CN114251512B - 一种低压侧密封的预启式多级减压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压侧密封的预启式多级减压装置，本发明在不开启状态时，第二阀瓣位于最上端，高压腔的压力为介质进口压力，低压腔的压力为出口压力。当阀杆驱动第二阀瓣下移，减压迷宫通道件从被第二阀瓣的遮挡状态变为导通状态，第二阀瓣两侧的压差逐渐消失，施加在阀杆上的推力小，能够长期稳定的工作。

Description

一种低压侧密封的预启式多级减压装置

技术领域

发明属于减压装置技术领域，具体涉及一种低压侧密封的预启式多级减压装置。

背景技术

目前的减压装置对于高压蒸汽存在严重问题。大压差下套筒产生冲刷损坏，串流造成压差不能均衡分配局部过大，没有解决好冲刷问题。同时，由于局部压差过大，流速过高产生噪声。随着发电厂灵活性改造的需求越来越迫切，许多情况下需要配置一种适应大压差、长期稳定工作的减压装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种低压侧密封的预启式多级减压装置，能够适应大压差，并且具有长期工作稳定的特点。

为了达到上述目的，本发明包括高压腔、低压腔和阀杆，高压腔内设置有套筒，高压腔和低压腔间开设有第一阀口，阀杆的一端设置有第一阀瓣，阀杆穿过低压腔和第一阀口，第一阀瓣置于套筒内，第一阀瓣底部连接托盘，阀杆外套设有第二阀瓣，第二阀瓣与阀杆间设置有第二阀口，托盘置于第二阀瓣内，托盘上开设有若干压差平衡口，套筒上设置有迷宫通道件，高压腔开设有进口，低压腔开设有出口。

第一阀瓣与第二阀瓣接触时，能够密封第二阀口。

第二阀瓣与低压腔接触时，能够密封第一阀口。

迷宫通道件包括沿竖向均布的若干迷宫通道。

迷宫通道包括通道本体，通道本体上设置有横向外侧圆孔，横向外侧圆孔的内端与横向外侧圆槽的上端相连，横向外侧圆槽的下端通过横向中部圆孔与横向内侧圆槽的下端相连，横向内侧圆槽的上端与横向内侧圆孔的内端相连。

横向内侧圆孔的直径为横向外侧圆孔的直径的两倍，横向内侧圆孔的下端与横向外侧圆孔的下端位于同一水平线上，横向内侧圆孔的直径大于横向中部圆孔的直径，横向外侧圆孔的长度、外侧圆槽的深度、横向中部圆孔的长度、内侧圆槽的深度以及横向内侧圆孔的长度相等。

高压腔的纵截面为方形，低压腔的纵截面为横向长方形，高压腔的上边与低压腔的下边等长且重合。

第二阀瓣的截面包括上部正等腰梯形和下部横向长方形，正等腰梯形的下端和横向长方形的上下端开通，正等腰梯形的下端与横向长方形的上端等长且重合；

第二阀瓣上部的正等腰梯形的上底小于第一阀口的宽度，第二阀瓣上部的正等腰梯形的下底大于第一阀口的宽度。

第一阀瓣的纵截面包括上部正等腰梯形和下部横向长方形，正等腰梯形的下端与横向长方形的上端等长且重合，横向长方形的横向长度大于第二阀口的宽度。

低压腔的上端中心孔壁与阀杆外壁之间设置有密封装置。

与现有技术相比，本发明在不开启状态时，第二阀瓣位于最上端，高压腔的压力为介质进口压力，低压腔的压力为出口压力。当阀杆驱动第二阀瓣下移，减压迷宫通道件从被第二阀瓣的遮挡状态变为导通状态，第二阀瓣两侧的压差逐渐消失，施加在阀杆上的推力小，能够长期稳定的工作。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明迷宫通道结构示意图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是迷宫通道件分布展开示意图；

