Запорно регулирующий клапан паровой турбины (7 видео)

Использование: теплоэнергетика, в устройствах управления парораспределения турбин. Сущность изобретения: регулирующий клапан паровой турбины содержит закрепленную в паровой коробке 1 направляющую буксу 2, шток 4, чашу 8 с цилиндрической юбкой 7 и неподвижный стакан 3. Для обеспечения разъемного соединения чаши 8 со штоком 7 последний выполнен с радиальными выступами 13, а в чаше 8 выполнены конгруэнтные этим выступам радиальные прорези 14, при этом они в собранном виде располагаются оппозитно друг другу, а через прорези 14 и между выступами 13 проходят продольные торцевые выступы направляющей буксы 2. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам управления парораспределением турбин, а более точно к регулирующим клапанам паровой турбины.

Основными элементами регулирующего клапана паровой турбины является паровая коробка, закрепленная в ней направляющая букса, через которую проходит шток, и чаша клапана, связанная со штоком для управления ее положением относительно седла клапана. Кроме того, клапан может содержать разгрузочную систему, включающую разгрузочный запорный орган на конце штока, взаимодействующий с соответствующим седлом в чаше клапана, и золотник, управляющий поступлением пара к разгрузочному запорному органу.

Для обеспечения ремонтов регулирующего клапана, особенно часто связанных с разрушениями штока, соединения указанных элементов должны выполняться разъемными. В большинстве известных регулирующих клапанов паровых турбин такие соединения выполнены резьбовыми [1] При этом для предотвращения развинчивания соединяемых элементов в процессе работы применяют разнообразные стопорные средства в виде штифтов, точечных сварных швов и т.п. Однако в условиях высокотемпературного пара внутри паровой коробки резьбовые соединения интенсивно коррозируют и заклиниваются, что приводит к необходимости использования металлорежущих инструментов для их разборки, которые необходимы также и при использовании стопорных сварных швов. Это существенно увеличивает трудоемкость ремонтов регулирующих клапанов и ограничивает возможности их планового контроля. Кроме того, в результате действия динамических напряжений в условиях коррозионно-активной среды возможны разрушения самих стопорных средств и последующее развинчивание соединяемых элементов.

Видео:Система регулирования турбиныСкачать

Вместе с тем при работе регулирующего клапана паровой турбины его чаша подвержена крутящим усилиям, создаваемым паровым потоком. Для предотвращения передачи этих усилий на шток применяют специальные средства для угловой фиксации чаши, в частности шпоночные или шлицевые соединения. Известен регулирующий клапан паровой турбины, в котором такое соединение выполняет одновременно и функцию стопорного средства для предотвращения развинчивания соединяемых элементов клапана. Этот клапан, являющийся ближайшим аналогом изобретения, содержит закрепленную в паровой коробке направляющую буксу, проходящий через нее шток, чашу с подпятником в виде цилиндрической юбки, размещенной в неподвижном стакане и выполненной с кольцевым буртом, и фиксирующее устройство для предотвращения относительных разворотов штока и чаши клапана [2] В этом клапане указанное фиксирующее устройство выполнено в виде шлицевого соединения между стаканом и юбкой, а ее бурт для сцепления со штоком представляет собой гайку, которая одновременно служит средством соединения чаши клапана с юбкой. Таким образом и в этом клапане используется резьбовое соединение с указанными выше присущими ему недостатками.

Устранение указанных недостатков известных устройств является целью настоящего изобретения.

В основу изобретения поставлена задача создания такого регулирующего клапана паровой турбины, в котором его элементы внутри паровой коробки были бы связаны таким образом, чтобы в процессе длительной эксплуатации обеспечивалось их надежное соединение без передачи крутящего момента на шток и вместе с тем простота разборки, исключающая применение металлорежущих инструментов.

Эта задача решена в клапане паровой турбины, содержащем направляющую буксу, шток, чашу с размещенной в неподвижном стакане цилиндрической юбкой, выполненной с кольцевым буртом, и фиксирующее устройство для предотвращения относительных разворотов штока и чаши клапана, благодаря тому, что шток имеет радиальные выступы, а кольцевой бурт юбки прорези, конгруэнтные выступам на штоке, образуя с ними поворотно-осевое соединение, а фиксирующее устройство выполнено в виде продольных торцевых выступов на направляющей буксе, проходящих через радиальные прорези в кольцевом бурте юбки и между радиальными выступами на штоке с возможностью относительного осевого перемещения.

При таком решении применение поворотно-осевого соединения штока с кольцевым буртом юбки позволяет отказаться от использования резьбовых соединительных элементов. Вместе с тем торцевые выступы на направляющей буксе предотвращают поворот чаши клапана в положение, при котором радиальные прорези бурта юбки совместятся с радиальными выступами штока, приводя к непроизвольному расцеплению чаши клапана со штоком, но обеспечивая возможность их относительного перемещения. Кроме того, торцевые выступы, являясь частью неподвижной направляющей буксы, предотвращают кручение чаши, благодаря чему крутящий момент воспринимается буксой и не передается на шток клапана.

