[发明专利]由快速作用阀与控制阀组成的用于蒸汽回路和SIL 3认证的安全回路的组合阀

说明书

本发明涉及一种用于蒸汽回路的组合阀，其包括快速作用阀(2)和控制阀(3)，其中，所述快速作用阀和所述控制阀设置在共同的壳体(4，5)内；其中所述控制阀可由主动驱动单元(8)移动，并且所述快速作用阀可由蒸汽被动地移动。

本发明涉及一种用于蒸汽回路(特别是蒸汽涡轮机的蒸汽回路)的快速闭合阀与调节阀的组合阀。

为了蒸汽涡轮机的安全操作，通常会在锅炉和蒸汽涡轮机之间采用带有预冲程的液压快速闭合阀作为主截止阀，该阀可在几分之一秒内闭合，并且在操作期间全开，并只有当机器被故意关停或发生故障时才会闭合(例如发生负载脱落和调节系统同时故障时)。节流阀被用作调节阀，该阀将入口压力和蒸汽量调节至规定在蒸汽涡轮机叶片前的蒸汽压力和蒸汽量。最常用的调节阀是非释压单座阀，其具有的高阀力使它们在100-160巴的高压力油系统下操作。对于非常大的蒸汽量，将采用质量庞大和体积庞大的阀门，它们同样地在高压力油系统，或30-50巴的中压力油系统下操作。

为了提高效率，通常通过多个暴露区段(通常为2到6个最多10个区段)，将蒸汽供给至涡轮机。流入每个区段的蒸汽由其自己的调节阀调节。随着负载的增加，调节阀一个接一个地稳定地开启，这样使得在任意负载情况下，有的调节阀是全开的，只有一个是部分开启的。因此，节流损失仅发生在这一个部分开启的调节阀上，从而获得良好的整体效率。

现已知，将快速闭合阀与调节阀在一个共同的阀壳体中组合作为组合阀。在实践中，两个阀中的每个都有自己的主动驱动器。因为用于相应阀杆的驱动器必须设置在壳体的不同侧，所以这种组合阀具有阀门结构延伸超过数米的问题。此外，压力损失、高阀力，和尤其是阀杆处的振动以及阀密封件泄漏通常是操作期间的问题。因此，阀杆处的振动会导致阀杆、阀座、阀导管的损坏。这会导致蒸汽泄漏，从而需要额外的抽吸。此外，由于蒸汽在壳体内的多次偏转，可能会发生压力损失。

本发明的目的是提供一种用于蒸汽回路(特别是用于蒸汽涡轮机的蒸汽回路)的组合阀，其能够实现紧凑且节省空间的布置以及有利的流体机械设计。

该目的通过具有权利要求1所述特征的组合阀实现。在从属权利要求中，陈述了该组合阀的有利实施例和改进。

因此，该组合阀包括布置在共同的壳体中的快速闭合阀和调节阀，仅调节阀可由主动驱动器移动。然而，快速闭合阀可由来自蒸汽回路的蒸汽(尤其是主蒸汽)被动地移动。

已经发现，这在组合阀的尺寸方面提供了优势。通过这种驱动两个阀组件的方式，调节阀仅需一个主动驱动器，而快速闭合阀的主动驱动器是不必要的。因此，该组合阀可以以小的占地面积实施。

蒸汽控制的快速闭合阀可以由蒸汽存在于快速闭合阀阀体中的合适控制区域，通过相应的压力差以简单的方式移动。为此目的，该快速闭合阀优选地在其前侧具有控制区域，其使得该快速闭合阀能够开启；并且在后侧具有控制区域，其有助于快速闭合阀的关闭。

在这方面，蒸汽控制的快速闭合阀优选地配置成，当快速闭合阀开启时，蒸汽压力仅存在于前侧控制区域，而后侧控制区域无压力。为了关闭快速闭合阀，蒸汽压力施加在两侧的控制区域。由于前侧和后侧控制区域为蒸汽压力提供了大小近似相等的工作区域，安装附加的(优选地，机械的)关闭部件(例如，弹簧)用于快速闭合阀的关闭操作，当快速闭合阀关闭时，关闭组件额外地作用于后侧控制区域，从而实现快速闭合阀的关闭操作。此外，在没有蒸汽压力的情况下，该机械关闭部件可以保持快速闭合阀关闭。

机械关闭部件优选地选择成，当足够高的蒸汽压力存在于前侧控制区域且后侧控制区域无压力时，它不会阻碍快速闭合阀的开启。该关闭部件的关闭力调节为，使其小于暴露于蒸汽压力的快速闭合阀前侧控制区域处的力。该机械关闭部件的闭合力小于75％，特别地小于 50％，特别地小于25％，特别地小于10％，特别地小于5％，特别地小于1％的存在的蒸汽压力的力。