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適用于船用增壓鍋爐的安全保護系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510573899.0

申請日:

2015.09.11

公開號:

CN105066101A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 專利權的轉移IPC(主分類):F22B 37/44登記生效日:20190412變更事項:專利權人變更前權利人:中國船舶重工集團公司第七〇三研究所變更后權利人:哈爾濱廣瀚動力技術發展有限公司變更事項:地址變更前權利人:150000 黑龍江省哈爾濱市道里區洪湖路35號變更后權利人:150001 黑龍江省哈爾濱市道里區洪湖路35號|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F22B 37/44申請日:20150911|||公開
IPC分類號: F22B37/44; F16K17/04; F16K17/164 主分類號: F22B37/44
申請人: 中國船舶重工集團公司第七〇三研究所
發明人: 艾博; 姚東; 莊立群; 劉偉; 戎玲; 周亞洲
地址: 150000黑龍江省哈爾濱市道里區洪湖路35號
優先權:
專利代理機構: 大慶禹奧專利事務所23208 代理人: 朱士文; 楊曉梅
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510573899.0

授權公告號:

|||||||||

法律狀態公告日:

2019.05.03|||2017.02.08|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

專利申請權、專利權的轉移|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提出適用于船用增壓鍋爐的安全保護系統。本安全閥系統在船用增壓鍋爐的上鍋筒和過熱器上集箱上各布置一個帶先導閥的主安全閥,兩個主安全閥由安裝在鍋筒上的一個雙體式控制安全閥控制,控制安全閥連接一個連桿裝置至爐前操作端,實現遠端手動開啟。本發明具有如下有益效果:主安全閥的最大優點是壓力越高,關閉密封性越好,不易泄漏,實現了減小汽水損失,鍋筒和過熱器上集箱的雙安全閥布置,兩個主安全閥啟跳壓力不同,一個安全閥啟跳即可實現降低壓力的效果,避免同時啟跳造成鍋爐大量的汽水損失,主安全閥可在保證鍋爐安全的前提下盡量提高回座壓力,實現了減少鍋爐汽水損失。

權利要求書

1.一種適用于船用增壓鍋爐的安全保護系統,包括過熱器主安全閥(1)和鍋筒主安全閥(2),其特征在于:過熱器主安全閥(1)的鍋爐側閥室(111)與過熱器外殼法蘭密封連接,鍋筒主安全閥(2)的鍋爐側閥室(111)與鍋爐頂端法蘭密封連接,過熱器主安全閥(1)和鍋筒主安全閥(2)的控制蒸汽入口(10)分別連接雙聯體控制安全閥(3)上的兩個控制蒸汽出口(315),雙聯體控制安全閥(3)的鍋爐蒸汽入口(316)法蘭連接鍋爐爐體,雙聯體控制安全閥(3)的傳動軸(311)通過連桿連接手動啟動手輪(4);過熱器主安全閥(1)和鍋筒主安全閥(2)的結構相同,包括閥體(11),閥體(11)下側的鍋爐側閥室(111)和上側的大氣側閥室(112)之間的空腔內橫向置有閥桿(12),閥桿(12)靠近鍋爐側閥室(111)一側固定連接閥瓣(19),閥瓣(19)平面密封連接閥座(17),閥座(17)密閉連接閥體(11),閥桿(12)位于大氣側閥室(112)一側分別連接活塞(18)、彈簧(110)和彈簧壓蓋(13),彈簧壓蓋(13)外側有端蓋(16)密封連接閥蓋(15),閥蓋(15)和活塞套筒(14)一體密封連接閥體(11),活塞套筒(14)內孔密封連接活塞(18)和閥桿(12),閥蓋(15)一側開有通孔密封連接控制蒸汽入口(10);雙聯體控制安全閥(3)為兩個結構相同的控制閥體(30)并聯結構,兩個控制閥體(30)底部的橫向通道(314)與雙聯體控制安全閥(3)底部的鍋爐蒸汽入口(316)連通,每個控制閥體(30)底部的豎向閥腔與控制閥瓣(31)平面密封連接,控制閥瓣(31)上部的控制閥體(30)的內腔有出口密閉連接控制蒸汽出口(315),控制閥瓣(31)上部連接壓桿(33),壓桿(33)頂部連接彈簧下座(38)內孔頂部,彈簧下座(38)下部的外沿部分與彈簧上座(35)之間設有彈簧(34),彈簧上座(35)上部連接調整螺母(36),調整螺母(36)螺紋連接控制閥體(30),控制閥體(30)與彈簧上座(35)螺紋連接部分設有緊定螺絲(37);彈簧下座(38)的下部外沿部分橫向開有通孔,通孔兩邊分別過渡配合連接半軸(32),兩個半軸(32)外側分別連接左側控制閥體(30)的左杠桿(310)和右側控制閥體(30)的右杠桿(39),左杠桿(310)和右杠桿(39)均為拐臂結構,拐臂中部通過螺栓與控制閥體(30)定位,兩個對稱布置的拐臂下部的撥叉內側連接連接左滑塊(312)和右滑塊(313),左滑塊(312)與傳動軸(32)左旋螺紋連接,右滑塊(313)與傳動軸(32)右旋螺紋連接,傳動軸(32)與控制閥體(30)通過兩個定位套(317)連接,兩個定位套(317)內側分別設有限位套(318)通過頂絲連接傳動軸(311)。2.根據權利要求所述的適用于船用增壓鍋爐的安全保護系統,其特征在于:手動啟動手輪(4)位于鍋爐前鍋爐操作間內。

