[发明专利]阀门组件和相应排列

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种阀门组件，尤其是但非唯一性地指一种包含停止阀和控 制阀的中压(Intermediate Pressure，IP)蒸汽阀门组件。

【背景技术】

一个位于例如蒸汽发生器和涡轮机之间的阀门运行于严酷环境下，受到 来自其控制下的蒸汽流的热量和振动的损害，这对本领域的技术人员而言是 显而易见的。通常需要两个阀：一个控制阀或者调节阀，用于控制流经涡轮 机的蒸汽量(从而控制涡轮机的速度和载荷)；一个停止阀，在紧急情况下 用于停止蒸汽流以避免涡轮机受到损坏。这种阀最简单的形式包括安装在阀 杆上的栓塞或者阀头，该阀杆可以向前移动到运行位置内，在该运行位置内 该阀杆部分地或者完全地阻塞流体导管(fluid conduit)。

近来，在一腔室内同时具有停止阀和控制阀的阀门组件已经被开发。为 了将两个阀收容在一个腔室内，业界采取了下述的两种主要方案。

一种建议是设置两个同心的阀杆，每个阀杆具有一个能够分别向前移动 的阀。这种阀门组件在Karlsson名下的美国专利第US5971018号中已有描 述。这种阀门组件具有一个缺点，即快速关闭阀或者停止阀要通过被控制的 相同流液来执行。这会导致用于高温和高压应用的垫圈以及弹簧的工艺技术 问题。进一步地，在一些实施例中，一个阀杆穿过另一个阀杆比一个阀杆穿 过静态套筒更容易引起机械故障，这已经被证实并且通过实践证明了。在包 含有停止阀和控制阀的第二阀门组件内，每个阀的阀杆使用各自的启动装置 从不同的组件末端运行。在一些实施例中，停止阀头位于在控制阀内，并且， 例如，通过拉动运行停止阀，通过推动运行控制阀。这种组件的一个例子可 在专利DE-A-2523297中见到。然而在这种组件中，一个阀杆通常位于蒸汽 流线上，而管道必须拐弯以避免碰到其启动器。管道的每个拐角引起被控气 体的动压力的损耗，此处所说的气体为蒸汽。这可在扩压器内(该扩压器是 一个逐步扩展的管道)部分恢复，这是在现有技术中采用的解决方案。然而， 这种扩压器通常用非常昂贵的金属制成，人们期待这种金属的使用能够降到 最小。

【发明内容】

根据本发明的第一个方面，本发明提供一种具有一个进口端和一个出口 端的阀门组件，该进口端和出口端通过流体导管相连以使其间的流体得以通 过，阀门组件设有一个停止阀，该停止阀具有安装于阀门组件中心的阀杆以 及位于阀杆上的阀头，停止阀阀杆可操控以使停止阀阀头在开启位置(在开 启位置上进口端和出口端相连接)和关闭位置(在关闭位置上进口端和出口 端相分离)之间移动，阀门组件还包含一个控制阀，该控制阀具有至少一个 偏离中心地安装在阀门组件中的阀杆和安装在该至少一个控制阀阀杆上的 阀头，其中该至少一个控制阀阀杆可操控以移动控制阀阀头，用于控制流入 流体导管内的流体的分度流量，当停止阀位于开启位置时，停止阀阀头嵌入 控制阀阀头内。

优选地，相对于控制阀阀头，该至少一个控制阀阀杆是被偏离中心地安 装，控制阀安装在至少两个阀杆上。通过提供多个阀杆(尤其是三个或者更 多的均匀分布的阀杆)可以防止对单个阀杆产生力矩。

本发明还包括上述的阀门组件和控制器的组合，该控制器设置用于监控 阀门组件外部以及/或者内部的状态以及根据该状态监控组件中的阀门位 置。

根据本发明的另一方面，涡轮系统包括蒸汽发生器、蒸汽涡轮机、以及 用于将来自蒸汽发生器的蒸汽进一步导入到蒸汽涡轮机的流体导管，其中本 发明的阀门组件或者上述的组合控制蒸汽流通过流体导管。

停止阀可安装在一个中心阀杆上，由于在一个阀杆的末端可能产生力 矩，通常优选中心阀杆，因此具有中心阀杆的阀门在没有卡住时比由一个或 者两个偏心阀杆操控的阀门更容易引导。从安全的角度考虑，停止阀比控制 阀更加重要，因此，选择中心位置是有利的，这样就产生了更加可靠的引导。 停止阀通常完全缩回或者完全延伸，从而与支撑装置或与阀门组件的外壳保 持机械衔接。这意味着，阀杆通常通过阀门的机械衔接支撑，因此不经常承 受力矩。停止阀可有锥形的阀门表面，这有利于在停止阀处于缩回状态时提 供一锥面，用于蒸汽流的转向。当停止阀在中心位置以及/或者在完全缩回 位置时尤其是这种情况，在该情况下提供倒密封(Back-Seating)用于保证机械 刚性。