2.4. Конструкція зворотних клапанів

Основним пристроєм, що запобігає зворотному потоку пари в турбіну, служить зворотний клапан, що є комбінованою конструкцією, де є власне клапан, тарілка якого автоматично реагує на зміну напряму парового потоку, об'єднаний з механізмом для примусового закриття затвора (приводом).

Підіймальні зворотні клапани виготовляють з умовним діаметром проходу D_у=100-300 мм, поворотні — з D_у=300-1200 мм. Всі зворотні клапани призначені для установки лише на горизонтальних ділянках паропроводів. Зворотні клапани для відборів пари з тиском нижче атмосферного оснащені гідравлічним ущільненням дета_лей, що виходять з корпусу. До середньої частини сальника підводиться конденсат під тиском. 3аповняючи виниклий зазор між набивкою і деталлю і протікаючи всередину корпусу, конденсат перешкоджає присосу повітря у вакуумну систему паротурбінної установки.

Підіймальні зворотні клапани випускаються таких D_у: 100, 150, 200, 250 і 300 мм і по конструкції є однотипними. Тому розглянемо одного з них. КОС-150 — клапан зворотний з сервомотором D_у=150 мм (рис. 2). Корпус 7 клапана і його кришка литі. Для температури пари нижче 250°С їх виготовляють в з сірого чавуну, до температури 425°С — з вуглецевої, а більше 425°С — з легованої сталі. Чавунні корпуси сполучають з трубопроводами фланцями, а сталеві — зварюванням.

У циліндричному стакані 3 кришки розміщується вузол рухливих частин затвора: тарілка 5 з штоком поршень 9, закріплений на ньому. Поршень забезпечує вертикальне переміщення тарілки при відкриванні і закриванні затвора. Центруючий виступ діаметром 149 мм в нижній частині тарілки при малому відкриванні входить в сідло і запобігає непаралельності по­верхності кілець ущільнювачів тарілки і сідла в мо­мент їх контакту.

Пружинний привід з електромеханічним управлінням розташовується внизу корпуса. Шток 8 приводу за­ведений в порожнину тарілки і замкнутий втулкою 6. Гідравлічний привід розміщується зверху, на кришці зворотного клапана. При зведеному приводі шток його знаходиться в положенні А, не перешкоджаючи переміщенню тарілки під дією парового по­току. При спрацьовуванні привід переміщає шток в по­ложення Б, забезпечуючи тим самим примусову по­садку затвора зворотного клапана.

Поворотні зворотні клапани діляться на дві групи: з литим і з зварним корпусом. Перша група включає клапани КОС-400 — з чавунним корпусом для пари з температурою не більше 250°С і корпусом з вуглецевої або легованої сталі. Привід цих клапанів розташований збоку. До другої групи входять клапани КОС-300, КОС-600, КОС-800, КОС-1000 і КОС-12. Залежно від параметрів пари їх виготовляють вуглецевої або легованої сталі. Клапани цієї групи мають привід, що розташовується зверху. Зворотний клапан КОС-400 з гідравлічним приводом показаний на рис. 3. На приливах усередині корпусу 3 закріплений кронштейн 2 — опора для системи рухливих частин затвора (важеля 21 зварної конструкції тарілки 27). Шарнірний зв'язок тарілки з важелем полегшує самоустановку тарілки по сідлу. Поворот тарілки відносно важеля обмежують, регламентуючи зазори. При надмірному зазорі удар при посадці сприймався б лише невеликою ділянкою зовнішньої грані на верхній або нижній частині поверхні ущільнювача тарілки, що могло викликати пошкодження металу в місці контакту, заїдання і неповне закриття затвора. На важелі 21 встановлені пальці 5 і 7. Через палець 7 на тарілку передається зусилля приводу при його спрацьовуванні. Палець 5 повертає покажчик відкриття затвора. На рис. 3 показаний клапан в лівого виконання – привід розміщений з лівого боку корпусу. Є модифікація зворотного клапана з правим розташуванням приводу. Зворотній клапан типу КОС-800, являє собою комбіновану конструкцію і складається з зворотного клапану типу «захлопки» 14 і гідравлічного серводвигуна 4, що примусово його закриває

Привід зведений Привід спрацював

З пружинним приводом З гідравлічним приводом

Рисунок 2 Підіймальний зворотний клапан КОС-150

(формат А1). Клапан відкривається під дією парового потоку з паропроводу відбору і закривається під дією зворотного потоку пари з підігрівача, тому зворотні клапани повинні встановлюватись на горизонтальній частині паропроводу і потік пари з відбору повинен направлятись під захлопку.

