本發(fā)明屬于電站閥門，尤其涉及一種復合調節(jié)的寬負荷汽輪機旁路閥。

背景技術：

1、汽輪機旁路閥是一種在一個閥內將蒸汽的壓力、溫度調整至規(guī)定數(shù)值的閥門，是火電機組中的重要閥門。它的作用是：在啟動和停機過程中，控制蒸汽壓力、溫度和流量，保護汽輪機；協(xié)調汽輪機與鍋爐之間的蒸汽流量平衡，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；在機組出現(xiàn)故障或緊急情況下，快速打開將蒸汽旁路掉，保護汽輪機和其他設備不受損壞。

2、當前火電機組主要承擔協(xié)調電網(wǎng)平衡的任務，要求具有靈活調整電負荷的能力。這就要求汽輪機旁路閥具有寬負荷調節(jié)的能力，并且要能夠在頻繁調節(jié)的情況下長期運行，并保持性能的穩(wěn)定性。

3、而市場上現(xiàn)有的汽輪機旁路閥通常是按照啟動工況進行設計的，首先不具備寬負荷調節(jié)的能力，而且也不適于在頻繁動作的情況下長期運行，經(jīng)常發(fā)生振動和噪聲超標、關閉不嚴密，甚至閥內件沖蝕損壞等問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種復合調節(jié)的寬負荷汽輪機旁路閥，以解決汽輪機旁路閥負荷調節(jié)范圍有限，頻繁調節(jié)動作情況下穩(wěn)定性不足的問題。本發(fā)明所采用的技術方案如下：

2、一種復合調節(jié)的寬負荷汽輪機旁路閥，包括閥體、閥蓋、閥桿、大閥塞、第一節(jié)流套、第二節(jié)流套、執(zhí)行器和減溫裝置組件，閥體為三通形構件，閥體的上開口、下開口和側開口通過外閥腔連通，閥體的下開口為介質出口，閥體的側開口為介質進口，閥蓋密封閥體的上開口，介質出口的通徑上設有閥座，閥座的內周上端設有第一密封錐面，介質出口與出口接管相連，出口接管上設有減溫裝置組件；

3、第一節(jié)流套包括內外依次套接的若干夾層，將位于最內層的所述夾層作為主夾層，其余所述夾層作為副夾層，副夾層位于主夾層的底部，相鄰兩層所述夾層之間形成環(huán)形間隙，位于外側的所述夾層上下兩端分別與相鄰內側的所述夾層抵靠連接，以封閉對應的所述環(huán)形間隙，所述夾層的側壁上沿軸向開設有若干節(jié)流降壓孔組，相鄰兩個所述夾層的若干節(jié)流降壓孔組通過對應的所述環(huán)形間隙連通，主夾層的上端與閥蓋密封相連，主夾層的下端與閥座的外周密封相連，主夾層的中部設有第一通流孔組；

4、大閥塞為圓筒形構件，大閥塞的外周下端設有第二密封錐面，大閥塞的外周與主夾層的內周滑動配合，大閥塞敞開或封堵主夾層的若干節(jié)流降壓孔組，第二密封錐面與第一密封錐面抵靠密封或分離，大閥塞的側壁上設有第二通流孔組，大閥塞的下部內周設有隔環(huán)結構，隔環(huán)結構的內孔上端設有第三密封錐面，第二節(jié)流套設有下開口的內閥腔，第二節(jié)流套的外周上端與大閥塞的內周相連，第二節(jié)流套與隔環(huán)結構同軸上下相抵，第二節(jié)流套的外周與大閥塞的內周之間形成環(huán)形腔，第二節(jié)流套的下部沿軸向設有若干迷宮降壓孔組，閥桿的下端設有小閥塞，小閥塞的外周與第二節(jié)流套的內周滑動配合，小閥塞的外周下端設有第四密封錐面，小閥塞敞開或封堵若干迷宮降壓孔組，第三密封錐面與第四密封錐面抵靠密封或分離，每個所述夾層上若干節(jié)流降壓孔組的流通面積大于若干迷宮降壓孔組的流通面積。

5、進一步的，第二節(jié)流套包括盤片壓蓋、若干迷宮環(huán)和環(huán)座，盤片壓蓋設有下開口的空腔，環(huán)座為環(huán)形結構，盤片壓蓋、若干迷宮環(huán)和環(huán)座的外周相等，盤片壓蓋和若干迷宮環(huán)的內周相等，盤片壓蓋、若干迷宮環(huán)、環(huán)座和隔環(huán)結構由上到下依次同軸相抵，迷宮環(huán)和環(huán)座的上端面上均圓周設置有若干連通內周和外周的降壓槽，降壓槽設有若干直角轉彎結構。

