[发明专利]阀装置以及包括所述阀装置的蒸汽轮机系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀装置，具体地，涉及一种例如用在蒸汽发电系统中的包括停止阀以及控制阀的阀装置。

背景技术

在蒸汽发电系统中，例如在蒸汽发生器与涡轮机之间使用阀装置，以控制到涡轮机的蒸汽流。这种阀装置典型地包括两个阀，也就是控制阀以及停止阀。控制阀，也被称为调节器阀，控制流过涡轮机的蒸汽量，其反过来又控制蒸汽轮机的转动速度或负载。停止阀是快速关闭阀，其在诸如控制错误或一些其它外部错误过程的紧急情况下起作用以完全停止到涡轮机的蒸汽流，以便防止对涡轮机的损坏。互相独立地控制该停止阀以及控制阀，也就是，该停止阀必须能够独立于控制阀的位置进行关闭。典型地，停止阀及控制阀分别包括阀头，阀头安装至各自的心轴上，该心轴能够前进至操作位置内，从而部分地或完全地阻塞流体管道。

通常，在蒸汽流动通道中，停止阀及控制阀布置于各自的阀外壳/阀壳体中，停止阀布置于控制阀的上游处。在这种情况下，停止阀以及控制阀的各自的阀壳体分别形成蒸汽流动通道的垂直弯曲部，这导致两次改变蒸汽流的方向，使其方向改变90度。蒸汽流的这种双重再定向导致压力的显著下降，从而导致流损失。而且，由于该结构需要两个阀壳体，所以这种紧缩是昂贵的并且还占据了涡轮机周围的大量空间，

最近，已经开发出在一个外壳中包括停止阀以及控制阀两者的阀组件。例如，通过设置一个用于停止阀的同心心轴以及用于控制阀的多个偏心心轴使得该布置成为可能。然而，这种具有一个同心心轴以及多个偏心心轴的布置导致加工过程方面的困难并且进一步可能导致因侧壁上的力致使阀心轴卡住而引起的故障。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺点并提供一种用于在一个公共外壳中包括停止阀以及控制阀两者的阀装置的改进的布置。

通过根据权利要求1的阀装置已经实现上述目的。

本发明的根本思想是提供带有环形孔的第一心轴，从而在该该环形孔内容纳第二心轴，以允许布置于共同外壳的同一侧的两个阀例如停止阀以及控制阀的同心运动。从制造的观点来看，与设置一个同心心轴以及多个偏心心轴相比，设置同心孔是容易的，因为设置一个同心心轴以及多个偏心心轴在机械加工方面具有难度并且可能导致由于阀心轴卡住而引起的故障。

所述第一阀头及第二阀头分别包括各自的第一部分以及各自的第二部分，所述第一部分沿垂直于所述轴线的平面布置，所述第二部分沿平行于所述轴线的平面布置，所述阀装置进一步包括：

第一空间，所述第一空间限定在所述第二心轴与所述第二阀头的所述第一部分之间，以及

阀盖，所述阀盖同心地布置于所述第一心轴周围，所述阀盖具有第一部分，所述第一部分限定所述阀盖的所述第一部分与所述第一阀头的所述第一部分之间的第二空间，所述阀盖进一步包括一个或多个开口，所述开口允许所述第二空间与所述流体流动通道之间的流体连通，

其中，所述第二空间的垂直于所述轴线的投影面积大于所述第一空间的垂直于所述轴线的投影面积。

所述第一空间允许两个阀的基本上独立的操作。所述第一空间与第二空间的投影面积之间的差异确保沿所述轴线朝向关闭第一阀的方向的正蒸汽压力，这减小了当使蒸汽经由第一阀头的第一部分运动至第一空间时用于开启第一阀所需的致动力。如果第一阀是停止阀，那么这种实施方式特别有利。

在一种实施方式中，该阀装置进一步包括第一衬套，所述第一衬套与所述环形第一心轴和所述第二心轴同心且密封地布置于所述环形第一心轴与所述第二心轴之间。该衬套用于引导第一心轴抵靠第二心轴的滑动，也防止这两个心轴之间的流体泄漏。

在优选的实施方式中，所述第一阀头及第二阀头的所述第二部分包括中空锥形体部。此外，在有利的构造中，为了使空间需求最小化，该阀装置包括公共阀座，所述阀座构造为用于在所述各自的阀处于关闭位置时使所述第一阀头及第二阀头坐置在所述阀座上。

在另一实施方式中，为了防止流体从所述空间泄露，该阀装置进一步包括第二衬套，所述第二衬套与第一心轴和所述阀盖的第二部分同心且密封地布置在所述第一心轴与所述阀盖的第二部分之间。

在预期的实施方式中，所述流体流动通道构造并布置为使所述流体在所述入口与所述出口之间转过大于90度的角度。通过设置至流体流动通道的逐渐偏转，这防止了流体流的方向的急剧改变，由此使压力损失最小化。