。所述导向阀套3包括若干组石墨环组301，所述石墨环组301由6-8组石墨密封环叠加组对而成，所述石墨环组301的两端压装有碳压环衬套302，对石墨环组301进行保护，碳压环衬套302包括材质选用耐热合金钢的本体和嵌装在本体内部的石墨环，石墨环具有硬度低、耐高温、耐腐蚀、耐磨损的特性，有效的保护了与导向杆7的接触表面并提高了使用寿命。所述位于上方的碳压环衬套302的上端面安装有锁紧螺母303，所述锁紧螺母303的下部通过螺纹旋紧在导向孔上部内侧壁、上部伸出导向孔外。

联轴器8与油动机9的连接如图5、图6所示，所述联轴器8包括主体801、安全板802和t型螺母803。所述油动机9的输出轴的下部设置有外螺纹，外螺纹的下端加工长方体定向扁804。主体801的顶部中心开设有螺纹孔，油动机9的输出轴的下部通过螺纹配合安装在螺纹孔内。主体801的顶面通过螺钉安装隔热板805，阻隔了阀体2工作状态下高温对油动机9的热传导。主体801的下部开设与螺纹孔贯通的前后通透的豁口槽，豁口槽的顶部卡装固定安全板802，所述安全板802的中心开设与定向扁804匹配的定位槽，定位槽的槽边与定向扁804的短边紧密配合，与定向扁804的长边间隙配合。通过安全板802与油动机9输出轴底部预设的定向扁804配装，实现了油动机9的输出轴与联轴器8的固定防转功能。

安全板802下方的豁口槽开设前后通透的垂直截面为t型的t型槽，t型槽内安装t型螺母803，t型螺母803的中心开设有螺纹孔，导向杆7的上端通过螺纹安装在螺纹孔内，通过联轴器8将导向杆7与油动机9输出轴的连接固定。t型螺母803的侧面安装径向螺钉，所述径向螺钉伸入导向杆侧壁预设的防转槽内，进而实现了导向杆7与t型螺母803的相对防转功能，所述防转槽为键槽或者为沉孔。

所述油动机9通过中空的油动机阀柱901固定连接阀体2，油动机阀柱901的两端通过带有止口结构的法兰盘和螺栓连接油动机9和阀体2，通过油动机9两端的止口结构定位后实现油动机9输出轴与导向杆7同轴。油动机阀柱901的侧壁开设散热孔902，所述散热孔902的数量为4-6个，散热孔902的形状为方孔或者圆孔，通过架设油动机阀柱901对高温进行快速散热处理，保证了油动机9的正常工作。

当油动机9与联轴器8拆卸时，通过油动机9撤回油动机9输出轴，联轴器8及导向杆7同时撤出，当联轴器主体801的底面离开阀体2顶面时，为撤出的最大位置。通过拆卸固定油动机阀柱901的螺栓、螺母，进而将联轴器8与油动机阀柱901、及油动机9一起沿安装t型螺母803的t型槽中脱离出来，继而满足了油动机9、联轴器8与导向杆7的拆卸。

阀门b的结构如图8所示，所述阀门b与阀门a的结构基本相同，不同在于还增设有行程锁总成10。行程锁总成如图9所示，所述行程锁总成10安装在锁紧螺母303与联轴器的主体801之间。行程锁总成10的中心开设导向杆过孔；行程锁总成10的下部套装在锁紧螺母303上部，并通过内螺纹旋紧锁紧螺母303的伸出端；行程锁总成10的顶面通过螺钉从下至上安装若干可调垫片101和垫板102，位于最上端的所述垫板102抵住主体801的底面，通过增减可调垫片101和垫板102的厚度，调整导向杆7带动阀头5离开阀座1的高度，从而调整阀门的开度。所述可调垫片101和垫板102是由不等厚度的多个不锈钢片组合而成。所述不锈钢片均为两半结构，厚度设置为0.15mm、0.2mm、0.5mm、3mm多种规格。

为了便于安装，所述锁紧螺母303的上部为直径小于与行程锁总成10配合段的螺纹内径的光杆螺母头，行程锁总成10对应开设卡装螺母头的卡孔，并且行程锁总成10对应开设阶梯孔并设置为对扣的两半结构。为保证行程锁总成10的内螺纹咬合对正，需要先将定位销插入销孔中进行定位，然后再用螺钉锁紧。行程锁总成10的外侧壁开设径向连通到螺母头侧壁的便于拨动旋紧的拨孔103，通过拨棍插入所述拨孔103中，实现行程锁总成10与锁紧螺母303的顺利旋紧固定。

调节扳手如图7所示，为了便于调整合适的压紧力，所述阀门a和阀门c的锁紧螺母303伸出导向孔的上部固定有调节扳手304，用于提供旋紧力。通过旋转调节扳手304一定角度，可将锁紧螺母303旋入阀体2中并压紧碳压环衬套302，提供合适匹配的压紧力，进而使导向杆7与阀体2滑动时的自润滑性和密封性达到最优。

本实施例所述的一种汽轮机独立控制抽汽调节阀，在工作过程中，阀门b为常开阀门，保证一定的进气量，阀门a和阀门c的油动机9通过联轴器8带动导向杆7在导向阀套3内上下移动，导向杆7带动阀头5在导向套筒501内上下移动，在阀头5向上移动过程中，阀头5的圆弧密封面离开阀座1的圆弧面，蒸汽从进汽孔111进入阀座1内，并输送至抽汽缸11内，通过调节阀头5与阀座1间距位置，达到调节蒸汽流量的目的。

以上所述仅为本发明较佳实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术构思加以等同替换或改变所得的技术方案，都应涵盖于本发明的保护范围内。