Основними деталями клапана являються корпус 13, тарілка 14, шток 11 і серводвигун 4. Корпус клапана типу КОС-800 виконаний методом зварювання, а корпус клапана типу КОС-400 – литий. На вході пару з відбору в корпус клапана встановлено сідло 16, що має конічну посадочну поверхність під тарілку. Тарілка 14 кріпиться до корпусу клапана на шарніри 1. Тарілка приводиться в дію (на примусове закриття) за допомогою важеля 15, зусилля до якого передається через шток 11. В місці проходження штоку через корпус клапана встановлено сальникове ущільнення з розділяючим кільцем 12.

Серводвигун 4 призначений для примусового закриття клапана і складається з силового циліндру з розміщеним в ньому поршневим 8 і двох порожнистих циліндрів 5 з розміщеними всередині пружинами 7. Пружини зв’язані через коромисло 3 з штоком поршня 11. Силовий циліндр закривається зверху кришкою з штуцером 6 для підводу силової води. Під дією силової води поршень переміщається разом зі штоком 11 вниз, передаючи при цьому зусилля на закриття тарілки клапана і здавлює пружини 7. Виникає примусове закриття клапана. Після припинення подачі силової води на поршень серводвигуна пружини переміщують поршень в верхнє положення і звільняють тарілку клапана. Тиск води над поршнем серводвигуна і під ним вирівнюється за рахунок перетікання води через отвір в тілі поршня.

Злиття силової води з серводвигуна здійснюється через отвір 9 в нижній частині серводвигуна. Порожнини серводвигуна постійно заповнені водою, яка поступає по байпасномому трубопроводу з дросельною шайбою 1 окрім імпульсних соленоїдних клапанів. Дросельна шайба забезпечує витрату води, що рівна витраті через отвір в поршнях і корпусах серводвигунів всіх КОС.

Рисунок 3 Поворотний зворотний клапан КОС-400

Аби збільшити швидкодію і гарантувати повне закриття затвора при його зависанні, зворотні клапани відборів забезпечують пристроєм для примусового закриття затвора. Цей пристрій називають приводом зворотного клапана, після спрацьовування захисту турбіни надає тарілці силової дії, прискорюючи закриття затвору в разі його зависання або навіть заїдання. Привід зворотнього клапана не перешкоджає переміщенню тарілки при нормальній роботі турбіни.

Застосовують декілька типів приводів.

1. Є приводи, де для посадки затвора використовується енергія заздалегідь стислої пружини, що утримується в такому стані спеціальним механіз­мом. Спрацьовування приводу здійснюється за допомогою тягового електромагніту, що впливає на спусковий пристрій механізму. Ці приводи називають пру­жинними з електромеханічним управлінням. Привід зводиться вручну або гідравлічним серводвигуном, робочим тілом для якого служать конденсат від конденсатних насосів, масло з системи регулювання або повітря від станційного або спеціального компресора. Пружину може стискувати також електродвигун з ре­дуктором.

2. Існують приводи, де пружина для посадки затвора стримується стислою гідравлічним (поршне­вим або мембранним) серводвигуном, в якому постійно знаходиться вода, повітря або масло під тиском. Спрацьовування приводу відбувається при скиданні тиску робочої рідини. Такі приводи називають пружинни­ми з гідравлічним управлінням або з електрогідравлічним управлінням.

3. Раніше випускалися зворотні клапани, в яких для примусової посадки затвора використовувалася вантажна для важеля система, а вантажі у верхньому положе­нні при нормальній роботі турбіни утримував гідравлічний сервомотор. Такі приводи можна назвати вантажними для важеля з гідравлічним (або електрогі­дравлічним) управлінням.

4. Застосовуються також приводи, де посадка затво­ра виробляється гідравлічним сервомотором, куди подається конденсат від конденсатних

насосів. Ці при­води називають гідравлічними.