Читайте также: Респиратор кн 95 с клапаном описание характеристики

Видео:Как это работает: регулирующий клапан SpiraTrolСкачать

На фиг. 1 изображен регулирующий клапан паровой турбины, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Регулирующий клапан паровой турбины содержит паровую коробку 1, в которой закреплены букса 2 и цилиндрический стакан 3. Букса 2 служит направляющей для штока 4, проходящего через ее центральное отверстие 5. В направляющей расточке 6 стакана 3 расположена юбка 7 чаши 8, взаимодействующей с седлом 9 клапана. В чаше 8 выполнено седло 10 вспомогательного разгрузочного клапана, запорным органом которого является наконечник штока 4 со сферической поверхностью 11.

Для обеспечения подъема чаши 8 клапана ее юбка 7 выполнена с кольцевым буртом 12 на конце, а шток 4 с радиальными выступами 13. При этом в кольцевом бурте 12 выполнены радиальные прорези 14, конгруэнтные выступам 13, но несколько большие по площади для обеспечения свободного прохода выступов 13 через прорези 14 (см. фиг. 2). Радиальные выступы 13 и прорези 14 с одинаковым шагом расположены по окружности, а их форма может быть любой, в частности, как показано на чертежах, секторной, но иметь достаточную протяженность в радиальном направлении для надежного упора выступов 13 в кольцевой бурт 12 при подъеме чаши 8 клапана. При этом длина юбки 7 чаши клапана и расположение радиальных выступов 13 на штоке должны быть такими, чтобы осевой зазор между этими выступами и кольцевым буртом 12 юбки чаши клапана обеспечивал свободное перемещение штока 4 относительно чаши 8 на величину, необходимую для разгрузки чаши за счет открытия вспомогательного разгрузочного клапана.

Для предотвращения относительных разворотов штока 4 с выступами 13 и юбки 7 чаши с прорезями 14 букса 2 выполнена с торцевыми продольными выступами 15, конгруэнтными радиальным выступам 13 и прорезям 14 и проходящими через эти прорези и между этими выступами с возможностью относительного осевого перемещения. Длина торцевых продольных выступов 15 должна быть такой, чтобы их конец располагался не выше выступов 13 на штоке 4 при его крайнем нижнем положении и на достаточном расстоянии от дна чаши 8 для обеспечения ее подъема на величину рабочего хода при полном открытии клапана.

Предлагаемый клапан работает так же, как и все другие клапаны подобного вида. При открытии клапана его шток 4 приводным устройством перемещается вверх. В начальный период времени при независимом перемещении штока 4 относительно чаши 8 происходит подъем наконечника этого штока от седла 10 вспомогательного разгрузочного клапана, а после упора радиальных выступов 13 штока в кольцевой бурт 12 юбки чаши 8 она поднимается вместе со штоком и происходит открытие клапана и поступление пара через отверстие его седла 9 в цилиндр паровой турбины. Закрытие клапана происходит в обратной последовательности.

В процессе работы описанного клапана на его чашу 8 воздействуют крутящие усилия, создаваемые потоком пара. Однако они полностью воспринимаются торцевыми продольными выступами 15 буксы и не передаются на шток 4.

Видео:Стопорный клапанСкачать

При разборке клапана шток 4 вместе с чашей 8 и ее юбкой 7 смещают в осевом направлении по отношению к торцевым продольным выступам 15 буксы до выхода из зацепления с ними по меньшей мере радиальных выступов 13 штока и бурта 12. После этого шток 4 разворачивают до положения, при котором его выступы 13 оказываются напротив прорезей 14 в кольцевом бурте 12 юбки чаши и осевым перемещением разъединяют шток 4 и чашу 8 клапана. Сборка упомянутых элементов происходит в обратной последовательности.

Из изложенного следует, что предлагаемый клапан способен обеспечить высокую надежность взаимосвязи его элементов при длительной эксплуатации и многократную разборку без использования металлорежущих инструментов. Последнее обусловливает экономическую целесообразность осуществления профилактического контроля штока при выполнении любого вида технического обслуживания паровой турбины, сопровождающегося его остановкой. Сложность разборки известных регулирующих клапанов паровых турбин препятствовала этому, что приводило к аварийным остановкам паровых турбин из-за разрушения штока.

РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащий закрепленную в паровой коробке направляющую буксу, проходящий через нее шток, чашу с размещенной в неподвижном стакане цилиндрической юбкой, выполненной с кольцевым буртом, и фиксирующее устройство для предотвращения относительных разворотов штока и части клапана, отличающийся тем, что шток имеет радиальные выступы, а бурт — радиальные прорези, конгруэнтные радиальным выступам на штоке, образуя с ними поворотно-осевое соединение, а фиксирующее устройство выполнено в виде продольных торцевых выступов на направляющей буксе, проходящих через радиальные прорези в кольцевом бурте юбки чаши и между радиальными выступами штока с возможностью относительного осевого перемещения.

Читайте также: Как при шоркать клапана

Регулирующий клапан паровой турбины

Регулирующий клапан предназначен для регулирования расхода пара через паровую турбину. Регулирующий клапан содержит направляющую буксу, проходящий через нее шток, чашу с цилиндрической юбкой и кольцевым буртом на ее конце для подъема чаши, втулку с кольцевым буртом, размещенным в юбке чаши и расположенную кольцевым буртом над кольцевым выступом, выполненным на наконечнике штока, так что шток передает подъемное усилие через этот кольцевой выступ на кольцевой бурт втулки и через нее на чашу клапана. На конце втулки, противоположном кольцевому бурту, выполнены шлицевые выступы, а в кольцевом бурте юбки чаши конгруэнтные им шлицевые пазы, образующие со шлицевыми выступами втулки поворотно-осевое соединение. При этом букса выполнена со шлицевыми пазами, которые фиксируют это соединение от взаимных разворотов его элементов. Такой клапан обладает хорошей ремонтопригодностью, на которую не влияет продолжительность работы клапана. 3 илл.

Видео:Быстрый способ проверить клапан управления турбиной.Скачать

Изобретение относится к области турбиностроения, а его объектом является регулирующий клапан паровой турбины.

Известны регулирующие клапаны паровой турбины, в которых наконечник штока и чаша образуют вспомогательный разгрузочный клапан. Осуществление связи чаши клапана со штоком в большинстве таких известных регулирующих клапанов выполнено с использованием резьбовых соединений для обеспечения разборки с целью ремонта и контроля за состоянием штока.

Однако под воздействием высокотемпературного пара внутри паровой коробки резьбовые соединения интенсивно коррозируют. Это может привести к заклиниванию резьбового соединения, а следовательно, и к необходимости применения металлорежущих инструментов при разборке, что ограничивает возможности контроля за состоянием штока, увеличивает трудоемкость ремонта и потребность в запчастях.

Известен регулирующий клапан паровой турбины, в котором связь чаши со штоком выполнена без использования резьбовых соединений. Этот клапан, являющийся ближайшим аналогом настоящего изобретения, содержит закрепленную в паровой коробке направляющую буксу, проходящий через нее шток, чашу с цилиндрической юбкой и кольцевым буртом на ее конце, выполненном со шлицевыми выступами и пазами для образования поворотно-осевого соединения, и фиксирующие устройство для этого соединения [1]. В таком клапане устраняется основной указанный выше недостаток, присущий клапанам с использованием резьбовых соединений, так как на надежность функционирования поворотно-осевого соединения не оказывает влияния воздействие высокотемпературного пара. Однако, в известном клапане данного типа поворотно-осевое соединение, выполненное непосредственно между штоком и чашей клапана, приводит к необходимости увеличения штока, а следовательно, и количества затратного металла. Кроме того, несмотря на наличие фиксирующего устройства, выполняющего кроме своей основной функции также и предотвращение от поворотов чаши клапана, из-за наличия зазоров чаша подвержена крутильным колебаниям, которые могут передаваться на непосредственно связанный с чашей шток, вызывая в нем опасные напряжения кручения.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такого регулирующего клапана с поворотно-осевым соединением для разборки узла штока с чашей клапана, в котором бы шток не входил в состав элементов поворотно-осевого соединения.

Эта задача решена в регулирующем клапане, содержащем закрепленную в паровой коробке направляющую буксу, проходящий через нее шток, чашу с цилиндрической юбкой и кольцевым буртом на ее конце, выполненном со шлицевыми выступами и пазами для образования поворотно-осевого соединения, и фиксирующее устройство для этого соединения клапана, в котором, в соответствии с сущностью настоящего изобретения, наконечник штока выполнен с кольцевым выступом, а между ним и юбкой чаши размещена втулка с кольцевым буртом для взаимодействия с кольцевым выступом наконечника штока и шлицевыми выступами на противоположном конце, являющимися элементами указанного поворотно-осевого соединения. При этом фиксирующее устройство для этого соединения выполнено в виде шлицевых пазов на буксе, в которые входят шлицевые выступы кольцевого бурта, юбки чаши клапана и втулки.

