[发明专利]调节阀和涡轮机

说明书

本发明涉及一种用于调节气态的体积流，尤其蒸汽体积流(2)的调节阀(1)，所述调节阀具有阀壳体(3)、阀座(5)和可相对于阀座(5)沿着移动轴线(7)移动的阀节流元件(6；106；206)，其中阀壳体(3)构成阀座(5)，并且其中可移动的阀节流元件(6；106；206)具有与阀座(5)相互作用的节流棱边区域(10；110；210)，其中调节阀(1)具有多个与节流棱边区域(10；110；210)相互作用的体积流涡流元件(15；115；215)，所述体积流涡流元件避免或至少减小在气态的体积流的附壁射流区域和气态的体积流的核心流区域之间的剪切层中的剪切层不稳定性。

技术领域

本发明涉及一种用于调节气态的体积流，尤其蒸汽体积流的调节阀，所述调节阀具有阀壳体、阀座和可相对于阀座沿着移动轴线移动的阀节流元件，其中阀壳体构成阀座，并且其中可移动的阀节流元件具有与阀座相互作用的节流棱边区域。

此外，本发明涉及一种涡轮机，尤其蒸汽轮机，所述涡轮机具有多个阀装置。

背景技术

这种调节阀尤其在蒸汽轮机上是已知的。如果这类调节阀例如在节流的运行状态中，即在调节阀的不完全打开或关闭的运行状态中运行，那么在调节阀的流动内部空间中几乎始终产生特征性的流谱，所述流谱基本上特征在于构成具有如下流动速度的附壁射流区域，所述流动速度明显高于体积流的核心流区域的流动速度。

就此而言，不同的流动速度造成在穿流调节阀的体积流的附壁射流区域和所述体积流的具有通常不可忽略的大的速度梯度的核心流区域之间的剪切层。

从这种调节阀处的流动特性的实验的和数字的研究中已知的是，在剪切层中能够出现流动不稳定性，所述流动不稳定性能够造成调节阀的流动空间中的临界的共振效应。由此，在最差的情况下，能够出现调节阀结构的一种不期望的激励，所述激励能够造成所述调节阀结构的损坏。

为了消除所述共振效应，已知的是，在阀座的区域中在阀壳体上设有流体整流器，所述流体整流器能够有助于正面影响剪切层。当然，呈流体整流器的形式的这种装入件几乎总是引起明显的流动损耗，由此降低涡轮机的或蒸汽轮机的总功率。

在US 5,150,736中公开了一种阀，所述阀具有圆柱形的阀截止机构和环形的阀座。

发明内容

本发明的目的是，改进这种调节阀。

所述目的通过一种用于调节气态的体积流的调节阀和一种具有多个阀装置的涡轮机来实现。

所述目的由一种用于调节气态的体积流，尤其蒸汽体积流的调节阀来实现，所述调节阀具有阀壳体、阀座和可相对于阀座沿着移动轴线移动的阀节流元件，其中阀壳体构成阀座，并且其中可移动的阀节流元件具有与阀座相互作用的节流棱边区域，其中调节阀具有多个与节流棱边区域相互作用的体积流涡流元件，所述体积流涡流元件避免或至少减少在气态的体积流的附壁射流区域和气态的体积流的核心流区域之间的剪切层中的剪切层不稳定性。

通过与节流棱边区域相互作用的体积流涡流元件，在气态的体积流的附壁射流区域和气态的体积流的核心流区域之间的剪切层能够如下被控制或正面影响，减小或避免在气态的体积流的剪切层的区域中的临界的不稳定性。

尤其地，剪切层在此明显更好地混合。

由此，能够在结构上非常简单地避免或至少减弱在调节阀上的不期望的共振效应，使得尤其能够防止调节阀结构的损坏。

当体积流涡流元件沿环周方向至少部分地不同长度地构成时，能够进一步改进剪切层的混合。

当前的调节阀能够在构造上非常不同地构成，只要其能够用于截止或至少部分地节流气态的体积流。

在蒸汽轮机上的优选的使用范围方面提出，气态的体积流是蒸汽体积流。