1．前言

高溫高壓蒸汽轉(zhuǎn)換閥是電站高溫高壓減溫減壓裝置的核心閥門，也是高壓旁路的主要閥門，是“熱電冷”三聯(lián)產(chǎn)的重要配套設(shè)備。傳統(tǒng)的高溫高壓減壓裝置在安全可靠及調(diào)節(jié)性能方面存在一定的問題。高性能高溫高壓蒸汽轉(zhuǎn)換閥無論是從結(jié)構(gòu)設(shè)計、降低噪聲、可靠性和節(jié)約成本等方面都有很大的改進(jìn)和完善。滿足用戶越來越高的要求。

2．工作原理

高性能高溫高壓蒸汽轉(zhuǎn)換閥是在傳統(tǒng)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上改進(jìn)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，從結(jié)構(gòu)設(shè)計、降低噪聲、可靠性和節(jié)約成本等方面都有了很大的改進(jìn)和完善，以滿足用戶復(fù)雜工況的需要。由于使用的蒸汽參數(shù)很高，工作溫度達(dá)540℃以上，工作壓力達(dá)10MPa以上。

高壓蒸汽由上部進(jìn)氣管道進(jìn)入上部高壓汽室，當(dāng)閥桿上下移動時，使蒸汽通過流線型通道向下部排出，進(jìn)入下汽室，通過流道面積的變化實現(xiàn)一次減壓。經(jīng)減壓的蒸汽通過曲線形多孔節(jié)流罩流出，實現(xiàn)二次減壓同時可很好地降低噪聲。蒸汽經(jīng)減壓擴(kuò)容后的出口通道面積設(shè)計成比進(jìn)口通道面積大，確保不產(chǎn)生大的噪音。

蒸汽轉(zhuǎn)換閥的壓力調(diào)節(jié)是通過壓力變送器和調(diào)節(jié)器，再由電動(氣動)執(zhí)行機(jī)構(gòu)操縱，帶動與減溫蒸汽轉(zhuǎn)換閥閥瓣相連的閥桿，使閥瓣在套筒內(nèi)上下運(yùn)動，以改變介質(zhì)流通面積來達(dá)到節(jié)流減壓的目的。

3．主要結(jié)構(gòu)特征

如圖1所示，閥體采用雙球形結(jié)構(gòu)，上部小球形為高壓進(jìn)氣腔，下部大球體為低壓汽室。兩室之間為閥的流通道。在此設(shè)置閥座6的密封面。閥座與閥體采用焊接連接結(jié)構(gòu)，為防止焊接變形對閥座密封面的影響，在閥座上設(shè)置了焊接變形槽(圖中的I放大圖)。閥瓣與閥桿構(gòu)成一體。閥座與閥瓣組成的流線型氣流通道，可防止閥內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動。閥門的下部汽室內(nèi)裝有曲線多孔節(jié)流罩7，它可避免減壓后的蒸汽直接噴刷閥體，同時也起減壓至出口所要求的壓力和減低噪音的作用。采用先減壓后減溫分體結(jié)構(gòu)，避免材料的交變應(yīng)力，提高安全可靠性。高溫高壓蒸汽轉(zhuǎn)換閥采用單座和多孔網(wǎng)罩二級減壓結(jié)構(gòu)形式，既減少閥門泄漏量，增大減壓幅度，又避免閥體內(nèi)壁直接受噴刷，延長閥門使用壽命，同時降低噪聲。蒸汽轉(zhuǎn)換閥閥體采用雙球形，耐壓能力強(qiáng)。

(1)采用單座柱塞和多孔節(jié)流罩二級減壓結(jié)構(gòu)形式，既減少閥門泄漏量，又增大減壓幅度，同時多孔節(jié)流罩還能降低噪聲。

(2)多孔節(jié)流罩采用流線型(圖中的曲線形)結(jié)構(gòu)，避免在交變高溫負(fù)荷的情況下，產(chǎn)生熱應(yīng)力的交變循環(huán)造成的疲勞破壞，減少材料的交變應(yīng)力，提高安全可靠性。

(3)蒸汽轉(zhuǎn)換閥閥體采用雙球形，不僅可減少閥體壁厚，降低制造成本，同時耐壓能力強(qiáng)，還可減少介質(zhì)的高溫高壓沖刷而產(chǎn)生的材料交變應(yīng)力。

(4)為了避免各種工況的水錘沖擊，在閥門最低處設(shè)置疏水。

(5)為防止焊接變形對閥座密封面的影響，在閥座上設(shè)置了焊接變形槽(圖中的I放大圖)。

(6)出口通道面積設(shè)計成比進(jìn)口通道面積大，確保不產(chǎn)生大的噪音。

(7)蒸汽轉(zhuǎn)換閥和調(diào)節(jié)閥密封副采用高速噴涂stellite耐高溫、沖刷和耐腐蝕的高硬度合金，硬度可達(dá)HRC52～58，實現(xiàn)閥門泄漏量少、使用壽命長的目的。

4．性能特點

高性能高溫高壓蒸汽轉(zhuǎn)換閥采用單座柱塞和節(jié)流孔罩，與傳統(tǒng)蒸汽轉(zhuǎn)換閥比較有以下特點：

根據(jù)文獻(xiàn)[1]，蒸汽流量同流通截面積關(guān)系為

式中：G——蒸汽流量，kg/s;

F——流通面積，m₂;

α——流量系數(shù)；

β——蒸汽通過閥座的減壓比；

P1——減壓前一次蒸汽壓力，MPa；

V1——減壓前一次蒸汽比容，m³/kg。

6．結(jié)束語

通過對傳統(tǒng)蒸汽轉(zhuǎn)換閥的分析比較，高性能高溫高壓蒸汽轉(zhuǎn)換閥結(jié)構(gòu)合理緊湊，在高溫高壓等極端條件下具有安全可靠性好和優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能。流量調(diào)節(jié)比可達(dá)1:20以上，減壓幅度也有很大提高，減低噪聲方面也有很大提高，根據(jù)實際運(yùn)行考驗從傳統(tǒng)的減溫減壓裝置的90dbA以上降低到85dbA以下。

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