CN112815121B - 一种旁路减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门技术领域，公开了一种旁路减压阀，包括阀座、阀芯和阀笼，阀芯轴向活动装配在阀座内，阀座布置有进汽管和出汽管，阀座上具有与阀芯配合的密封台，阀芯的底面与密封台的顶面分别开设有相互适配的密封面，阀笼套装在阀芯的外部，阀笼上开设有供蒸汽通过的开孔，开孔为变径孔，开孔的内径沿进汽管至出汽管的方向逐渐憎大。旁路减压阀开启，湿蒸汽由进气管进入阀座内，在穿过阀笼的开孔时，由于阀笼上的开孔为变径孔，开孔的内径沿进汽管至出汽管的方向逐渐憎大，开孔靠近阀芯侧的压力较小，湿蒸汽通过开孔时的速度逐渐减弱，避免湿蒸汽的速度过快而形成涡流，减小对阀芯密封面的冲刷，减小该旁路减压阀受到的水蚀破坏。

Description

一种旁路减压阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，特别是涉及一种旁路减压阀。

背景技术

电厂采用汽轮机发电时，汽轮机旁路控制系统是现代单元机组热力系统的一个组成部分，当锅炉和汽轮机的运行情况不相匹配时，即锅炉产生的蒸汽量大于汽轮机所需要的蒸汽量时，多余部分可以不进入汽轮机而经过旁路减温减压后直接引入凝汽器，此时旁路减压阀对于蒸汽的减温减压具有重要作用。

如授权公告号为CN204512571U的中国专利公开的一种带自动定心阀芯的新型高低压旁路减温减压阀，包括阀体、阀盖及阀门支架组成的阀体组件，以及在阀体侧面的进口管和下部的出口管，还包括贯穿阀盖并插入阀体内腔的阀杆，阀杆下端连接预启阀；所述预启阀与主阀瓣内部密封面形成密封配合并与主阀瓣浮动连接；所述主阀瓣呈圆柱状态，完全套装在设置有节流调节笼的阀笼内；主阀座设置在阀笼下部的阀体内，所述主阀瓣主密封面下部设置有一段与主阀座内孔形成间隙配合的导向锥；所述出口管沿周安装有减温水喷嘴。该新型高低压旁路减温减压阀在工作时，高温高压过热蒸汽从进口管进入减压阀的腔体，当要求动作时，阀门的转动装置(外置)带动阀杆向外抽出，阀杆带动预启阀整体与阀座分离，分离瞬间由于进口管的压力高于阀后减温水管的压力，使过热蒸汽立马从阀笼向阀座冲击，最后通过阀芯节流调节罩向阀后减温水管流去，完成了减温减压的工作。

减压阀在长时间的使用后会出现内漏现象，在检修时发现，阀芯、阀座和阀笼的损伤部位基本都是阀门开度在25％以内的冲蚀痕迹。根据调研同类型电厂的实际情况分析，密封面受到湿蒸汽冲蚀和阀门小开度时，喉颈部位的局部蒸汽流速过高是引起高旁阀内漏的一个主要原因，并且大部分损伤是在机组启动阶段。由于经过高旁阀的蒸汽的过热度不够，大量的湿蒸汽经过阀门的缩颈，因水蚀冲刷而导致密封面受损，造成阀门关闭不严；机组启动后，在相应的损伤位置就会泄露，泄露产生的高速蒸汽流既会加剧阀芯和阀笼的损伤，又会在阀座密封面上形成损伤，而阀笼、阀芯和阀座的设计时无法防止水蚀破坏的，仅能在一定程度上减少水蚀破坏。

燃气机组启动阶段，旁路减压阀开度一般为10－25％，持续时间约为20分钟，此时机组处于小容积流量，先升压再升温，蒸汽过热度无法达到+10℃～+20℃的要求，蒸汽的过热度较低，进入阀门的蒸汽含有大量的水分。现有的减压阀开启后，蒸汽经过阀笼后对着阀芯的倾斜密封面流向阀座下游，由于高压旁路减压阀后直接连通凝汽器，出汽管的压力较低无法形成背压，湿蒸汽在经过阀笼出口和阀芯间隙时，蒸汽流速是瞬间上升的，在阀笼和阀芯的间隙中容易形成涡流，高速湿蒸汽中的水滴分子正对阀芯密封面斜角冲刷，这样对阀芯的斜角密封面破坏会比较大，增加水蚀破坏。

发明内容

本发明的目的是：提供一种旁路减压阀，以解决现有技术中的旁路减压阀的蒸汽经过阀笼出口和阀芯间隙时，流速上升而在阀笼和阀芯的间隙中形成涡流，增加了阀芯密封面的水蚀破坏的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种旁路减压阀，包括阀座、阀芯和阀笼，所述阀芯轴向活动装配在所述阀座内，所述阀座布置有进汽管和出汽管，所述阀座上具有与所述阀芯配合的密封台，所述阀芯的底面与所述密封台的顶面分别开设有相互适配的密封面，所述阀笼套装在所述阀芯的外部，所述阀笼上开设有供蒸汽通过的开孔，所述开孔为变径孔，开孔的内径沿所述进汽管至出汽管的方向逐渐憎大。