說明書

適用于船用增壓鍋爐的安全保護系統

技術領域:

本發明涉及艦船鍋爐技術領域,具體地說是適用于船用增壓鍋爐的安全保護系統。

背景技術:

安全閥是保護鍋爐安全可靠運行所必須的安全裝置,是鍋爐工作的“三大”安全附件之一,隨著科技的不斷發展出現了各具功能的多種安全閥,安全閥的種類已經比較齊全,但在海洋環境中空氣潮濕,船艙內溫度高,這種環境對船用增壓鍋爐的安全閥要求很高,陸上的普通安全閥很難滿足海上環境的要求,所以要設計一種能適應海上環境的特種安全閥系統來保障船用增壓鍋爐的安全可靠運行;

海洋艦船環境中空氣潮濕,普通材料容易腐蝕,安全閥是保證鍋爐運行的重要設備,如果材料腐蝕會使安全閥容易出現故障,并影響鍋爐的安全運行,在海洋環境中淡水資源嚴重緊缺,鍋爐用水對水質的要求比較高,船上制取淡水其成本較高,淡水用量也較大,安全閥在保護鍋爐運行時要排出大量蒸汽,保證鍋爐安全運行的同時也造成了船舶淡水資源的流失,所以需要設計一種保證鍋爐能夠安全運行的情況下,最大限度的節約船上水資源的安全閥裝置,艦船鍋爐需要經常變工況運行,高工況有時為保證鍋爐安全或為了迅速降低壓力,或者低壓時為了校驗安全閥,可以手動操作啟跳安全閥,所以艦船鍋爐安全閥設計成可手動開啟很有必要。艦船環境中鍋爐操作復雜,操作人員較多,并且空間狹小,安全閥啟跳時快速放出的大量高壓蒸汽溫度較高,所以有必要設計一種可遠處手動操作的安全閥裝置來保證操作人員的操作安全;

艦船在海洋中經常搖擺、晃動、不穩定,對各種設備的要求較高。基于海洋船舶環境的復雜性,陸上現有安全閥不能滿足其特點,有必要設計一種適應海洋環境的由安全閥裝置組成的安全保護系統。

發明內容:

