国产650MW核电汽轮机主调阀内漏改进方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109958480A(43)申请公布日2019.07.02(21)申请号201711399266.8(22)申请日2017.12.22(71)申请人中核核电运行管理有限公司地址314300浙江省嘉兴市海盐县中核核电运行管理有限公司科技管理处申请人核电秦山联营有限公司(72)发明人刘伟赵冬冬蒋勇黄少华陆增圩孙国忠(74)专利代理机构核工业专利中心11007代理人程然(51)Int.Cl.F01D17/10(2006.01)F16K51/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称国产650MW核电汽轮机主调阀内漏改进方法(57)摘要本发明属于核电汽轮机的高压主调阀设计制造和内漏处理技术领域，具体涉及一种国产650MW核电汽轮机主调阀内漏改进方法，目的在于找出导致主调阀内漏的末端因素，并进行针对性改进。其特征在于：它包括减小阀门的卸载比、改进阀座密封型线、改进密封环和定位环设计和消音器增加密封环的步骤。本发明进行的以上改进运用于同类型新核电项目后，主调阀密封良好，机组能够稳定在1100r/min平台暖机，说明采取的技术改进是卓有成效的，对同类型机组汽轮机主调阀的设计制造具有一定的借鉴意义。CN109958480ACN109958480A权利要求书1/1页1.一种国产650MW核电汽轮机主调阀内漏改进方法，其特征在于：它包括如下步骤：步骤一：减小阀门的卸载比；阀门卸载比为阀笼内径与密封线直径比值的平方，卸载比越大，表示蒸汽对阀芯上下两方向的作用面积越接近，蒸汽对阀芯向下的压力也越小；现有主调阀的卸载比为99％，蒸汽对阀芯产生的向下压力约1.23T，改进后的主调阀保持密封线直径不变，减小衬套内径至473.8mm，阀门卸载比减小至95.56％，蒸汽作用力增大至6.36T，有效提升了密封比压；步骤二：改进阀座密封型线；改进后的主调阀阀座由原R124的圆角改为60°锥面，原球面对球面的密封形式变为球面对锥面，提升了阀芯自对中的稳定性；步骤三：改进密封环和定位环设计；改进后的主调阀由四点定位钮方式改为整圈圆形定位环方式，同时将密封环尽量靠近阀笼的上部，有效增加了定位功能及自位调整功能；步骤四：消音器增加密封环；改进后的主调阀在消音器与阀座“U”型槽之间新增一道密封环，以减少该区域蒸汽泄漏量，同时增加了消音器与阀体之间的阻尼，减少了消音器振动产生的风险。2CN109958480A说明书1/3页国产650MW核电汽轮机主调阀内漏改进方法技术领域[0001]本发明属于核电汽轮机的高压主调阀设计制造和内漏处理技术领域，具体涉及一种国产650MW核电汽轮机主调阀内漏改进方法。背景技术[0002]秦山第二核电厂的汽轮机主调阀是立式调节阀，用于调节进入汽轮机的蒸汽流量，从而控制汽轮机的转速和功率。主调阀分为执行机构和阀门本体两大部分，二者通过M42×3螺纹连接，并配有防转销防止阀杆与执行机构脱开。高压EH油进入油动机后，经过伺服阀进入活塞缸下腔，驱动活塞杆向上运动，执行机构在活塞杆的驱动下克服弹簧压力，带动阀芯上升，露出阀笼消音器的小孔(孔径φ6.4mm)区域，蒸汽通过小孔进入汽轮机内做功。阀芯的开度越大，露出的小孔数量就越多，蒸汽流量也就越大，使汽轮机功率提升。当需要关闭阀门时，通过伺服阀将油动机活塞下腔的EH油压卸去，阀芯在弹簧压力作用下落在阀体密封面上，阀门关闭。[0003]秦山第二核电厂3号机组于2010年初首次进行非核蒸汽冲转，机组挂闸后汽轮机转速迅速上升至1100r/min以上，无法满足机组的暖机要求，被迫打闸以防止转速继续上升，后经试验证实在未给主调阀开指令的情况下转速汽轮机最高升至1600r/min以上，说明主调阀内漏严重。随后进行了一系列分析、检查与试验工作，包括有主调阀执行机构冷态下的自由度检查、阀芯与阀座密封线检查与研磨、油动机空行程检查、改变弹簧压缩量试验、热态下的阀门位移检查、油压与开度试验等多项处理措施，但主调阀的内漏依然没有明显改善，机组启动时采取多次打闸降速的方式使汽轮机转速保持在1100～1400r/min之间进行暖机。4号机组的工程进度较3号机组晚1年，但主调阀同样存在内漏问题，并且现象基本一致。[0004]主调阀在关闭状态下的蒸汽内漏途径，主要通过阀座密封面和阀芯密封环。主调阀阀芯是一个圆柱形筒体，筒体下端面边缘加工成SR357.28mm的圆弧面，阀座上堆焊一层约6mm厚的司太立合金，其表面加工成R124圆角，阀芯圆弧面与阀座R124圆角形成一圈密封线。阀芯需要上下动作，为防止卡涩，阀芯外圈与阀笼内圈之间留有1.17～1.27mm的直径间隙，阀芯上装有2道密封环阻止蒸汽从该间隙泄漏。密封环为带开口圆环，材料为GH21