6、進一步的，所述直角轉彎結構的級數(shù)由下式確定：

7、；

8、式中：

9、 n w為所述直角轉彎結構的級數(shù)，無量綱；

10、 δp為介質出口和介質進口之間的壓差，單位為pa；

11、 ξ w為直角轉彎結構的阻力系數(shù)，無量綱；

12、 ρ為蒸汽的平均密度，單位為kg/m3；

13、 υ為蒸汽流速，單位為m/s。

14、進一步的，設定若干迷宮環(huán)和環(huán)座的總數(shù)量為n1，迷宮環(huán)上降壓槽的數(shù)量或環(huán)座上降壓槽的數(shù)量為n2，則所述降壓槽的入口橫截面積由下式確定：

15、；

16、式中：

17、 a m為降壓槽的入口橫截面積，單位為m2；

18、 k vm為迷宮盤組的流量系數(shù)，單位為m3/h。

19、進一步的，每級所述夾層的若干節(jié)流降壓孔組出口壓力與入口壓力比值均大于等于蒸汽的臨界壓力比0.546，則所述夾層的級數(shù)nk由下式確定：

20、；

21、式中：

22、nk為所述夾層的級數(shù)，取整數(shù)，無量綱；

23、p2為介質出口的壓力，單位為pa；

24、p1為介質進口的壓力，單位為pa；

25、單級所述夾層上若干節(jié)流降壓孔組的阻力系數(shù) ξk為若干節(jié)流降壓孔組的流通面積與閥座內孔面積的比值函數(shù)， ξk通過下式確定：

26、；

27、式中：

28、ak為若干節(jié)流降壓孔組的流通面積，單位為m2；

29、af為閥座的內孔面積，單位為m2；

30、第一節(jié)流套的阻力系數(shù)為各級夾層上若干節(jié)流降壓孔組的阻力系數(shù)和，則第一節(jié)流套的流量系數(shù)通過下式確定；

31、；

32、式中：

33、kvt為第一節(jié)流套的流量系數(shù)，m3/h。

34、大閥塞包括上塞體和下塞體，上塞體的下端和下塞體的上端止口配合，并通過螺釘相連，第二節(jié)流套的外周上端與上塞體的內周相連，隔環(huán)結構設置在下塞體的內周上。

35、進一步的，閥桿上套接有碟簧組和碟簧壓蓋，碟簧壓蓋與閥桿銷連接，碟簧組的上端與碟簧壓蓋相抵，碟簧組的下端與第二節(jié)流套相抵。

36、進一步的，大閥塞的上端設有限位罩。

37、進一步的，出口接管相對的兩側分別對應設置第一法蘭座和第二法蘭座，噴水管體水平貫穿出口接管，噴水管體的一端與噴水管座的一端相連，噴水管體的另一端插入第二法蘭座內，端蓋密封第二法蘭座，噴水管座外周的法蘭結構與第一法蘭座相連，噴水管座的另一端與連接法蘭相連，若干彈簧噴嘴排列設置在噴水管體上，若干彈簧噴嘴分為多組，多組彈簧噴嘴的開啟壓力依次變化。

38、進一步的，外閥腔的側壁上設有疏水管座。

39、進一步的，閥蓋上設有填料函，填料壓蓋將填料組件壓在填料函的底面上，閥桿與閥蓋通過填料組件滑動密封配合。

40、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：

41、1．本發(fā)明設有兩套降壓單元，在負荷較小的工況下，通過調整閥桿的升降高度，使蒸汽依次流經(jīng)第一通流孔組、第二通流孔組、所述環(huán)形腔和若干迷宮降壓孔組，通過調節(jié)若干所述迷宮流道敞開的數(shù)量，實現(xiàn)蒸汽壓力在小流量下的精確調節(jié)；在大負荷工況下，通過調整閥桿的升降高度，使蒸汽依次流經(jīng)若干所述夾層上的節(jié)流降壓孔組，由于每個所述夾層上若干節(jié)流降壓孔組的流通面積都遠大于若干迷宮降壓孔組的流通面積，可保證蒸汽壓力在大流量下的穩(wěn)定調節(jié)，這種復合調節(jié)的方法能夠確保閥門在從小到大全部的負荷范圍內都有很好的控制特性。

42、2．若干彈簧噴嘴分為多組，多組彈簧噴嘴的開啟壓力依次變化。為滿足汽輪機旁路閥寬負荷調整的要求，這些彈簧噴嘴不是開啟具有相同開啟壓力和額定流量的噴嘴，而是根據(jù)不同工況對減溫水流量和壓力的要求，設計為多型號、多數(shù)量的一組噴嘴，隨著閥門工況的變化逐漸開啟不同型號的噴嘴，因此溫度調節(jié)性能更為優(yōu)異。