[发明专利]电站主蒸汽系统用侧排汽电磁泄压阀结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀门结构，具体涉及一种电站主蒸汽系统所使用的侧排汽电磁泄压阀的产品结构。

背景技术

电磁泄压阀是一种重要的安全泄压阀门，用于在电站主蒸汽(过热汽)压力超过规定值时快速开启排放蒸汽，尽可能避免主蒸汽系统的弹簧安全阀动作，从而维持主蒸汽安全阀的性能和可靠性、延长主蒸汽安全阀的使用和维修周期，使机组保持足够的安全保证能力，是火电机组的重要配套阀门和关键阀门。目前火力发电厂主蒸汽系统所配套的安全泄压阀从产品工作原理和驱动方式来看主要有两大类，一类是以气动驱动装置驱动的快开硬密封球阀结构的安全泄压阀，另一类是以电磁铁驱动装置等驱动先导阀瓣泄放蒸汽使主阀瓣动作的先导式的电磁泄压阀。气动快开硬密封球阀结构的安全泄压阀虽然在电厂也有不少的应用，但由于气动驱动的开启和关闭速度与电磁驱动相比还有较大差距，同时针对主蒸汽安全泄压阀要求阀门在高温高压工况下尤其是在超临界和超超临界的极端温压工况下能够维持持久的零泄漏的苛刻的性能要求，现行的硬密封球阀技术基于产品的结构、密封寿命和可靠性方面的原因，在实际应用中往往还不能满足要求，产品使用方面存在：密封寿命短、碳化钨涂层容易脱落导致严重内漏和卡涩、涂层划伤或脱落后很难修复、备件更换成本高等难以解决的问题，因而以电磁铁等驱动装置驱动的先导式的电磁泄压阀今后仍然还会是电站主蒸汽系统安全泄压阀门的发展方向。

电磁泄压阀与控制系统的控制器和操作器配套，可自动和手动开阀；控制系统选用高精度的压力开关，可控制启闭压差达到2％。产品结构方面，目前电磁泄放阀结构上主要有两种类型，一类是以美国德莱赛-康索里德(Dresser-Consolidated)和克罗斯比(Crosby)等企业的产品为代表的美式结构，采用主阀瓣密封面朝上、顶排汽、辅阀分体侧装的形式；另一类是以日本冈野和东亚两公司的产品为代表的采用主阀瓣密封面朝下、左右双侧排气、主阀和辅阀整体式设计的结构。现行的主阀瓣密封面朝上、顶排汽、辅阀分体侧装的电磁泄压阀产品所存在的缺点是：1、由于蒸汽排放的原因，排气管和出口连接法兰的内腔会较快地氧化锈蚀，因为阀门为顶排汽结构，氧化皮等锈蚀产物会掉落或随冷凝水的流动而积聚在主阀瓣密封面附近，从而影响阀门密封；2、主阀瓣上端面处会有凝结水溅滴或积存凝结水，密封面内侧局部或整个密封面内侧与其余部位会因此而产生较大的温差而使密封面部位产生变形甚至开裂，导致阀门的使用受到影响；辅阀密封面处也同样存在这一问题，排汽后会不断有凝结水下渗至密封面的不同部位，使密封面部位因不断的局部降温而产生不均匀变形，造成电磁泄压阀产品在使用中普遍存在辅阀开启数次后密封面即开始出现泄漏这一让电站用户很头痛的现象，辅阀出现泄漏后又会导致主阀瓣的背压不足继而引起主阀瓣密封面出现泄漏；3、辅阀分体侧装的结构使主阀瓣至先导阀瓣之间的空间容积变得较大，导致先导阀瓣开启时上述空间蒸汽的排泄和先导阀瓣关闭后上述空间充盈蒸汽和压力升高而推动主阀瓣关闭的时间延长，即阀门从接到开阀、关阀信号到完成开阀、关阀动作的时间较长，尤其是关阀的动作时间会有较明显的延长，阀门的工作灵敏度降低，不利于保证机组的安全运行，同时关阀时间延迟导致启闭压差增大，也不利于保证机组效率；4、辅阀分体侧装结构导致辅阀的结构稳定性欠佳，阀门排汽时的强烈振动容易影响到辅阀和驱动装置的工作可靠性；5、主阀瓣和先导阀瓣密封面的设计多为无热补偿能力的常规整体式阀瓣结构。大容量火电机组的主蒸汽温度通常为540～610℃，阀门在工作状态时，阀瓣密封面的外侧为主蒸汽，温度较高，而阀瓣密封面的内侧因与大气相通能够有效降温因而温度低于阀瓣密封面的外侧，内外温差会导致变形而影响阀门密封；6、主阀瓣和先导阀瓣密封面部位采用无热补偿能力的常规整体式阀瓣结构，当密封副某处出现泄漏时，泄漏出的介质因体积急剧膨胀吸热会使密封面泄漏点附近的温度下降，不均衡的温度变化又会导致密封面产生不均匀变形从而加剧泄漏；7、排放蒸汽时或当辅阀有泄漏时，辅阀上端会有蒸汽逸出，除了会对生产环境带来影响，并影响驱动装置的工作可靠性外，更重要的影响是，逸出的高温蒸汽会使阀盖上侧的弹簧的机械性能受到影响，弹性降低，从而会影响到辅阀的密封以及辅阀关闭动作的可靠性。