Видео:Паровые турбины. ПарораспределениеСкачать

Благодаря такому решению тяговое усилие штока передается на чашу через втулку, в кольцевой бурт которой шток упирается своим кольцевым выступом при подъеме чаши. При этом диаметр такого кольцевого выступа на наконечнике штока может быть достаточно малым, что позволяет существенно снизить вес исходной заготовки. Вместе с тем, шток не состоит в непосредственном взаимодействии с чашей клапана и поэтому передача от нее крутящих сил сведена к нулю.

Читайте также: Принудительный клапан в квартире

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его осуществления, изображенного на прилагаемых чертежах, на которых: фиг. 1 изображает общий вид клапана в продольном разрезе; фиг. 2 — вид клапана в поперечном разрезе по А-А на фиг. 1; фиг. 3 — вид клапана в поперечном разрезе по Б-Б на фиг. 1.

Изображенный на чертежах регулирующий клапан паровой турбины содержит паровую коробку 1, в которой закреплены букса 2 и цилиндрический стакан 3. Букса 2 служит направляющим элементом для штока 4, проходящего через ее центральное отверстие 5. В расточке 6 стакана 3 расположена юбка 7 чаши 8, взаимодействующей с седлом 9 клапана. В чаше 8 выполнено седло 10 вспомогательного разгрузочного клапана, запорным органом которого является наконечник 11 штока 4.

Наконечник 11 штока выполнен с кольцевым выступом 12 для упора в кольцевой бурт 13 втулки 14, расположенной между этим выступом наконечника 11 штока 4 и юбкой 7 чаши 8 клапана. На противоположном конце втулка 14 выполнена со шлицевыми выступами 15, а юбка 7 чаши 8 выполнена с кольцевым буртом 16, имеющим конгруэнтные шлицевые пазы 17 и выступы 18, образующие со шлицевыми выступами 15 втулки 14 поворотно-осевое соединение. В собранном рабочем состоянии шлицевые выступы 15 и 18 и расположенные между ними шлицевые пазы располагаются по одной линии, и при этом шлицевые выступы 15 и 18 входят в шлицевые пазы 19 на буксе 2 клапана. Тем самым эти пазы 19 выполняют функцию устройства, фиксирующего от взаимного разворота втулки 14 и чаши 8, предотвращая их самопроизвольное разъединение.

Описанный клапан работает так же, как и все другие регулирующие клапаны паровой турбины. При открытии клапана его шток 4 приводным устройством перемещается вверх (по чертежу). В начальный период времени при независимом перемещении штока 4 относительно чаши 8 происходит подъем его наконечника 11 над седлом 10 вспомогательного разгрузочного клапана, а после упора кольцевым выступом 12 в кольцевой бурт 13 втулки 14 через нее тяговое усилие передается на чашу 8 клапана, и тем самым осуществляется открытие клапана. Закрытие клапана происходит в обратной последовательности. В процессе работы описанного клапана на его чашу 8 воздействуют крутящие усилия. Однако они воспринимаются шлицевым соединением между кольцевым буртом 16 и буксой 2, а их малая часть, которая из-за зазоров в этом соединении может передаваться на втулку 14, воспринимается шлицевым соединением между шлицевыми выступами 15 этой втулки и буксой 2, в результате чего передача крутящих усилий через кольцевой выступ 12 на шток 4 сведена к нулю.

Видео:Как устроена паровая турбина ТЭС. Получение электричества из энергии водяного пара в 3dСкачать

При разборке описанного клапана шток 4 в блоке с чашей 8 клапана вынимают из направляющей буксы 2. После выхода чаши 8 своим кольцевым буртом 16 из сцепления со шлицевыми пазами 19 буксы 2 указанный блок готов для разборки. Путем относительного разворота чаши 8 и втулки 14 до совмещения по оси шлицевых выступов каждого из этих элементов со шлицевыми пазами другого осуществляется разъединение описанного поворотно-осевого соединения. После этого, перемещая вокруг втулки 14, снимают чашу 8. Втулку 14, при необходимости, также можно снять путем перемещения ее вдоль штока 4 в направлении от кольцевого выступа 12 к приводному концу.

1. RU, патент 2053372, кл. F 01 D 17/14, 27.01.96.

Регулирующий клапан паровой турбины, содержащий закрепленную в паровой коробке направляющую буксу, проходящий через нее шток, чашу с цилиндрической юбкой и кольцевым буртом на ее конце, выполненном со шлицевыми выступами и пазами для образования поворотно-осевого соединения, и фиксирующее устройство для этого соединения, отличающийся тем, что наконечник штока выполнен с кольцевым выступом, а между ним и юбкой чаши размещена втулка с кольцевым буртом для взаимодействия с кольцевым выступом наконечника штока и шлицевыми выступами на противоположном конце, входящими в состав поворотно-осевого соединения, при этом фиксирующее устройство для этого соединения выполнено в виде шлицевых пазов на буксе, в которые входят шлицевые выступы втулки и кольцевого бурта юбки чаши клапана.