优选地，所述开孔为锥形孔，锥形孔的大径端朝向所述阀芯布置。

优选地，所述开孔有多个且均匀布置在所述阀笼的底部。

优选地，所述阀芯的底部还布置有节流罩，所述阀芯上的密封面布置在所述阀芯的外壁与所述节流罩的外壁之间。

优选地，所述节流罩的轴向长度不小于所述阀芯的轴向行程，所述节流罩上开设有供蒸汽通过的节流孔。

优选地，所述密封面为内侧向远离所述阀芯的方向倾斜的倾斜面，所述节流孔的内侧向远离所述阀芯的方向倾斜。

优选地，所述节流孔的延伸方向与所述密封面平行。

优选地，所述阀笼可拆装配在所述阀座内，所述阀笼与所述阀座之间布置有密封垫片。

优选地，所述阀芯包括芯座和与所述芯座可拆连接的阀杆，所述密封面布置在所述芯座的底端。

优选地，所述阀杆的底端嵌装在所述芯座内，所述芯座与所述阀杆之间布置有固定销。

本发明实施例一种旁路减压阀与现有技术相比，其有益效果在于：阀芯轴向移动使阀芯底部与密封台顶部的密封面相互分离，旁路减压阀开启，湿蒸汽由进气管进入阀座内，在穿过阀笼的开孔时，由于阀笼上的开孔为变径孔，开孔的内径沿进汽管至出汽管的方向逐渐憎大，开孔靠近阀芯侧的压力较小，湿蒸汽通过开孔时的速度逐渐减弱，避免湿蒸汽的速度过快而形成涡流，减小对阀芯密封面的冲刷，减小该旁路减压阀受到的水蚀破坏。

附图说明

图1是本发明的旁路减压阀的结构示意图；

图2是图1的旁路减压阀的阀芯的结构示意图。

图中，1、阀座；11、进汽管；12、出汽管；13、密封台；2、阀芯；21、芯座；22、阀杆；23、固定销；3、阀笼；31、开孔；4、密封面；5、节流罩；51、节流孔；6、密封垫片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的一种旁路减压阀的优选实施例，如图1至图2所示，该旁路减压阀包括阀座1、阀芯2和阀笼3，阀芯2轴向活动装配在阀座1内，阀笼3布置在阀芯2和阀座1之间，阀芯2轴向活动时可以开启或者关闭阀座1。

阀座1为该旁路减压阀的主体，阀座1的一侧成型有进汽管11、阀座1的底部成型有出汽管12，进汽管11与出汽管12相互垂直，出汽管12用于与凝汽器连接，进汽管11供湿蒸汽进入该旁路减压阀。

阀芯2包括芯座21和阀杆22，阀杆22与芯座21可拆连接，使阀芯2为可拆卸结构，便于后期对该旁路减压阀进行检测维修。阀杆22的顶端延伸至阀座1的外部，以便于外部的动作机构通过阀杆22驱动阀芯2移动。芯座21的顶部开设有中心孔，阀杆22的底端嵌装在芯座21的中心孔内，芯座21与阀杆22之间连接有固定销23，固定销23沿芯座21的径向延伸，固定销23的连接方式简单，当固定销23抽离后阀杆22与芯座21即可分离，拆卸方便。在其他实施例中，阀杆22与芯座21之间也可以采用螺纹连接。

阀座1内成型有密封台13，密封台13位于阀笼3的内侧、阀芯2的底部。密封台13的顶面、芯座21的底面分别开设有相互适配的密封面4，密封面4为倾斜面，密封面4的内侧向远离阀芯2的方向倾斜，可以增大密封面4的面积，从而提高密封效果。阀芯2移动至最底端时，芯座21、密封台13上的密封面4相互接触，关闭该旁路减压阀；阀芯2向上移动时，芯座21、密封台13上的密封面4相互分离，开启该旁路减压阀。

阀笼3布置在阀芯2与阀座1之间，阀笼3套装在阀芯2的外部，阀笼3与阀座1可拆装配，可拆装配为组装结构，在后期维修时，操作人员便于将阀笼3从阀座1上拆除，以对密封台13、阀芯2上的密封面4进行打磨。阀笼3的底部布置在密封台13的外壁与阀座1的主结构之间，阀笼3的顶端、底端与阀座1之间均布置有密封垫片6，由于阀笼3与阀座1可拆装配，密封垫片6可以增加阀座1与阀笼3之间的密封性，避免蒸汽从阀笼3与阀座1之间的缝隙泄露而出现内漏现象。

阀笼3上开设有供蒸汽通过的开孔31，开孔31为变径孔，开孔31的内径沿进汽管11至出汽管12的方向逐渐憎大。由于开孔31的内径沿湿蒸汽的流动方向逐渐增大，开孔31靠近阀芯2侧的压力较小，湿蒸汽通过开孔31时的速度逐渐减弱，避免湿蒸汽的速度过快而形成涡流，减小对阀芯2密封面4的冲刷，减小该旁路减压阀受到的水蚀破坏。

