侧排汽电磁泄压阀的锻焊阀体结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种阀门结构，具体涉及一种电站主蒸汽系统所使用的侧排汽电磁泄压阀阀体的结构形式。
【背景技术】
[0002]电磁泄压阀是电站主蒸汽(过热汽)系统的一种重要的安全泄压阀门，是一种以电磁铁等驱动装置驱动先导阀瓣泄放蒸汽而使主阀瓣动作的先导式阀门。作为主蒸汽安全阀的预启阀，电磁泄压阀用于在电站主蒸汽(过热汽)压力超过规定值时快速自动开启排放蒸汽，尽可能避免主蒸汽安全阀动作、减少安全阀的动作次数，从而维持主蒸汽安全阀的性能和可靠性、延长主蒸汽安全阀的使用和维修周期，使机组保持足够的安全保证能力，并保证机组的平衡和稳定运行，是火电机组的重要配套阀门和关键阀门。大容量的火电机组尤其是超超临界火电机组上所使用的电磁泄压阀，由于阀门是工作在温度多600°C、压力26?31MPa的极严苛的工况条件下，因而对阀门的设计、制造以及阀门的性能和可靠性提出了很高的要求。
[0003]目前先导式的电磁泄压阀从产品的结构型式来看主要有两类，一类是以美国康索里德(Dresser-Consolidated)和克罗斯比(Tyco-Crosby)等企业的产品为代表的美式结构(见图1)，采用主阀瓣密封面朝上、顶排汽、辅阀分体侧装的形式，主阀阀体多采用锻焊结构来进行设计和制造；另一类是以日本R野和东亚两公司的产品为代表的采用主阀瓣密封面朝下、左右双侧排气、主阀和辅阀整体式设计的结构。两种阀门结构类型的差异是基于阀体结构型式的不同而形成了整体结构不一样的产品结构。两种结构类型的电磁泄压阀产品相比较，主阀瓣密封面朝上、顶排汽、辅阀分体侧装的美式结构存在相对较多的缺陷，由这种结构型式而直接带来的产品的使用缺陷主要包括:1、由于蒸汽排放的原因，排气管和出口连接法兰的内腔会较快地氧化锈蚀，因为阀门为顶排汽结构，氧化皮等锈蚀产物会掉落或随冷凝水的流动而积聚在主阀瓣密封面附近，从而影响阀门密封；2、主阀瓣上端面会有凝结水溅滴甚至会积存凝结水，密封面内侧局部或整个密封面内侧与其余部位会因此而产生较大的温差而使密封面部位产生变形甚至开裂，导致阀门的使用受到影响；3、辅阀分体侧装的结构使主阀瓣至先导阀瓣之间的空间容积变得较大，导致先导阀瓣开启时上述空间蒸汽的排泄和先导阀瓣关闭后上述空间充盈蒸汽和压力升高而推动主阀瓣关闭的时间延长，即阀门从接到开阀、关阀信号到完成开阀、关阀动作的时间较长，尤其是关阀的动作时间会有较明显的延长，阀门的工作灵敏度降低，不利于保证机组的安全运行，同时关阀时间延迟导致启闭压差增大，也不利于保证机组效率；4、辅阀分体侧装结构导致辅阀的稳定性欠佳，阀门排汽时的强烈振动会影响辅阀和驱动装置的工作可靠性。目前在国内外火力发电机组上安装使用的先导式的电磁泄压阀产品多为这种类型的电磁泄压阀，其所存在的大量的使用问题中，不少问题宄其原因应归结为如上所述的由于产品结构型式的影响而带来的问题。而对于结构型式为主阀瓣密封面朝下、左右双侧排气、主阀和辅阀整体式设计的日式结构来说，由于排汽管的位置和方向以及主阀瓣密封面的方向不同于上述的美式结构，因而不存在排气管和出口连接法兰内腔的氧化锈蚀产物和凝结水对阀门密封所带来的严重影响，同时主辅阀整体式的结构也有利于提高阀门的响应速度，对主蒸汽安全阀和机组的安全运行提供更有效的保护，并有利于改善阀门的结构稳定性，保证阀门更可靠地工作。由于主阀瓣朝下、双侧排气、主辅阀整体式结构的阀体的流道结构较为复杂(见图2和图3，图3是图2的左向剖视图)，因而基于现有的产品设计技术，现行产品的阀体均采用铸件而未能按锻件来进行设计和制造。
[0004]对于配套安装于大容量火电机组如超(超)临界火电机组的高温高压阀门来说，阀体等承压件在设计和制造上应优先选用锻件来加工，使阀门具有更好的安全可靠性，尤其是对于超超临界机组主蒸汽系统所使用的阀门来说，承压件的材料只能选用F92钢，亦即阀体必须采用锻件来制造。如前所述，先导式的电磁泄压阀如采用锻钢阀体的话，按现有的产品设计技术阀门需按主阀瓣密封面朝上、顶排汽、辅阀分体侧装这一阀体流道结构较为简单的产品结构进行设计、制造，由此而带来的诸多的使用缺陷也大大影响了产品的可靠使用，阀门经常会因泄漏或其它使用故障而需要解体维修或更换配件，从而影响了机组和设备的正常运行并增加了维修工作量和维修成本，阀门频繁发生故障也给安全生产带来了较大隐患。