為了解決上述問題,本發明提供一種適用于船用增壓鍋爐的安全保護系統。

本發明的技術方案是:適用于船用增壓鍋爐的安全保護系統,包括過熱器主安全閥和鍋筒主安全閥,過熱器主安全閥的鍋爐側閥室與過熱器外殼法蘭密封連接,鍋筒主安全閥的鍋爐側閥室與鍋爐頂端法蘭密封連接,過熱器主安全閥和鍋筒主安全閥的控制蒸汽入口分別連接雙聯體控制安全閥上的兩個控制蒸汽出口,雙聯體控制安全閥的鍋爐蒸汽入口法蘭連接鍋爐爐體,雙聯體控制安全閥的傳動軸通過連桿連接手動啟動手輪;

過熱器主安全閥和鍋筒主安全閥的結構相同,包括閥體,閥體下側的鍋爐側閥室和上側的大氣側閥室之間的空腔內橫向置有閥桿,閥桿靠近鍋爐側閥室一側固定連接閥瓣,閥瓣平面密封連接閥座,閥座密閉連接閥體,閥桿位于大氣側閥室一側分別連接活塞、彈簧和彈簧壓蓋,彈簧壓蓋外側有端蓋密封連接閥蓋,閥蓋和活塞套筒一體密封連接閥體,活塞套筒內孔密封連接活塞和閥桿,閥蓋一側開有通孔密封連接控制蒸汽入口;

雙聯體控制安全閥為兩個結構相同的控制閥體并聯結構,兩個控制閥體底部的橫向通道與雙聯體控制安全閥底部的鍋爐蒸汽入口連通,每個控制閥體底部的豎向閥腔與控制閥瓣平面密封連接,控制閥瓣上部的控制閥體的內腔有出口密閉連接控制蒸汽出口,控制閥瓣上部連接壓桿,壓桿頂部連接彈簧下座內孔頂部,彈簧下座下部的外沿部分與彈簧上座之間設有彈簧,彈簧上座上部連接調整螺母,調整螺母螺紋連接控制閥體,控制閥體與彈簧上座螺紋連接部分設有緊定螺絲;

彈簧下座的下部外沿部分橫向開有通孔,通孔兩邊分別過渡配合連接半軸,兩個半軸外側分別連接左側控制閥體的左杠桿和右側控制閥體的右杠桿,左杠桿和右杠桿均為拐臂結構,拐臂中部通過螺栓與控制閥體定位,兩個對稱布置的拐臂下部的撥叉內側連接連接左滑塊和右滑塊,左滑塊與傳動軸左旋螺紋連接,右滑塊與傳動軸右旋螺紋連接,傳動軸與控制閥體通過兩個定位套連接,兩個定位套內側分別設有限位套通過頂絲連接傳動軸。

手動啟動手輪位于鍋爐前鍋爐操作間內。

本發明具有如下有益效果:本安全閥系統在船用增壓鍋爐的上鍋筒和過熱器上集箱上各布置一個帶先導閥的主安全閥,兩個主安全閥由安裝在鍋筒上的一個雙體式控制安全閥控制,控制安全閥連接一個連桿裝置至爐前操作端,實現遠端手動開啟,主安全閥的最大優點是壓力越高,關閉密封性越好,不易泄漏,實現了減小汽水損失,鍋筒和過熱器上集箱的雙安全閥布置,兩個主安全閥啟跳壓力不同,一個安全閥啟跳即可實現降低壓力的效果,避免同時啟跳造成鍋爐大量的汽水損失,主安全閥可在保證鍋爐安全的前提下盡量提高回座壓力,實現了減少鍋爐汽水損失。

附圖說明:

圖1是本發明的結構示意圖;

附圖2是本發明中過熱器主安全閥和鍋筒主安全閥的結構示意圖;

附圖3是本發明中雙聯體控制安全閥的結構示意圖;