其中，1、进口，2、高压腔，3、套筒，4、第二阀瓣，5、平衡腔，6、迷宫通道件，7、出口，8、低压腔，9、第二阀口，10、第一阀口，11、阀杆，12、密封装置，13、第一阀瓣，14、托盘，15、压差平衡口，21、横向外侧圆孔，22、横向外侧圆槽，23、横向内侧圆孔，24、横向中部圆孔，25、横向内侧圆槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见图1，本发明包括高压腔2、低压腔8和阀杆11，高压腔2内设置有套筒3，高压腔2和低压腔8间开设有第一阀口10，阀杆11的一端设置有第一阀瓣13，阀杆11穿过低压腔8和第一阀口10，第一阀瓣13置于套筒3内，第一阀瓣13底部连接托盘14，阀杆11外套设有第二阀瓣4，第二阀瓣4与阀杆11间设置有第二阀口9，托盘14置于第二阀瓣4内，托盘14上开设有若干压差平衡口15，套筒3上设置有迷宫通道件6，高压腔2开设有进口1，低压腔8开设有出口7。低压腔8的上端中心孔壁与阀杆11外壁之间设置有密封装置12，密封装置12可采用填料函、填料、压盖、螺栓组件。

迷宫通道件6包括沿竖向均布的若干迷宫通道。迷宫通道包括通道本体，通道本体上设置有横向外侧圆孔21，横向外侧圆孔21的内端与横向外侧圆槽22的上端相连，横向外侧圆槽22的下端通过横向中部圆孔24与横向内侧圆槽25的下端相连，横向内侧圆槽25的上端与横向内侧圆孔23的内端相连。

参见图2和图3，横向内侧圆孔23的直径为横向外侧圆孔21的直径的两倍，横向内侧圆孔23的下端与横向外侧圆孔21的下端位于同一水平线上，横向内侧圆孔23的直径大于横向中部圆孔24的直径，横向外侧圆孔21的长度、外侧圆槽的深度、横向中部圆孔24的长度、内侧圆槽的深度以及横向内侧圆孔23的长度相等。迷宫通道为多折弯结构，且出口大于入口，介质在通过每一折弯过程中都产生撞击与涡流，消耗动能和压差，总压差分解成多级承担，降低了破坏力(冲刷、噪声)。

参见图4，本发明的迷宫通道的设计原则是根据“亚临界流动”原则设计的。所谓“亚临界流动”就是蒸汽流速在亚音速以下流动，也就是出口进口压力之比小于临界压力比。例如过热蒸汽的临界压力比是0.546，饱和蒸汽的临界压力比是0.577，经验证明，亚临界流动的冲刷力虽然高压大低压小，但总起来说远小于超临界流动，噪声也小，因为此条件下不可能出现激波。为了保证亚临界流动，计算压力比(迷宫通道出口比进口)可选0.58～0.6(通过压力比来设计计算迷宫通道的相关参数为本领域的常规技术)。介质流过通孔进入圆槽，以涡流的方式消耗掉动能。再进入下一级，通孔继续降压，重复此过程。这样以来各压力比相同,压力形成一个等比数列。例如：需将16MPa蒸汽减压至4MPa，各级降压值如下：第一级：16×0.6＝10.8Mpa。第二级：10.8×0.6＝6.48Mpa。第三极：6.48×0.6＝3.87≈4.0Mpa。4.0MPa以下的蒸汽一般取1到2级即可。

优选的，第一阀瓣13与第二阀瓣4接触时，能够密封第二阀口9。

优选的，第二阀瓣4与低压腔8接触时，能够密封第一阀口10。

优选的，高压腔2的纵截面为方形，低压腔8的纵截面为横向长方形，高压腔2的上边与低压腔8的下边等长且重合。

优选的，第二阀瓣4的截面包括上部正等腰梯形和下部横向长方形，正等腰梯形的下端和横向长方形的上下端开通，正等腰梯形的下端与横向长方形的上端等长且重合；

优选的，第二阀瓣4上部的正等腰梯形的上底小于第一阀口10的宽度，第二阀瓣4上部的正等腰梯形的下底大于第一阀口10的宽度。

优选的，第一阀瓣13的纵截面包括上部正等腰梯形和下部横向长方形，正等腰梯形的下端与横向长方形的上端等长且重合，横向长方形的横向长度大于第二阀口9的宽度。

为了便于生产，套筒3也做多层复合型(多层复合为常规技术。外侧圆孔可设置在外层板上，外侧圆槽和中部圆孔可设置在中层板上，内侧圆槽和内侧圆孔可设置在内层板上)(见图2)，每层的内外壁上均加工上许多孔槽。其中最外侧一层钻通孔，管壁可薄一些；内部各层，外侧铣圆槽，内侧钻通孔。

