[发明专利]一种主蒸汽阀站加速泄压装置及超压保护方法

权利要求书

1.一种主蒸汽阀站加速泄压装置，其特征在于，包括壳体（1）、阶梯式活塞（2）和弹簧（8）；

所述壳体（1）内腔中设有阶梯式活塞（2），阶梯式活塞（2）包括由上至下截面逐渐增加的第一柱段、第二柱段和第三柱段；所述第一柱段由上至下套设有第一密封圈（4）和第二密封圈（5）；第一密封圈（4）和第二密封圈（5）均固定于壳体（1）内壁，分别将所在处与壳体（1）内壁和接触的第一柱段外壁面完全密封；第一柱段能在第一密封圈（4）和第二密封圈（5）的限位作用下沿轴向上下移动，且第一柱段顶部能始终与壳体（1）内腔的上壁面留有空隙；位于第一密封圈（4）上方的壳体（1）内腔作为第一腔体，第二密封圈（5）与第一密封圈（4）之间的壳体（1）内腔作为第二腔体；所述第二柱段套设有第三密封圈（6）；第三密封圈（6）固定于壳体（1）内壁，将所在处与壳体（1）内壁和接触的第二柱段外壁面完全密封，第二柱段能在第三密封圈（6）的限位作用下沿轴向上下移动；第三密封圈（6）与第二密封圈（5）之间的壳体（1）内腔作为第三腔体，位于第三密封圈（6）下方的壳体（1）内腔作为第四腔体；所述第三柱段位于第四腔体内，底部与壳体（1）内腔的底面间固定有能调节初始轴向压缩量的弹簧（8）；所述第一腔体和第三腔体均能通过第一管道（12）与主阀的阀盖内腔相连通，第二内腔能通过第二管道（3）与外界相连通，第四腔体能通过第三管道（11）与主阀内腔相连通。

2.根据权利要求1所述的一种主蒸汽阀站加速泄压装置，其特征在于，所述壳体（1）内腔的侧壁面为阶梯式结构，由上至下包括截面逐渐增加的第一筒体、第二筒体和第三筒体；所述第一密封圈（4）和第二密封圈（5）固定于第一筒体上，第三密封圈（6）固定于第二筒体上，弹簧（8）位于第三筒体中；所述第二柱段的横截面大于第一筒体的横截面，第三柱段的横截面大于第二筒体的横截面，使得第二柱段无法进入第一筒体中，第三柱段无法进入第二筒体中。

3.根据权利要求2所述的一种主蒸汽阀站加速泄压装置，其特征在于，所述第一筒体的轴向长度大于第一柱段的轴向长度，以使第一柱段顶部能始终与壳体（1）内腔的上壁面留有空隙。

4.根据权利要求2所述的一种主蒸汽阀站加速泄压装置，其特征在于，所述第一筒体上部侧壁开设与第一腔体连通的第一进口，第二筒体侧壁开设与第三腔体连通的第二进口，第一进口和第二进口均能与第一管道（12）相连通；所述第一筒体侧壁开设与第二腔体连通的第一出口，第一出口能与第二管道（3）相连通；所述第三筒体侧壁开设与第四腔体连通的第三进口，第三进口能与第三管道（11）相连通。

5.根据权利要求1所述的一种主蒸汽阀站加速泄压装置，其特征在于，所述第三柱段套设有多孔板（7），多孔板（7）固定于壳体（1）内壁且位于第四腔体中；第三柱段能在多孔板（7）的限位作用下沿轴向上下移动，以限制阶梯式活塞（2）轴向运动过程中径向的振动。

6.根据权利要求1所述的一种主蒸汽阀站加速泄压装置，其特征在于，所述弹簧（8）的顶部固定于第三柱段的底部，底部通过连接件（9）与位于壳体（1）外部的手轮（10）相连，能通过手轮（10）转动以调节弹簧（8）的初始预紧力。

7.根据权利要求6所述的一种主蒸汽阀站加速泄压装置，其特征在于，所述连接件（9）与壳体（1）之间的连接处具有气密性。

8.根据权利要求1所述的一种主蒸汽阀站加速泄压装置，其特征在于，所述弹簧（8）始终处于压缩状态。

9.根据权利要求1所述的一种主蒸汽阀站加速泄压装置，其特征在于，所述壳体（1）和阶梯式活塞（2）同轴设置，两者之间具有间隔。

10.一种基于权利要求1~9任一所述主蒸汽阀站加速泄压装置的超压保护方法，其特征在于，具体如下：

S1：将第一腔体和第三腔体均通过第一管道（12）与主阀的阀盖内腔相连通，第二内腔通过第二管道（3）与外界相连通，第四腔体通过第三管道（11）与主阀内腔相连通；根据实际工况，通过调节弹簧（8）初始预紧力的大小，改变阶梯式活塞（2）上下运动的初始加速度，以调整主蒸汽阀站加速泄压装置的开启时间；

S2：初始状态下，主阀内部压力未达到整定压力，阶梯式活塞（2）保持静止并处于上极限位置，第二管道（3）封闭；当主阀内部压力达到整定压力后，第一腔体中的压力升高并大于第四腔体中的压力，阶梯式活塞（2）顶部受到向下的压力并开始向下运动；由于第三腔体与第一腔体的压力相同，随着阶梯式活塞（2）的向下移动，第一柱段和第二柱段顶部均受到向下的压力促使阶梯式活塞（2）继续向下运动；

S3：随着超压时间的增长，第一柱段顶部逐渐靠近第一密封圈（4）；当第一柱段顶部移动至第一密封圈（4）下方，第一腔体和第二腔体相连通，第二管道（3）开启，主阀阀盖内腔中的气体经第一腔体和第二腔体从第二管道（3）向外释放，以对主阀进行泄压；

S4：当泄压至第四腔体内部压力高于第一腔体、第二腔体和第三腔体内部压力时，阶梯式活塞（2）底部受到向上的作用力，使阶梯式活塞（2）向上移动；当第一柱段顶部移动至位于第一密封圈（4）上方时，第二管道（3）关闭，停止泄压；

S5：当主阀压力变化时，重复步骤S2~S4，以实现对主阀的超压保护。