一种免维修高压差气相介质阀门系统

技术领域

本发明专利主要针对火电厂高温高压蒸汽阀门相关技术领域，具体为一种免维修高压差气相介质阀门系统。

背景技术

在火电厂机组中，使用到很多高温高压阀门，比如紧急疏水排空阀门，由于阀门出口为对空排放，导致阀门前后压差特别大，阀门在启动后高压蒸汽窜向低压区，因此在阀门开启瞬间，介质流速很大，导致密封面承受巨大的冲击，高速流体很快便会冲坏密封面，甚至冲坏阀体，从而造成阀门的泄漏或阀门报废。泄漏的高温高压介质会对现场人员、设备产生威胁，更会给机组的运行带来极大的安全隐患，且阀门维修成本高，工期长，给电厂带来直接的经济损失。

目前电厂解决阀门冲击的方法主要分为：更换阀门和增大管道直径，但效果不明显。主要体现在：更换阀门和管道的费用高，时间长，且在阀门启停几次后，又会出现泄漏现象，这种反复、频繁地更换阀门仍无法解决根本问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种免维修高压差气相介质阀门系统，以解决阀门在启停过程中，流动介质对阀门和管道的冲刷，避免阀门和管壁破损、蒸汽泄漏。

为解决上述问题，本发明提供了一种新的解决方案：

设计一种免维修高压差气相介质阀门系统，包括高压差阀门、拉瓦尔管和收缩管，其特征在于，所述高压差阀门的一端固定安装所述拉瓦尔管，所述拉瓦尔管远离高压差阀门的一端固定安装所述收缩管。

作为本发明的进一步技术方案：所述高压差阀门为气相介质的疏水排空阀门。

作为本发明的进一步技术方案：所述高压差阀门为气相介质阀门，所述气相介质阀门具体为具有疏水排空作用的高压差阀门。

作为本发明的进一步技术方案：所述拉瓦尔管由拉瓦尔进口段、拉瓦尔收缩段、拉瓦尔平衡段、拉瓦尔扩散段和拉瓦尔出口段构成。

作为本发明的进一步技术方案：所述收缩管由收缩管进口段、收缩管收缩段和收缩管出口段构成。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

在高压差阀门后增加拉瓦尔管可以降低阀门前后压差，减小介质流速，避免阀门被冲刷；收缩管可以降低介质在出口管道的流速，避免出口管道被冲刷，阀门与管道同时得到了保护。拉瓦尔管与收缩管依靠法兰连接，易于拆卸，方便更换，且成本低。该阀门系统简单实用，缩短了维修周期，降低成本，保证了电厂的稳定运行。

附图说明

图1为免维修高压差气相介质阀门系统装配示意图。

图2为免维修高压差气相介质阀门系统中拉瓦尔管示意图。

图3为免维修高压差气相介质阀门系统中收缩管示意图。

其中，1为高压差阀门，2为拉瓦尔管，3为收缩管；①为拉瓦尔管进口直管道，②为拉瓦尔管收缩段，③为拉瓦尔管平衡段，④为拉瓦尔管出口扩散段，⑤为拉瓦尔管出口段，⑥为收缩管进口段，⑦为收缩管收缩段，⑧为收缩管出口段。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1～3，一种免维修高压差气相介质阀门系统，包括高压差阀门1、拉瓦尔管2和收缩管3，其特征在于，所述高压差阀门的一端固定安装所述拉瓦尔管2，所述拉瓦尔管2远离高压差阀门1的一端固定安装所述收缩管3，其中，高压差阀门1、拉瓦尔管2和收缩管3三部分结构通过法兰连接。

由图2可以看出，拉瓦尔管2由收缩段、拉瓦尔管平衡段、拉瓦尔管扩散段和拉瓦尔管出口段构成，通过计算确定拉瓦尔管进口直径D

由图3可以看出，收缩管3由收缩管进口段、收缩管收缩段和收缩管出口段构成，通过计算确定收缩段进口直径D

如上所示，考虑到阀门前后压差大，当阀门开启瞬间，高压气体从高压区流向低压区，巨大的压差导致气体流速增大，对阀门造成破坏性冲刷，短时间内，阀门密封面被冲坏，导致阀门泄露。为了解决上述问题，必须想办法增大阀后压力，以减小阀后速度。由于高温高压气体的特殊性，联想到火箭喷气筒的设计(即拉瓦尔管)，气体在超音速状态下，在扩散管中速度继续增加。所以在阀门后增加一个拉瓦尔管，气体介质在拉瓦尔管中流速迅速增加，动能增大，再由流体力学中伯努利方程可知阀门后的气体压能在拉瓦尔管中转化为动能，拉瓦尔管中动能越大，阀后压能便越大，因此在阀门后接拉瓦尔管可以增加阀后压力，降低阀门前后压差，减小阀后介质速度，避免阀门被冲刷，延长其使用寿命。由于拉瓦尔管出口速度很大，为了避免出口管道被冲刷，在拉瓦尔管后连接收缩管以降低流体速度。

该系统有效提高阀后压力，降低阀后介质速度，提高阀门使用寿命；三部件通过法兰连接，安装拆卸便宜，拉瓦尔管和收缩管更换方便且成本低，降低了电厂因阀门损坏带来的停机隐患，节约了运行成本。

实施例2，基于上述实施例1，本设计的各个部件尺寸均可调整，从而适用于大多数工业生产单位不同条件下的高温高压差气相介质阀门。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。