鉴于此另一种替代性的阀门-气动快开硬密封球阀结构的产品(锻钢阀体)应运而生，国外火电机组配套阀门的生产厂家以及国内外电站用户转而较多地选择和采用这种硬密封球阀结构的产品作为主蒸汽系统的安全泄压阀。气动快开硬密封球阀结构的安全泄压阀在大量的使用中也暴露出诸多的问题，如:球体、阀座的碳化钨涂层容易脱落，导致严重内漏和卡涩；球体和阀座的涂层划伤或脱落后很难修复，备件更换成本高；气动驱动主阀动作的开启和关闭速度与电磁驱动辅阀相比还有较大差距，造成阀门的工作灵敏度低、启闭压差大；填料和垫片处受高温高压介质影响容易产生泄漏。产品使用状况同样堪忧，有时给机组运行和维修所带来的问题和影响甚至比先导式的电磁泄压阀更为严重。
[0005]主阀瓣朝下、双侧排气、主辅阀整体式设计的电磁泄压阀尽管在产品结构型式和使用性能方面存在较为明显的优势，但现行产品的铸钢阀体在结构上也存在缺点:由于阀门中腔密封结构设计的原因，阀体的中腔高度太高，不仅使阀体内腔的加工和阀座的焊接、研磨较为困难，不利于保证阀门的制造质量，也使维修时拆、装困难，阀门解体工作量大、花费时间长。
[0006]综上所述，现行大容量火电机组配套的电磁泄压阀由于产品的结构设计和制造原因而产生了诸多的使用缺陷，给火电机组的安全运行和设备的使用维修带来了不利的影响。电磁泄压阀已成为火电机组配套阀门中一直存在较严重问题的关键阀门之一，电磁泄压阀使用方面存在的诸多问题也成为长期困扰电站用户、要求产品设计制造厂家必须尽快和着力加以解决的产品技术问题。尤其是随着火电机组的容量越来越大、温压参数越来越高、自动化程度越来越完善，解决这一问题也变得越来越迫切。因此，如果能够针对结构更为合理的主阀瓣密封面朝下、左右双侧排气、主阀和辅阀整体式设计的电磁泄压阀结构而提出适合大容量火电机组配套使用的锻钢阀体的阀体结构，无疑会对解决电站用户面对电磁泄压阀产品的使用和维修问题时陷入无计可施、束手无策的窘境带来有益的帮助，对保证电站机组的安全、可靠、经济运行带来较为重要的影响。
【发明内容】
[0007]为了克服现有产品和技术所存在的上述的不足之处，本实用新型提出了一种全新的电磁泄压阀的锻焊阀体结构，其所要解决的技术问题是:针对现行的具有结构和使用性能优势、但阀体在设计和制造上只能以铸件作为毛坯来生产产品的主阀瓣朝下、双侧排气、主辅阀整体式设计的电磁泄压阀结构而提出一种锻钢材质的阀体结构，使先导式的电磁泄压阀产品能够在大容量火电机组尤其是在超临界和超超临界火电机组上安全、可靠、稳定地使用，解决长期困扰电站用户的电磁泄压阀产品的使用问题。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0009]一种侧排汽电磁泄压阀的锻焊阀体结构，所述的锻焊阀体为左右两侧均带有介质出口端的双侧排汽结构，阀体流道为自下侧的介质入口端向上经前后两侧的侧通道进入阀体中腔、排放时从位于阀体中腔下侧的阀座中间通孔向下再分流向左右两侧至介质出口端，亦即阀体的总体结构型式是与主阀瓣朝下、双侧排气、主辅阀整体式设计的电磁泄压阀的铸钢阀体的结构是对应的。该锻焊阀体结构的主要技术关键如下:
[0010]所述的锻焊阀体由阀体主体部分和位于其左、右两侧的排汽法兰及位于其前、后两侧的侧板在粗加工后焊接而成，焊后部分表面再经精加工后形成完整的侧排汽电磁泄压阀的锻焊阀体；阀体主体部分的中间部位的外形为方形结构，沿左右方向加工有贯通的圆形的排汽出口孔，在阀体主体部分的前、后侧，分别在上部加工有上侧水平通流孔、在下部加工有下侧水平通流孔，下侧水平通流孔使从阀体下端往上加工的入口通道孔与阀体主体部分的前后侧面贯通，上侧水平通流孔则使阀体的中腔与阀体主体部分的前后侧面贯通，在阀体主体部分前后侧面的下侧水平通流孔和上侧水平通流孔的孔口之间并加工有纵向通流槽，侧板焊接于阀体主体部分的前后侧面、对上侧水平通流孔和下侧水平通流孔两端孔口以及纵向通流槽进行封闭，侧板在其贴近阀体主体部分侧面的四边加工有焊接坡口，在侧板与阀体主体部分进行焊接后，纵向通流槽成为封闭的流道通过下侧水平通流孔和上侧水平通流孔使入口通道孔和阀体的中腔相连通。
[0011]为了更好地实现预期目的，本实用新型同时还附加下述进一步的技术方案:
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