优选地，开孔31为锥形孔，锥形孔的大径端朝向阀芯2布置，开孔31有多个，多个开孔31均匀布置在阀笼3的底部，阀笼3的底部为湿蒸汽的流通路径，多个开孔31增加湿蒸汽的流通量。锥形孔作为标准孔加工方便，同时使开孔31的孔径均匀变化，湿蒸汽通过开孔31时速度变化均匀，湿蒸汽流通更为顺畅，减小旁路减压阀以及管道的震动。

阀芯2的底部还布置有节流罩5，阀芯2上的密封面4布置在阀芯2的外壁与节流罩5的外壁之间，以尽可能地增大密封面4的面积。节流罩5为筒形结构，节流罩5的外壁与密封台13的内壁接触，可以增加节流罩5与密封台13之间的密封性，避免湿蒸汽从节流罩5与密封台13之间的间隙流出。

节流罩5的轴向长度不小于阀芯2的轴向行程，节流罩5上开设有供蒸汽通过的节流孔51。在本实施例中，节流罩5的轴向长度大于阀芯2的轴向行程，在阀芯2移动至最顶部的位置时，节流罩5的底端与密封台13之间始终具有相互重叠的部分，湿蒸汽仅能从节流孔51中穿过而不会从节流罩5的底端截面处通过，从而保证湿蒸汽的流速保持恒定增加。

如果节流罩5的长度较小，湿蒸汽在穿过节流孔51与穿过节流罩5底部截面时的流速不同，湿蒸汽在出汽管12汇合后会产生紊乱，紊乱会增加管道的震动与噪音。现在节流罩5的长度增加后，阀芯2向上移动带动节流罩5向上移动时，节流罩5的底部截面始终位于密封台13的密封面4的下方，避免节流罩5突然断层而引起管道震动。

优选地，节流孔51为倾斜孔，节流孔51的内侧向远离阀芯2的方向倾斜，内侧为节流孔51靠近节流罩5的中心的一侧。倾斜孔可以减小节流罩5上的节流孔51的轴向与密封面4之间的角度，使高速的湿蒸汽经过节流孔51时更为顺畅；同时节流孔51也开避免与阀笼3上的开孔31直接相对，可以减少在燃机启动初期，因背压不足而可能出现的对于背离进气管一侧的密封面4的冲蚀。

在本实施例中，节流孔51的延伸方向与密封面4平行，即节流孔51的倾斜角度与密封面4的倾斜角度相同，节流孔51与密封面4之间不存在夹角，湿蒸汽可以平稳地由密封面4进入节流孔51，将紊乱减小至最低，进一步地减小振动。

综上，本发明实施例提供一种，其阀芯轴向移动使阀芯底部与密封台顶部的密封面相互分离，旁路减压阀开启，湿蒸汽由进气管进入阀座内，在穿过阀笼的开孔时，由于阀笼上的开孔为变径孔，开孔的内径沿进汽管至出汽管的方向逐渐憎大，开孔靠近阀芯侧的压力较小，湿蒸汽通过开孔时的速度逐渐减弱，避免湿蒸汽的速度过快而形成涡流，减小对阀芯密封面的冲刷，减小该旁路减压阀受到的水蚀破坏。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种旁路减压阀，其特征在于，包括阀座、阀芯和阀笼，所述阀芯轴向活动装配在所述阀座内，所述阀座布置有进汽管和出汽管，所述阀座上具有与所述阀芯配合的密封台，所述阀芯的底面与所述密封台的顶面分别开设有相互适配的密封面，所述阀笼套装在所述阀芯的外部，所述阀笼上开设有供蒸汽通过的开孔，所述开孔为变径孔，开孔的内径沿所述进汽管至出汽管的方向逐渐增大，所述开孔为锥形孔，锥形孔的大径端朝向所述阀芯布置，所述开孔有多个且均匀布置在所述阀笼的底部，所述阀芯的底部还布置有节流罩，所述阀芯上的密封面布置在所述阀芯的外壁与所述节流罩的外壁之间，所述节流罩的轴向长度不小于所述阀芯的轴向行程，所述节流罩上开设有供蒸汽通过的节流孔，所述密封面为内侧向远离所述阀芯的方向倾斜的倾斜面，所述节流孔的内侧向远离所述阀芯的方向倾斜，所述节流孔的延伸方向与所述密封面平行，所述阀笼可拆装配在所述阀座内，所述阀笼与所述阀座之间布置有密封垫片，所述阀芯包括芯座和与所述芯座可拆连接的阀杆，所述密封面布置在所述芯座的底端。

2.根据权利要求1所述的旁路减压阀，其特征在于，所述阀杆的底端嵌装在所述芯座内，所述芯座与所述阀杆之间布置有固定销。