[发明专利]大可调比高压差蒸汽调节阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽轮机节流调节用的蒸汽调节阀，特别是一种调节范围大，可调比要求高，小流量时压差大，且调节精度高的蒸汽调节阀。

背景技术

汽轮机蒸汽调节阀用于调节汽轮机的进汽量，从而改变其输出，以满足不同负荷的需求。汽轮机的调节方式主要包括喷嘴调节和节流调节。其中节流调节是通过控制调节阀的开度实现蒸汽流量的调节。对于蒸汽调节阀，当通过阀门的蒸汽流量改变时，阀门后的压力也随之产生变化，二者成正比关系。在汽轮机处于低负荷工况时，为降低蒸汽流量，调节阀开度减小，此时阀门后的压力也相应下降，使阀门前后存在一定的压差。当阀后压力低于临界压力时，会产生超音速流动，而超音速汽流的冲刷作用会对滑阀、套筒等零件造成破坏，降低调节阀的使用寿命。

为降低汽流的冲蚀作用，在高压差状态下的调节阀通常可以采用多级降压式的结构。但该种结构虽然在高压差、小流量状态下具有良好的节流效果，却会在低压差、大流量状态下易产生较大的压力损失，使汽轮机的效率下降，而这种情况无疑是不愿被看到的。因此，如何使调节阀既能在高压差下满足抗冲蚀要求，又可在大流量时降低压损，是汽轮机节流调节的重点和难点。

发明内容

为了能够使汽轮机实现大范围工况的调节，并使调节阀在高压差、小流量工况时提高抗冲蚀性能，同时在大流量工况下压力损失较小，本发明提供了一种大可调比高压差蒸汽调节阀，该调节阀具有结构尺寸小，可调比大，抗冲蚀等优点，同时拥有良好的流量特性，可满足汽轮机较高精度的调节。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大可调比高压差蒸汽调节阀，包括套筒，滑阀，多级节流“鼠笼”，其特点是：滑阀底部圆环上设有第一级节流“鼠笼”，套筒的下部设有第二级节流“鼠笼”，套筒的外侧安装有第三级节流“鼠笼”结构。

“鼠笼”每一级由若干个节流小孔组成，第一级至最后一级节流“鼠笼”的通流面积逐渐增大；每相邻两级“鼠笼”的通流面积比大于蒸汽的临界压比，使蒸汽流速维持在亚音速状态。 

第一级节流“鼠笼”中节流小孔的数量由上至下逐渐增多并分布排列，使流量特性曲线成线性或等百分比趋势，以满足汽轮机的调节需求。

第一级节流“鼠笼”节流小孔的通流面积与第二级节流“鼠笼”节流小孔的通流面积相等但分布形式不同，在第二级节流“鼠笼”节流小孔全部开启时，其通流面积与第一级节流“鼠笼”所开启通流面积的比值大于蒸汽的临界压比，用于保证调节阀的流量特性光滑连续。

本发明的有益效果是：分段设计的调节阀在小开度时通过多级节流使蒸汽流动速度保持在较低的范围内，避免对零件的冲蚀，提高了调节阀的安全可靠性和使用寿命。在大开度时由套筒窗口和“鼠笼”结构共同完成流量调节，由于窗口的流动阻力较小，因此调节阀压力损失较低。通过对前两级小孔通流面积的巧妙设计，将两段独立的流量特性曲线良好的衔接起来，避免出现调节过程中的流量突变。

附图说明

图1是本发明的结构剖视图，

图2是第一级节流“鼠笼”全周展开图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的调节阀由阀体1、第一垫片2、套筒3、圆螺母4、止动垫片5、滑阀6、阀杆7、密封圈8、第二垫片9、螺栓10、螺母11、阀盖12、“鼠笼”结构13等主要零件组成。

滑阀底部圆环上设有第一级节流“鼠笼”，套筒3的下部设有第二级节流“鼠笼”，套筒3的外侧安装有第三级节流“鼠笼”。

每一级节流“鼠笼”由若干个节流小孔组成，第一级至最后一级节流“鼠笼”的通流面积逐渐增大，以保证汽流在经过各级小孔时压力缓慢下降，确保速度被控制在一定的范围内。

每相邻两级的节流“鼠笼”的通流面积比大于蒸汽的临界压比，使蒸汽流速维持在亚音速状态。 

第一级节流“鼠笼”中节流小孔的数量由上至下逐渐增多并分布排列，使流量特性曲线成线性或等百分比趋势，以满足汽轮机的调节需求。

第一级节流“鼠笼”节流小孔的通流面积与第二级节流“鼠笼”节流小孔的通流面积相等但分布形式不同，在第二级“鼠笼”节流小孔全部开启时，其通流面积与第一级“鼠笼”所开启通流面积的比值大于蒸汽的临界压比，用于保证调节阀的流量特性光滑连续。