附圖4是附圖3的A-A剖面圖。

圖中1-過熱器主安全閥,10-控制蒸汽入口,11-閥體,12-閥桿,13-彈簧壓蓋,14-活塞套筒,15-閥蓋,16-端蓋,17-閥座,18-活塞,19-閥瓣,110-彈簧,111-鍋爐側閥室,112-大氣側閥室,2-鍋筒主安全閥,3-雙聯體控制安全閥,30-控制閥體,31-控制閥瓣,32-半軸,33-壓桿,34-彈簧,35-彈簧上座,36-調整螺母,37-緊定螺絲,38-彈簧下座,39-右杠桿,310-左杠桿,311傳動軸,312-左滑塊,313-右滑塊,314-橫向通道,315-控制蒸汽出口,316-鍋爐蒸汽入口,317-定位套,318-限位套,4-手動啟動手輪。

具體實施方式:

下面結合附圖對本發明作進一步說明:

由圖1結合圖2~圖4所示,適用于船用增壓鍋爐的安全保護系統,包括過熱器主安全閥1和鍋筒主安全閥2,過熱器主安全閥1的鍋爐側閥室111與過熱器外殼法蘭密封連接,鍋筒主安全閥2的鍋爐側閥室111與鍋爐頂端法蘭密封連接,過熱器主安全閥1和鍋筒主安全閥2的控制蒸汽入口10分別連接雙聯體控制安全閥3上的兩個控制蒸汽出口315,雙聯體控制安全閥3的鍋爐蒸汽入口316法蘭連接鍋爐爐體,雙聯體控制安全閥3的傳動軸311通過連桿連接手動啟動手輪4;

過熱器主安全閥1和鍋筒主安全閥2的結構相同,包括閥體11,閥體11下側的鍋爐側閥室111和上側的大氣側閥室112之間的空腔內橫向置有閥桿12,閥桿12靠近鍋爐側閥室111一側固定連接閥瓣19,閥瓣19平面密封連接閥座17,閥座17密閉連接閥體11,閥桿12位于大氣側閥室112一側分別連接活塞18、彈簧110和彈簧壓蓋13,彈簧壓蓋13外側有端蓋16密封連接閥蓋15,閥蓋15和活塞套筒14一體密封連接閥體11,活塞套筒14內孔密封連接活塞18和閥桿12,閥蓋15一側開有通孔密封連接控制蒸汽入口10;

雙聯體控制安全閥3為兩個結構相同的控制閥體30并聯結構,兩個控制閥體30底部的橫向通道314與雙聯體控制安全閥3底部的鍋爐蒸汽入口316連通,每個控制閥體30底部的豎向閥腔與控制閥瓣31平面密封連接,控制閥瓣31上部的控制閥體30的內腔有出口密閉連接控制蒸汽出口315,控制閥瓣31上部連接壓桿33,壓桿33頂部連接彈簧下座38內孔頂部,彈簧下座38下部的外沿部分與彈簧上座35之間設有彈簧34,彈簧上座35上部連接調整螺母36,調整螺母36螺紋連接控制閥體30,控制閥體30與彈簧上座35螺紋連接部分設有緊定螺絲37;

彈簧下座38的下部外沿部分橫向開有通孔,通孔兩邊分別過渡配合連接半軸32,兩個半軸32外側分別連接左側控制閥體30的左杠桿310和右側控制閥體30的右杠桿39,左杠桿310和右杠桿39均為拐臂結構,拐臂中部通過螺栓與控制閥體30定位,兩個對稱布置的拐臂下部的撥叉內側連接連接左滑塊312和右滑塊313,左滑塊312與傳動軸32左旋螺紋連接,右滑塊313與傳動軸32右旋螺紋連接,傳動軸32與控制閥體30通過兩個定位套317連接,兩個定位套317內側分別設有限位套318通過頂絲連接傳動軸311。

