Клапан для регулирования расхода пара в паротурбинной установке Советский патент 1977 года по МПК F01D17/14 F16K1/12 

1

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для регулирования паровых турбин и дроссельно-охладительиых установок, в том числе судовых.

Известны клапаны для регулирования расхода пара в паротурбинной установке, содержащие корпус с седлом и чашку с разгрузочной камерой, иодсоединенной к полости за седлом через разгрузочный клапан, выполненный заодно с приводным штоком. Разгрузочный клапан установлен в разгрузочной камере, а в соединении чашки с приводным штоком имеется осевой зазор.

Ири перемещеиии штока вначале открывается разгрузочный клапан, уменьшая давление пара в разгрузочиой камере, затем разгрузочный клапан своим уступом касается чашки, и при дальнейшем перемещении штока чашка начинает открывать сечение для ирохода основного потока пара.

Размещение разгрузочного клапана в разгрузочной камере н нежесткое соединение чашки со штоком вызывают пульсацию чашки и препятствуют использованию достаточно большой степени разгрузки.

Известен также клапан для регулирования расхода пара в паротурбинной установке, где разгрузочный клапан установлен вне разгрузочной камеры и кииематически связан с приводным штоком.

При перемещении штока разгрузочный клапан перепускает пар из разгрузочной камеры в полость за седлом по специальной внешней магистрали.

Этот клапан является наиболее близким решением по своей технической сущности и достигаемому результату.

Отсутствие жесткого соединения чашки со штоком и в этом клапане не позволяет иметь

большую степень разгрузкп, и поэтому перестановочные усилия достаточно велики.

С целью уменьшения требуемых перестановочных усилий в предложеииом устройстве чашка клапана жестко закреплена на приводном штоке, а разгрузочная камера дополнительно соединена с полостью пониженного давления, например с полостью концевых уплотнений турбины, через канал, образованный корпусом и углублением на приводном

штоке.

На чертеже представлена конструкция клапана.

В корпусе 1 с запрессованным в него седлом 2 помешена чашка 3 регулпрующего клапана, жестко закрепленная на приводном штоке 4. Шток 4 может перемешаться сервоприводом в расточке проставки 5. Диа.метр DK разгрузочной камеры под клапаном может быть принят равным диаметру о посадки

клапана иа седло. В этом случае чашка клапана полностью разгружена от паровых сил.

Чашка 3 клапана при перемешении направляется поршневыми кольцами 6, вставленными в канавки проставки 5. На проставке 5 установлен разгрузочный клапан 7, тарелка 8 которого рычагом 9 прижимается (при закрытом регулируюш,ем клапане) к своему седлу. Рычаг 9 концом своим закреплен в установленной на пружине 10 опоре 11. Другой конец рычага 9 упирается в тарелку 8, снабженную пружиной 12. Магистралью 13 разгрузочная камера (камера иод чашкой 3 регулируюшего клапана) через отверстие 14 в проставке 5 и разгрузочный клапан 7 может соединяться с камерой за седлом регулируюшего клапана. Через отверстие 15, углубление 16 на штоке 4 и расточки 17 и 18 в проставке 5 разгрузочная камера сообщается (при закрытом клапане) с полостью, давление в которой близко к давлению за чашкой 3 регулируюш,его клапана. Шток 4, перемеидающий чашку 3, соединен с сервоприводом.

Таким образом, в разгрузочной камере при закрытом клапане устанавливается давление, равное давлению в полости концевых уплотнений турбины. При этом протечки пара через поршневые кольца 6 из разгрузочной камеры направляются в полость концевых уплотнений турбины. Так как это давление низкое, чашка 3 клапана практически разгружена от паровых сил. Паровое усилие, действующее на чашку клапана в этот момент, может быть легко преодолено уеилием сервопривода.

В этом положении пружины 10 и 12 поджаты и удерживаются в таком состоянии через рычаг 9 и шток 4 сервоприводом.

При перемеи1;ении штока 4 вместе с чашкой 3 клапана в сторону открытия клапана рычаг 9 освобождает сначала пружину 10, а затем пружину 12, иод воздейетвием которой открывается разгрузочный клапан 7.

При этом зазор а уменьшается. Величина зазора а должна быть выбрана такой, чтобы к моменту полного открытия разгрузочного клапана 7 зазор а еще не был равен нулю.

При дальнейшем иеремещении штока 4 зазор а выбирается полностью, разгрузочная камера разобщается с системой концевых уплотнений турбины, а разгрузка чашки 3 клапана от паровых усилий осуществляется через разгрузочный клапан 7.

При движении штока 4 с чашкой 3 а сторону открытия до момента, когда зазор а станет равным пулю, измепению расхода пара через регулирующий клапан не происходит, так как в начале профильной части чашки 3 имеется цилиндрический участок.

При неремещении штока 4 в сторону закры.тия клапана процесс происходит в обратном порядке.

В конце хода шток, уннраясь буртом в рычаг 9, поворачивает его вокруг опоры 11 и, сжимая иружину 12, закрывает разгрузочный клапан 7. После того, как полностью закроется разгрузочный клапан, рычаг, упираясь правым своим коицом, при дальнейшем перемешении штока 4 поворачивается и перемешает подпружиненную опору 11, сжи;м|ая пружину Ю.

При этом усилие сжатой иружины 10 должно превышать усилие сжатой пружины 12.

Величина усилия, развиваемого сервоприводом, определяется перепадом давлений пара на кланан, выбранной для данного клапана степенью разгрузки и усилием, необходимым для сжатия пружин сервопривода, так как жесткое соединение чашки с приводным штоком уменьшает опасность возникновения пульсаций, степень разгрузки может быть практически полной. Это уменьшает требуемые перестановочные усилия, сокращает размеры сервопривода, позволяет уменьшить количество клапанов в данной установке.

Формула изобретения

Клапаи для регулирования расхода пара в паротурбинной установке, содержаший корпус

с седлом и чашку с разгрузочной камерой, подсоединенной к полости за седлом через разгрузочный клапан, установлеииый вне разгрузочной камеры и кинематически связанный с приводным штоком, отличающийся тем,

что, с целью уменьшения требуемых перестановочных усилий, чашка клапана жестко закреплена на приводном штоке, а разгрузочная камера дополнительно соединена с полостью пониженного давления, например с полостью

концевых уплотнений турбины, через канал, образованный корпусом и углублением на приводном штоке.

15

11

13