使用时，高压介质自进口1进入高压腔2。从高压腔2经过套筒3上面的迷宫通道件6和阀瓣4进入低压腔8，从低压腔8经过出口7排出。有微量的介质通过第二阀瓣4与套筒之间的间隙进入平衡腔5。

调节过程：

关闭状态：阀杆11提升至最高点，此时第二阀口9和第一阀口10皆关闭，进口高压介质与出口低压介质的压差作用于两阀瓣上，加强了关断力。

开启过程：首先阀杆11下移，第二阀口9先打开，使平衡腔5中的介质卸压，使第二阀瓣4两侧压力平衡，均为出口低压压力。

阀杆11继续下移，使第一阀瓣13与托盘14接触传递开启力。托盘14与第二阀瓣4为一体，其上钻有多个压差平衡孔15，以平衡阀瓣受到的推力。

第二阀瓣4下移，第一阀口10和迷宫通道件6同时打开，介质完成从进口1到出口7之间的流动，随着阀杆11的进一步下移，上述两者的开度加大。

关断过程：阀杆11上移，过程与上述相反。

本发明无论开启和关闭动作，两个阀瓣的两侧压力都有是平衡的，需要执行器推力很小。在开启的瞬间需要的推力是第一阀瓣13两侧压差产生的推力也很小。每个迷宫通道自成体系、相互不连通，调节的过程就是调节迷宫通道的开启个数(通过第二阀瓣4上下移动调节迷宫通道的开启个数，第二阀瓣4挡住的迷宫通道，相当于关闭)。

阀杆密封：

本发明阀杆密封装置12设置在低压侧，对于设计和生产密封结构12带来方便。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种低压侧密封的预启式多级减压装置，其特征在于，包括高压腔(2)、低压腔(8)和阀杆(11)，高压腔(2)内设置有套筒(3)，高压腔(2)和低压腔(8)间开设有第一阀口(10)，阀杆(11)的一端设置有第一阀瓣(13)，阀杆(11)穿过低压腔(8)和第一阀口(10)，第一阀瓣(13)置于套筒(3)内，第一阀瓣(13)底部连接托盘(14)，阀杆(11)外套设有第二阀瓣(4)，第二阀瓣(4)与阀杆(11)间设置有第二阀口(9)，托盘(14)置于第二阀瓣(4)内，托盘(14)上开设有若干压差平衡口(15)，套筒(3)上设置有迷宫通道件(6)，高压腔(2)开设有进口(1)，低压腔(8)开设有出口(7)；

迷宫通道件(6)包括沿竖向均布的若干迷宫通道；

迷宫通道包括通道本体，通道本体上设置有横向外侧圆孔(21)，横向外侧圆孔(21)的内端与横向外侧圆槽(22)的上端相连，横向外侧圆槽(22)的下端通过横向中部圆孔(24)与横向内侧圆槽(25)的下端相连，横向内侧圆槽(25)的上端与横向内侧圆孔(23)的内端相连；

横向内侧圆孔(23)的直径为横向外侧圆孔(21)的直径的两倍，横向内侧圆孔(23)的下端与横向外侧圆孔(21)的下端位于同一水平线上，横向内侧圆孔(23)的直径大于横向中部圆孔(24)的直径，横向外侧圆孔(21)的长度、外侧圆槽的深度、横向中部圆孔(24)的长度、内侧圆槽的深度以及横向内侧圆孔(23)的长度相等；

第一阀瓣(13)与第二阀瓣(4)接触时，能够密封第二阀口(9)；

第二阀瓣(4)与低压腔(8)接触时，能够密封第一阀口(10)；

高压腔(2)的纵截面为方形，低压腔(8)的纵截面为横向长方形，高压腔(2)的上边与低压腔(8)的下边等长且重合；

第二阀瓣(4)的截面包括上部正等腰梯形和下部横向长方形，正等腰梯形的下端和横向长方形的上下端开通，正等腰梯形的下端与横向长方形的上端等长且重合；

第二阀瓣(4)上部的正等腰梯形的上底小于第一阀口(10)的宽度，第二阀瓣(4)上部的正等腰梯形的下底大于第一阀口(10)的宽度；

第一阀瓣(13)的纵截面包括上部正等腰梯形和下部横向长方形，正等腰梯形的下端与横向长方形的上端等长且重合，横向长方形的横向长度大于第二阀口(9)的宽度；

低压腔(8)的上端中心孔壁与阀杆(11)外壁之间设置有密封装置(12)。