手動啟動手輪4位于鍋爐前鍋爐操作間內。

適用于船用增壓鍋爐的安全保護系統主要由兩個主安全閥和雙聯體控制安全閥3組成,雙聯體控制安全閥3分為兩個閥體分別控制鍋筒主安全閥2和過熱器主安全閥1的開啟和關閉,通過調整雙聯體控制安全閥3的調整螺母為鍋筒主安全閥2和過熱器主安全閥1設置不同的啟跳壓力,這樣實現高壓下的分級壓力啟跳,避免兩個主安全閥同時啟跳造成鍋爐大量的汽水損失。

當鍋筒內壓力超限時,雙聯體控制安全閥3首先打開,蒸汽進入主安全閥,在壓力作用下,推動主閥座打開,通過主安全閥瀉放通道泄放壓力,當蒸汽壓力降低時,雙聯體控制安全閥3的閥座在彈簧力的作用下回座,主安全閥的開啟壓力消失,在主閥內部介質壓力作用下,閥座自動關閉。

雙聯體控制安全閥3工作時,鍋筒蒸汽通過蒸汽入口進入雙聯體控制安全閥的鍋筒閥體,當鍋筒壓力高于啟跳壓力時,蒸汽壓力在控制安全閥閥瓣上產生的力超過彈簧產生的彈力,從而通過推動壓桿開啟控制安全閥,控制安全閥開啟后,鍋筒蒸汽通過去管路進入鍋筒主安全閥,閥瓣一側與主蒸汽的接觸面積小于活塞一側與主蒸汽的接觸面積,來自控制安全閥的蒸汽產生的壓力大于鍋筒內蒸汽產生的壓力和主安全閥彈簧的彈力之和,壓力差通過閥桿推動主安全閥開啟,將鍋筒內的蒸汽排到大氣,過熱器主安全閥工作原理與鍋筒主安全閥工作原理相同。

當蒸汽壓力為低壓,需要校驗安全閥,或者根據工作要求需要緊急降低蒸汽壓力時,可以手動啟動雙聯體控制安全閥以實現保護主鍋爐安全的目的,由于鍋爐飽和蒸汽和過熱蒸汽壓力較高,操作者手動操作時進行遠端操作,操作啟動手輪通過連桿裝置作用在傳動軸上,傳動軸通過杠桿連接將壓桿頂起,實現控制安全閥開啟,進而打開主安全閥保護鍋爐。

主安全閥的密封是蒸汽倒密封,防止介質向外滲漏的一種密封結構,該種安全閥的最大優點是壓力越高,關閉密封性越好,不易泄漏,實現了減小汽水損失,鍋筒和過熱器上集箱的雙安全閥布置,兩個主安全閥啟跳壓力不同,一個安全閥啟跳即可實現降低壓力的效果,避免同時啟跳造成鍋爐大量的汽水損失,主安全閥可在保證鍋爐安全的前提下盡量提高回座壓力,實現了減少鍋爐汽水損失。

閥瓣和閥座是主要的閥門工作部位,它們的組合形成閥門的密封面,由于閥瓣和閥座處于高溫工作區,要求在任何情況下密封面無泄漏,此處材料需要采用耐高溫的材料,故選擇2Cv12NiMoWV,該材料在該溫度下,具有較高的熱強性、足夠的抗氧化性和良好的工藝性能,為了提高閥門密封面的抗汽蝕能力,在閥瓣和閥座結合處分別采用噴焊和堆焊型式形成鎳基合金密封面,在通常情況下,要求閥瓣的硬度略低于閥座,閥桿材料是結合安全閥閥的工作介質的參數,選用合金鋼材料38CrMoA1A,且經過氮化處理,能在工作溫度540℃的條件下承受10Mpa的壓力,其余的兩者安全閥的部件都是按照介質最高溫度決定的,它們都采用2Cr13。2Cr13在室溫和工作溫度下除具有足夠的強度外,還具有高的耐腐蝕性和減震性,安全閥體統材料的選擇均符合海上艦船環境的要求。

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適用于 增壓 鍋爐 安全 保護 系統
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