регулирующий клапан паровой турбины

Формула изобретения

Регулирующий клапан паровой турбины, содержащий паровую коробку, в крышке которой установлена букса, проходящий через нее шток, связанный с чашей клапана, выполненной с юбкой, причем крышка снабжена в зоне расположения чаши клапана выступающим внутрь коробки цилиндрическим экраном, охватывающим стакан буксы с юбкой чаши клапана, отличающийся тем, что букса своим стаканом сопряжена с экраном крышки с натягом по посадочным пояскам, а вне экрана букса сопряжена с крышкой по ходовой посадке по дополнительным посадочным пояскам.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области паровых турбин, а его объектом является регулирующий клапан системы парораспределения турбины.

Известны регулирующие клапаны паровой турбины, содержащие паровую коробку с крышкой, буксу, запрессованную своими поясками с натягом в соответствующие пояски крышки и зафиксированную с крышкой штифтами хотя бы по одному пояску, с проходящим через буксу штоком, который связан с чашей клапана, имеющей направляющую юбку и тарелку, взаимодействующую с седлом [1].

При этом паровая коробка регулирующих клапанов большинства известных паровых турбин изготавливается с одним паровпускным отверстием (1). Эти клапаны работают в условиях сложного напряженного состояния, при котором может произойти застревание подвижных деталей, обрыв штока или его изгиб, не позволяющий обеспечить закрытие клапана с достаточной точностью. Одной из распространенных мер борьбы с этими отказами является увеличение радиального зазора между штоком и буксой. Однако это приводит к увеличению протечек пара вдоль штока и, следовательно, к снижению экономической эффективности турбины, а также к появлению поперечных вибраций клапана, поломки его деталей, т.е. к снижению надежности.

Известен регулирующий клапан [2], в котором букса устанавливается также, как и в [1], но юбка чаши клапана охвачена насадным стаканом-экраном, являющийся наиболее близким аналогом настоящего изобретения. В таком клапане уменьшается негативное влияние входящего пара на чашу клапана и шток, что позволяет уменьшить радиальный зазор между штоком и буксой и сократить потери пара. Однако, в таком клапане стакан выполняется достаточно толстостенным, экранирующим детали клапана от засорения, абразивного износа, неравномерных тепловых деформаций, хотя в самом стакане-экране не обеспечивается равномерное температурное поле при подаче пара в турбину во время переходных пуско-остановочных режимов. Поэтому такие экраны устанавливаются с достаточно большими зазорами относительно основных деталей клапанов. В указанном регулирующем клапане [2], как и в других известных, букса установлена в крышке паровой коробки с натягом по прессовой посадке и заштифтована. При необходимости ремонта или замены букс в таких клапанах извлечение букс осуществляют с помощью мощного пресса или вырезкой на расточном станке. Эти операции весьма трудоемки и требуют приобретения электростанциями дорогостоящего оборудования. Прохождение штифта через крышку паровой коробки на значительном удалении от места упора буксы в крышку также имеет недостаток, состоящий в том, что вследствие неравномерного температурного удлинения буксы происходит срезание штифта.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такого регулирующего клапана, в котором обеспечивалось бы равномерное температурное поле вокруг юбки чаши клапана, повышенная надежность и ремонтопригодность.

Эта задача решается в регулирующем клапане паровой турбины, который содержит паровую коробку, установленную в ее крышке буксу, проходящий через нее шток, связанный с чашей клапана, и охватывающий ее юбку стакан буксы, в котором, в соответствии с сущностью настоящего изобретения, стакан посажен в цилиндрический тонкостенный экран, отходящий от паровой коробки.

Такое исполнение позволяет достигнуть равномерного температурного поля в узле соединения чаши клапана со штоком при всех режимах эксплуатации.

Предпочтительно, чтобы стакан был выполнен как часть буксы, экран – как продолжение крышки, чтобы стакан был сопряжен с экраном посадкой с натягом на коротких поясках и соединен с ним штифтом, а сопряжение буксы с крышкой паровой коробки выполнено по ходовой посадке на дополнительных сопрягаемых поясках крышки и буксы. В таком клапане при разборке извлекается штифт, нагревается экран и после нагрева и теплового расширения экрана усилие натяга между ним и стаканом снимается, и букса может быть извлечена без использования пресса. В известных клапанах с прессовой посадкой буксы в крышку нагрев последней не был способен устранить натяг, т.к. при нагреве массивной крышки происходит и нагрев буксы, что сохраняет прессовую посадку между ними. Таким образом, изобретение улучшает ремонтопригодность клапана, а, кроме того, обеспечивает расположение штифта в более приемлемом месте, предотвращая срез штифта.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его осуществления, изображенном на прилагаемом чертеже, который показывает регулирующий клапан в продольном разрезе.

Клапан предназначен для системы паровпуска в цилиндр паровой турбины с подачей регулируемого расхода свежего пара высоких параметров как по давлению, так и по температуре. Клапан содержит паровую коробку 1 с крышкой 2, в которой установлена букса 3, а через нее проходит шток 4, связанный поворотно-осевым соединением с юбкой 5 чаши клапана, тарелка 6 которой взаимодействует с седлом 7 клапана.

Юбка 5 чаши клапана охвачена стаканом 8, являющимся частью буксы 3 и служащим для регулирования поступления пара к разгрузочному клапану 9 на конце штока 4. Стакан 8 посажен в цилиндрический тонкостенный экран 10, являющийся частью и продолжением крышки 2 паровой коробки 1. Экран 10 может быть выполнен заодно с крышкой или насаженным известными способами.

Экран 10 соединен со стаканом 8 посадками и фиксирующим штифтом 11, предотвращающим от разворота стакан 8, а, следовательно, и буксу 3. При этом соединение экрана 10 со стаканом 8 выполнено по плотной посадке с натягом по посадочным пояскам 12, а верхняя часть буксы 3 установлена по ходовой посадке без натяга на дополнительных внутренних поясках 13 и 14 в крышке 2. Предлагаемое соединение деталей клапана облегчает монтаж и демонтаж буксы в отличие от известных клапанов с прессовой посадкой буксы по внутренним пояскам 13 и 14 крышки 2, приводящей к необходимости ее выпрессовывания или вырезания при ремонте клапана.

Описанный регулирующий клапан функционирует, как и другие клапаны паровой турбины. Однако, этот клапан обладает лучшей ремонтопригодностью, позволяя относительно просто извлекать буксу, т.к. при удаленном штифте 11 путем нагрева экрана 10 снимается натяг между ним и стаканом 8, после чего буксу 3 со стаканом можно извлечь из крышки 2 без применения пресса. Более того, благодаря расположению фиксирующего штифта в зоне стакана буксы, а не в зоне ее прохождения через среднюю часть крышки паровой коробки, как в известных клапанах, предотвращается срезание этого штифта из-за неравномерного температурного поля по длине буксы и тем самым дополнительно повышается надежность клапана.

Источники информации, цитируемые в описании:

1. Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины. М., 1990, с.177-178, рис.4.29а и 4.296.

2. Авт.св. СССР №1247569, F01D 17/10, п.1998 г.